一种从海带中高效制备海藻寡糖的酶解方法与流程

本发明属于海带高值化利用，尤其涉及到一种从海带中高效制备海藻寡糖的酶解方法。

背景技术：

1、海带中的海藻多糖是重要的海洋活性物质。海藻多糖是藻类细胞壁和膜间质的主要成分。海藻多糖在抑制细菌生长、抗氧化、抗病毒、促进机体发育等方面表现较好的生物活性，但其易凝的特点阻碍了已应用。将海藻多糖降解为聚合度为2-20个单糖组成的海藻寡糖，可提高其可溶性，容易被机体吸收利用，更加有利于其在食品、医药、军工、农业的应用。

2、随着酶制剂工业的发展，高活性的海藻降解酶得到开发应用，为通过生物降解法酶解海带制备高浓度海藻寡糖提供了技术支撑，酶解法制备海藻寡糖与传统的化学法相比，可更好的保持寡糖生物活性，也更加环保，因此具有更好的应用前景。

3、以海带为原料，采用生物酶法制备褐藻寡糖多采用多酶复合降解技术辅以物理破碎技术，如cn110637920a公开了“一种海带的酶解方法”，采用物理粉碎步骤将海带粉碎至20-60目，采用果胶酶和纤维素酶将海带酶解，酶解产物中还原糖含量为8.0-12.5g/100g。该技术将海带细胞在用果胶酶分解成单个分散细胞的基础上，添加纤维素酶将海带细胞细胞壁破壁。该方法虽然提高了海带酶解液还原糖的含量，但并未提及深度裂解褐藻寡糖的含量。cn110301601a采用褐藻胶裂解酶和纤维素酶裂解鲜海带，制备可溶性海带粉，但其褐藻寡糖含量仅为40-50％。故现有技术中尚未提出更具可行性的既能有效深度降解海带，又能同时提高所得低聚褐藻寡糖得率的方法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种从海带中高效制备海藻寡糖的酶解方法，该方法大幅简化了现有海带酶法降解的技术工艺，使得海带固形物酶解率达到67％以上，同时，酶解液中高活性的低聚褐藻寡糖比例达到78％左右，有效提高了低聚褐藻寡糖的得率。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种从海带中高效制备海藻寡糖的酶解方法，利用由褐藻胶降解酶、果胶酶和纤维素酶组成的酶组合物对干海带的超微粉进行酶解反应，所得海带固形物酶解率达到67％以上，酶解液中高活性的低聚褐藻寡糖的比例达到78％。

3、作为优选，褐藻胶降解酶的添加量为350-400u/g海带粉、果胶酶的添加量为4500-5500u/g海带粉、纤维素酶的添加量为250-300u/g海带粉。

4、作为优选，褐藻胶降解酶的添加量为360u/g海带粉、果胶酶的添加量为5000u/g海带粉、纤维素酶的添加量为280u/g海带粉。

5、作为优选，酶解反应的温度为45-50℃，ph为5.0-6.0，酶解时间为6-10h。。

6、作为优选，酶解反应的温度为49℃，ph为5.2，酶解时间为8h。

7、作为优选，干海带的超微粉为300目下的超微粉。

8、可以理解的是，在上述方案中，本申请的关键在于通过由三种酶组成的酶组合物在特定条件下对海带进行深度酶解反应，以达到预期效果，其原因在于海带细胞壁和胞间质含有多种成分，理论上根据其化学组成，使用多种酶共同作用才能实现海带的深度降解。但是，酶作为一种生物催化剂，每一种酶具有各自适宜的作用温度和酸碱度条件，要实现不同的酶在同一作用条件下共同发挥作用，需要权衡多种酶在不同条件下的活性保持率，探索一种适合多种酶发挥作用的条件。本发明通过大量实验摸索，建立了这样一种可使3种裂解酶在同一反应体系中最大程度发挥协同作用的工艺条件。这相比于现有技术中考虑到酶活性的保持，有的选择使用2种关键酶，有的使用分步酶解(步骤比较繁琐)，例如使用酶a在a条件下酶解6h，然后改变酶解条件b，加入酶b继续酶解8h等技术而言，不仅简化了繁琐步骤，而且获得了更优的技术效果。

9、作为优选，高活性的低聚褐藻寡糖为分子量<2000da的褐藻寡糖。

10、作为优选，高活性的低聚褐藻寡糖以聚合度为2糖、3糖、4糖的低聚褐藻寡糖为主。

11、作为优选，包括以下步骤：

12、将粉碎至300目的干海带超微粉及褐藻胶裂解酶、果胶酶、纤维素酶称量好放入离心管中混匀，加入缓冲液，混匀，放入预设温度的金属浴中保温进行酶解；

13、酶解过程中每隔20-40min将酶解体系摇匀，使海带粉充分酶解，酶解完成后立即将金属浴温度调至90-100℃反应10-20min进行反应体系中酶的灭活，取出并自然降温至室温；

14、将酶解好的海带酶解液在4000-5000×g条件下离心15-20min，重复分离2次即可。

15、作为优选，所加入的海带粉与缓冲液的质量比为1：10。

16、作为优选，金属浴的预设温度为40-60℃。

17、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

18、1、本发明提供的酶解方法选用3种裂解酶(褐藻胶降解酶、纤维素酶、果胶酶的组合)对海带进行酶解，采用响应面法优化了酶解复配比例以及酶解工艺条件，实现了对海带的深度酶解，得到聚合度主要为2糖、3糖、4糖的低聚寡糖。

19、2、本发明建立的酶解方法经历了2轮优化过程，其一为酶的复配比例优化，使得固形物酶解率约达到54％，其二为酶解条件的进一步优化，使得固形物酶解率提高到约67％。通过2轮优化，实现了3种裂解酶在同一反应体系中的协同作用，降低了酶用量和成本，大幅度简化了海带酶法降解的技术工艺，在海带固形物酶解率达到67％以上的同时，酶解液中高活性的低聚褐藻寡糖比例达到78％左右，有效提高了低聚褐藻寡糖的得率。

1.一种从海带中高效制备海藻寡糖的酶解方法，其特征在于，利用由褐藻胶降解酶、果胶酶和纤维素酶组成的酶组合物对干海带的超微粉进行酶解反应，所得海带固形物酶解率达到67％以上，酶解液中高活性的低聚褐藻寡糖的比例达到78％。

2.根据权利要求1所述的酶解方法，其特征在于，褐藻胶降解酶的添加量为350-400u/g海带粉、果胶酶的添加量为4500-5500u/g海带粉、纤维素酶的添加量为250-300u/g海带粉。

3.根据权利要求2所述的酶解方法，其特征在于，褐藻胶降解酶的添加量为360u/g海带粉、果胶酶的添加量为5000u/g海带粉、纤维素酶的添加量为280u/g海带粉。

4.根据权利要求1所述的酶解方法，其特征在于，酶解反应的温度为45-50℃，ph为5.0-6.0，酶解时间为6-10h。

5.根据权利要求4所述的酶解方法，其特征在于，酶解反应的温度为49℃，ph为5.2，酶解时间为8h。

6.根据权利要求1所述的酶解方法，其特征在于，高活性的低聚褐藻寡糖为分子量<2000da的褐藻寡糖。

7.根据权利要求1所述的酶解方法，其特征在于，高活性的低聚褐藻寡糖以聚合度为2糖、3糖、4糖的低聚褐藻寡糖为主。

8.根据权利要求1-7任一项所述的酶解方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的酶解方法，其特征在于，所加入的海带粉与缓冲液的质量比为1：10。

10.根据权利要求8所述的酶解方法，其特征在于，金属浴的预设温度为40-60℃。