阅读说明：本技术 一种提高几丁聚糖功能食品营养价值的方法 (Method for improving nutritive value of chitosan functional food ) 是由 马轩 王冠丹 孙倩 王晓瞳 于 2020-05-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种提高几丁聚糖功能食品营养价值的方法,属于海洋生物技术领域。以几丁聚糖为原料,集成现代生物分离技术、生物酶解技术、混菌微生物发酵技术,研制开发出高体外抗氧化能力的几丁聚糖,其中混菌好氧发酵菌种主要包括酿酒酵母、地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌。所得几丁聚糖具有较强的抗氧化能力,可满足在保健、食品、医药等领域的高效利用。该工艺技术简单高效,所得产品抗氧化能力和自由基清除能力强,产品稳定性好,具有较强的市场应用前景。(The invention discloses a method for improving the nutritive value of chitosan functional food, belonging to the technical field of marine organisms. The chitosan with high in vitro oxidation resistance is developed by taking chitosan as a raw material and integrating a modern bioseparation technology, a biological enzymolysis technology and a mixed bacteria microbial fermentation technology, wherein the mixed bacteria aerobic fermentation strain mainly comprises saccharomyces cerevisiae, bacillus licheniformis and bacillus coagulans. The obtained chitosan has strong oxidation resistance, and can be efficiently utilized in the fields of health care, food, medicine and the like. The process technology is simple and efficient, and the obtained product has strong oxidation resistance and free radical scavenging capacity, good product stability and stronger market application prospect.)

一种提高几丁聚糖功能食品营养价值的方法

技术领域

本发明涉及一种提高几丁聚糖功能食品营养价值的方法，尤其是一种利用几丁聚糖为原料通过微生物协同发酵制备高抗氧化能力和营养保健功效的几丁聚糖生物制品，属于海洋生物技术领域。

背景技术

几丁质被称为“地球上最后的再生资源”，随着研究不断深入，其潜在价值被不断发掘，尤其是几丁聚糖，逐渐成为保健领域的新宠。几丁聚糖，又称甲壳素、壳聚糖、壳糖胺、脱乙酰基甲壳质和基多酸等，是带正电荷、阳离子并呈碱性的食用纤维素；由于几丁聚糖具有多种保健功能，被营养学家誉为继蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素与矿物元素之后的第六生命要素。几丁聚糖的营养与医疗作用归纳起来有三调( 调节免疫，调节pH值，调节激素分泌)、三降( 降胆固醇，降血糖，降血压)、三排( 排出多余有害胆固醇，排出重金属离子，排除毒素)、三抑( 抑制癌细胞生长，抑制癌症转移，抑制癌细胞增殖所释放的毒素) 等全方位的保健功能。因此，几丁聚糖在功能食品领域中有着极好的发展前景。

目前关于几丁聚糖降解和提高抗氧化能力的研究相对较少，尤其是对于提高几丁聚糖·OH自由基清除能力是本领域的关键技术弊端，制约着其在功能食品中的应用。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，满足几丁聚糖高效提取及高值化利用，本申请提供一种提高几丁聚糖功能食品营养价值的方法，集成现代生物分离技术、生物酶解技术、混菌微生物发酵技术，研制开发出高体外抗氧化能力的几丁聚糖生物制品，满足保健、医疗、食品等领域对几丁聚糖的应用需求，该工艺技术简单高效、所得产品抗氧化能力和自由基清除能力强，产品稳定性强，具有较强的市场应用前景。

本发明通过下述技术方案实现上述技术效果：

一种提高几丁聚糖功能食品营养价值的方法，其特征在于具体包括如下步骤：

（1）粉碎：将几丁聚糖粉碎过100目筛，加入几丁聚糖3～5倍的纯净水，搅拌10min；

（2）复合酶解：向混合后的溶液中加入质量比2%的复合酶制剂，在40～60℃条件下搅拌酶解30min；

（3）好氧发酵：向酶解后的酶解液中加入酶解液质量比3%的复合微生物菌剂，在28～35℃条件下好氧发酵8h；

（4）厌氧发酵：好氧发酵结束后加入2%的干酪乳杆菌粉，在28～35℃条件下厌氧发酵12h；

（5）过滤：进行粗过滤除去发酵菌体；

（6）灭酶：在100℃条件下灭酶10min；

（7）浓缩干燥：将浓缩后的发酵液进行喷雾干燥。

优选的，上述步骤（2）酶解过程中加入几丁聚糖质量比3～5%的甘露聚糖。

优选的，上述甘露聚糖的分子量为5000-1000Da。

优选的，上述步骤（4）中所述复合酶制剂为甘露聚糖酶、α-1,6糖苷酶和几丁聚糖酶的组合，其质量比为2:2:1。

优选的，上述步骤（5）中所述复合微生物菌剂为酿酒酵母、地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌的混合菌剂，其质量比组成为2:3:1。

优选的，上述步骤（5）中好氧发酵过程在发酵罐中进行时通风量为0.2～0.3m³/m³.min。

上述酿酒酵母种子液制备方法为：在无菌操作条件下，从酵母菌YDP斜面上用接种环挑取两环菌种，接种到500mL装300mLPDA液体培养基的三角瓶内，28℃～32℃，140r/min振荡培养24h后，然后按照上述工艺接种种子罐扩大培养制备酵母菌种子液，要求种子液的有效活菌数≥10⁹cfu/mL。

上述地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌种子液制备方法为：在无菌条件下，采用LB培养基在28～32℃条件下培养24h，制得液体地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌种子液，要求种子液的有效活菌数≥10⁹cfu/mL。

本发明提供一种提高几丁聚糖功能食品营养价值的方法，所得几丁聚糖具有较强的抗氧化能力，可满足在保健、食品、医药等领域的高效利用。

本发明提供一种提高几丁聚糖功能食品营养价值的方法，与现有技术相比，具有以下显著优势：

（1）本申请以几丁聚糖为原料，集成现代生物分离技术、生物酶解技术、混菌微生物发酵技术，显著提升了几丁聚糖抗氧化能力；尤为重要的是，本申请创造性的发现，在几丁聚糖溶解液中加入一定比例的甘露聚糖可以显著提高酶解发酵法制备的几丁聚糖的抗氧化能力；同时，试验结果表明甘露聚糖的加入量对其功效提升影响显著；

（2）本申请利用好氧菌（酿酒酵母、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌）共同发酵几丁聚糖提取几丁聚糖，充分利用微生物间的协同作用，提升几丁聚糖的提取率和体外抗氧化能力，其中：酿酒酵母在发酵过程中会产生各种降解细胞壁的酶类，使得更多的多肽等功能活性物质从细胞壁中释放出来，且酵母是产生能够释放结合态酚酸的酶类，有利于提升几丁聚糖的体外抗氧化能力；地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌的加入则可以显著提升几丁聚糖·OH自由基清除能力，具有显著的生物催化作用。

具体实施方式

在本申请中，酿酒酵母、地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌的活化方法如下：

（1）酿酒酵母种子液制备方法为：在无菌操作条件下，从酵母菌YDP斜面上用接种环挑取两环菌种，接种到500mL装300mLPDA液体培养基的三角瓶内，28℃～32℃，140r/min振荡培养24h后，然后按照上述工艺接种种子罐扩大培养制备酵母菌种子液，要求种子液的有效活菌数≥10⁹cfu/mL；

（2）上述地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌种子液制备方法为：在无菌条件下，采用LB培养基在28～32℃条件下培养24h，制得液体地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌种子液，要求种子液的有效活菌数≥10⁹cfu/mL。

实施例1

一种提高几丁聚糖功能食品营养价值的方法，具体工艺步骤包括：

（1）粉碎：将几丁聚糖粉碎过100目筛，加入几丁聚糖3～5倍的纯净水，搅拌10min；

（2）复合酶解：向混合后的溶液中加入质量比2%的复合酶制剂，在40～60℃条件下搅拌酶解30min；所述复合酶制剂为甘露聚糖酶、α-1,6糖苷酶和几丁聚糖酶的组合，其质量比为2:2:1；

（3）好氧发酵：向酶解后的酶解液中加入酶解液质量比3%的复合微生物菌剂，在28～35℃条件下好氧发酵8h，通风量为0.2～0.3m³/m³.min；所述复合微生物菌剂为酿酒酵母、地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌的混合菌剂，其质量比组成为2:3:1；

（4）厌氧发酵：好氧发酵结束后加入2%的干酪乳杆菌粉，在28～35℃条件下厌氧发酵12h；

（5）过滤：进行粗过滤除去发酵菌体；

（6）灭酶：在100℃条件下灭酶10min；

（7）浓缩干燥：将浓缩后的发酵液进行喷雾干燥。

测定实施例1中几丁聚糖提取液的抗氧化能力，其中·OH自由基清除率的测定参照邵秀芝等《食品化学试验》中所述方法；DPPH自由基清除率的测定参照林恋竹等《反应时间对DPPH法、ABTS法评价抗氧化性结果的影响》中所述方法；测定结果如下：

试验组别	·OH清除率（%）	DPPH自由基清除率（%）
			实施例1试验组	50.21	71.19
对照1组	33.27	60.64
			对照2组	37.83	62.78
对照3组	45.42	64.17

上述实验中对照1组为实施例1中步骤（2）酶解液灭酶离心后的几丁聚糖产品；对照2组为实施例1中不含好氧发酵的几丁聚糖产品，其余同实施例1；对照3组为实施例1中不含厌氧发酵的几丁聚糖产品，其余同实施例1。

实施例2

一种提高几丁聚糖功能食品营养价值的方法，具体工艺步骤包括：

（1）粉碎：将几丁聚糖粉碎过100目筛，加入几丁聚糖3～5倍的纯净水，搅拌10min；

（2）复合酶解：向混合后的溶液中加入质量比2%的复合酶制剂和几丁聚糖质量比3%的甘露聚糖，在40～60℃条件下搅拌酶解30min；所述复合酶制剂为甘露聚糖酶、α-1,6糖苷酶和几丁聚糖酶的组合，其质量比为2:2:1；所述甘露聚糖的分子量为5000-1000Da；

（3）好氧发酵：向酶解后的酶解液中加入酶解液质量比3%的复合微生物菌剂，在28～35℃条件下好氧发酵8h，通风量为0.2～0.3m³/m³.min；所述复合微生物菌剂为酿酒酵母、地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌的混合菌剂，其质量比组成为2:3:1；

（4）厌氧发酵：好氧发酵结束后加入2%的干酪乳杆菌粉，在28～35℃条件下厌氧发酵12h；

（5）过滤：进行粗过滤除去发酵菌体；

（6）灭酶：在100℃条件下灭酶10min；

（7）浓缩干燥：将浓缩后的发酵液进行喷雾干燥。

测定实施例2中几丁聚糖提取液的抗氧化能力，测定方法同实施例1中所述的抗氧化性能测定方法。试验结果如下：

试验组别	·OH清除率（%）	DPPH自由基清除率（%）
			实施例2试验组	72.45	84.62
对照1组	35.19	62.31
			对照2组	36.05	61.11
对照3组	47.64	63.58

上述实验中对照1组为实施例2中步骤（2）酶解液灭酶离心后的几丁聚糖产品；对照2组为实施例2中不含好氧发酵的几丁聚糖产品，其余同实施例2；对照3组为实施例2中不含厌氧发酵的几丁聚糖产品，其余同实施例2。

实施例3

一种提高几丁聚糖功能食品营养价值的方法，具体工艺步骤包括：

（1）粉碎：将几丁聚糖粉碎过100目筛，加入几丁聚糖3～5倍的纯净水，搅拌10min；

（2）复合酶解：向混合后的溶液中加入质量比2%的复合酶制剂和几丁聚糖质量比3%的甘露聚糖，在40～60℃条件下搅拌酶解30min；所述复合酶制剂为甘露聚糖酶、α-1,6糖苷酶和几丁聚糖酶的组合，其质量比为2:2:1；所述甘露聚糖的分子量为5000-1000Da；

（3）好氧发酵：向酶解后的酶解液中加入酶解液质量比3%的复合微生物菌剂，在28～35℃条件下好氧发酵8h，通风量为0.2～0.3m³/m³.min；所述复合微生物菌剂为酿酒酵母、地衣芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌的混合菌剂，其质量比组成为2:3:1；

（4）厌氧发酵：好氧发酵结束后加入2%的干酪乳杆菌粉，在28～35℃条件下厌氧发酵12h；

（5）过滤：进行粗过滤除去发酵菌体；

（6）灭酶：在100℃条件下灭酶10min；

（7）浓缩干燥：将浓缩后的发酵液进行喷雾干燥。

测定实施例3中几丁聚糖提取液的抗氧化能力，测定方法同实施例1中所述的抗氧化性能测定方法。试验结果如下：

试验组别	·OH清除率（%）	DPPH自由基清除率（%）
			实施例3试验组	69.17	79.66
对照1组	35.44	62.83
			对照2组	38.37	65.28
对照3组	46.06	70.15

上述实验中对照1组为实施例3中步骤（2）酶解液灭酶离心后的几丁聚糖产品；对照2组为实施例3中不含好氧发酵的几丁聚糖产品，其余同实施例3；对照3组为实施例3中不含厌氧发酵的几丁聚糖产品，其余同实施例3。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对被发明进行了详细的说明，但对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而对这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。