一种水溶性酵母葡聚糖的制备方法与流程

1.本发明属于葡聚糖技术领域，具体涉及一种水溶性酵母葡聚糖的制备方法。


背景技术：

2.目前酵母β-d-葡聚糖(简称酵母β-葡聚糖或酵母葡聚糖)是一种拥有良好生理功能的免疫调节剂(非特异性免疫增强剂)，具有增强免疫力、抗肿瘤、抗菌消炎、抗氧化、促进伤口愈合、抗辐射、降低血脂等生理功效，但是它不溶于水和绝大多数其它溶剂，仅微溶于二甲亚砜，这严重限制了酵母葡聚糖的应用。
3.针对这一问题，国内外学者对其进行了修饰和改性研究，以改性修饰法为主，目前的改性修饰主要是通过在葡聚糖上连接这些极性基团来增加其溶解度，但是这类反应通常需要消耗大量的溶剂，不仅成本高、污染严重，还可能造成安全隐患。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的问题，本发明提供一种水溶性酵母葡聚糖的制备方法，解决了现有水溶性酵母葡聚糖的缺陷，利用湿法行星球磨配合微波微溶反应将酵母葡聚糖表面的羟基磷酸化，达到水溶性改性的效果
5.为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
6.一种水溶性酵母葡聚糖的制备方法，包括如下步骤：
7.步骤1，将酵母葡聚糖加入至无水乙醇中搅拌形成浆料，并将磷酸氢钙加入至浆料中进行密封行星湿法球磨处理，得到预处理浆料；所述酵母葡聚糖与无水乙醇的质量比为5:1-3，搅拌的速度为1000-2000r/min，所述磷酸氢钙的加入量是酵母葡聚糖质量的3-9倍，湿法球磨的压力为0.8-1.4mpa；在该步骤中，行星湿法球磨采用的是3-5mm的钢球，行星球磨的功率为800-1000w，在行星球磨过程中将磨球作用于酵母葡聚糖的机械能高效转化成葡聚糖固体粉末的内能，从而达到改进晶体结构的效果，同时摩擦过程中得到产生的部分热量会转移至乙醇内，将乙醇转化为乙醇蒸汽，提高环境压力，形成内能和外能的联合作用，从而提升部分酵母葡聚糖的溶解性，该步骤的密封行星湿法球磨处理的温度不高于80℃。经过步骤1处理后的酵母葡聚糖中含有55-65％的可溶性葡聚糖。此处的可溶性葡聚糖转化为可溶性磷酸化葡聚糖，且酵母葡聚糖采用高纯酵母葡聚糖，且纯度大于99％。
8.步骤2，将预处理浆料放入水中搅拌形成稀释液，然后缓慢通入二氧化碳气体并微波处理2-5h，过滤后得到滤液，所述预处理浆料与水的质量比为1:15-25，搅拌的速度为1000-2000r/min，所述二氧化碳的通入速度为0.08-0.15ml/min，微波处理的功率为500-1000w；在整个处理过程中，预处理浆料在水中稀释时，乙醇和水形成互溶的，同时作为可溶性葡聚糖的磷酸化酵母葡聚糖直接溶解在水中；同时，基于酵母葡聚糖自身呈中性，不带电荷，其分子内多羟基的相互作用，形成致密的三股螺旋结构，造成其体现出不溶性，该步骤内采用微波的高频振动形成内部振荡，将致密的三股螺旋结构逐步打开，并裸露自身的羟基结构，此时水中微溶的磷酸氢钙与羟基在微波作用下形成磷酸化处理，从而达到可溶性
改性，随着微溶的磷酸氢钙的不断反应，作为沉淀的磷酸氢钙不断溶解在水中，达到磷酸氢钙的饱和体系，因此，微波处理中释放的羟基结构受到磷酸氢钙的影响，形成磷酸化改性。该步骤将不溶的酵母葡聚糖进行微波振动，打开羟基，并与磷酸氢钙形成二次磷酸化，同时钙离子与二氧化碳气体转化为碳酸钙沉淀，去除了溶液中的钙离子，经过该步骤处理后的水溶性酵母葡聚糖上升至85％-91％；
9.步骤3，将滤液充分搅拌，喷雾干燥得到预制粉末，然后将乙酸加入预制粉末搅拌均匀，过滤后的滤渣进行二次干燥，得到水溶性酵母葡聚糖粉末，所述乙酸与预制粉末的质量比为3-5:2。这一步骤将水溶性酵母葡聚糖转化为粉末，同时微溶于水的磷酸氢钙作为杂质进入至粉末中，乙酸的使用能够将磷酸氢钙溶解，同时乙酸具有良好的挥发性，在干燥过程中挥发去除。
10.进一步，所述步骤2中的滤液进行活性炭吸附，且所述活性炭采用负离子活性炭，负离子活性炭是活性炭与负离子相集合，利用微溶体系的磷酸氢钙的钙离子受到负离子活性炭的吸附，达到电荷牵引效果，从而实现了微溶结构的磷酸氢钙的去除，提高滤液中的磷酸化酵母葡聚糖的含量。所述负离子活性炭中的负离子材料为电气石粉；且所述负离子活性炭材料的制备方法包括如下步骤：a1，将电气石粉加入至无水乙醇中形成浆料，并湿法球磨形成乳状浆料，喷雾烘干得到电气石细粉，所述电气石粉与无水乙醇的质量比为7-10:1，湿法球磨的压力为0.8-1.4mpa，温度为40-50℃，喷雾烘干的温度为100-110℃；a2，将海泡石与乙基纤维素加入至无水乙醚中形成悬浊料，然后将电气石细粉加入，并造粒形成预制颗粒，所述海泡石与纤维素的质量比为2-5:1，且所述海泡石的加入量是电气石细粉质量的2-4倍，造粒的温度为50-60℃；该造粒处理形成以乙基纤维素为粘合剂，以海泡石与电气石共混合并形成框架颗粒；a3，将活性炭细粉加入至乙基纤维素搅拌混合，然后加入无水乙醚充分搅拌形成混合浆料，所述活性炭细粉与乙基纤维素的质量比为5-8:3，所述无水乙醚的加入量是乙基纤维素的质量的300-400％；a4，将混合浆料采用螺旋进料的方式恒温加入至模具中，并在螺纹进料中段加入预制颗粒，得到预制活性炭；所述混合浆料在螺纹进料的出口温度为50-60℃，所述预制活性炭中的混合浆料固体料与预制颗粒的质量比10-14:1；a5，将预制活性炭压制处理3-6h，然后恒温光照处理2-4h，得到负离子活性炭，所述压制处理的压力为5-9mpa，温度为60-80℃，所述恒温光照处理的温度为100-120℃，光照强度为8-10w/cm2。该制备方法利用先利用乙基纤维素的包裹特性，将海泡石与电气石粉形成共混，同时基于海泡石与电气石粉的质量差异，海泡石配合乙基纤维素形成包裹结构，最终转化为多孔结构的海泡石包裹电气石粉，在后续使用过程中，海泡石自身的纤维结构受整体结构的压制影响和自身软化特性，在电气石粉表面形成半软化，同时大大增加了电气石粉的裸露，提升电荷吸附效果；活性炭粉与乙基纤维素形成混合体系，且乙基纤维素与无水乙醚的溶解特性，能够形成悬浊的混合浆料，在螺旋进料时，预制颗粒内的乙基纤维素与混合浆料内的乙基纤维素形成同质化渗透固化，将预制颗粒固定在整个体系中，形成一体化结构。
11.更进一步的，为了提升负离子活性炭的电荷吸附效果，混合浆料在螺旋进料从5:3的活性炭细粉与乙基纤维素质量比逐步上升至8:3的活性炭细粉与乙基纤维素质量比，确保负离子活性炭的孔径由大变小逐步下降，形成梯度式变化。梯度式变化的负离子活性炭能够形成梯度式吸附效果，由上至下的吸附孔径变化，形成表面吸附的充分利用。
12.从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
13.1.本发明解决了现有水溶性酵母葡聚糖的缺陷，利用湿法行星球磨配合微波微溶反应将酵母葡聚糖表面的羟基磷酸化，达到水溶性改性的效果。
14.2.本发明利用碳酸氢钙的微溶体系，形成梯度式溶解效果，同时微波不仅将酵母葡聚糖的内部羟基键打开，而且与磷酸氢钙形成磷酸化转变，从而实现了水溶性改性，于此同时，钙离子在二氧化碳的作用下转化为沉淀，快速去除。
15.3.本发明利用磷酸氢钙与水溶性酵母葡聚糖的溶解度差异，在乙酸条件下形成除杂分离，得到纯度较高的水溶性酵母葡聚糖。
具体实施方式
16.结合实施例详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
17.实施例1
18.一种水溶性酵母葡聚糖的制备方法，包括如下步骤：
19.步骤1，将纯度为99％的市售酵母葡聚糖加入至无水乙醇中搅拌形成浆料，并将磷酸氢钙加入至浆料中进行密封行星湿法球磨处理，得到预处理浆料；所述酵母葡聚糖与无水乙醇的质量比为5:1，搅拌的速度为1000r/min，所述磷酸氢钙的加入量是酵母葡聚糖质量的3倍，湿法球磨的压力为0.8mpa；行星湿法球磨采用的是3mm的钢球，行星球磨的功率为800w，密封行星湿法球磨处理的温度为80℃。经过步骤1处理后的酵母葡聚糖中含有55％的可溶性葡聚糖；
20.步骤2，将预处理浆料放入水中搅拌形成稀释液，然后缓慢通入二氧化碳气体并微波处理2h，过滤后得到滤液，所述预处理浆料与水的质量比为1:15，搅拌的速度为1000r/min，所述二氧化碳的通入速度为0.08ml/min，微波处理的功率为500w；经过该步骤处理后的水溶性酵母葡聚糖上升至85％；
21.步骤3，将滤液充分搅拌，喷雾干燥得到预制粉末，然后将乙酸加入预制粉末搅拌均匀，过滤后的滤渣进行二次干燥，得到水溶性酵母葡聚糖粉末，所述乙酸与预制粉末的质量比为3:2。
22.该实施例制得的水溶性酵母葡聚糖的收率为84.6％，纯度为98.3％。
23.实施例2
24.一种水溶性酵母葡聚糖的制备方法，包括如下步骤：
25.步骤1，将纯度为99％的市售酵母葡聚糖加入至无水乙醇中搅拌形成浆料，并将磷酸氢钙加入至浆料中进行密封行星湿法球磨处理，得到预处理浆料；所述酵母葡聚糖与无水乙醇的质量比为5:3，搅拌的速度为2000r/min，所述磷酸氢钙的加入量是酵母葡聚糖质量的9倍，湿法球磨的压力为1.4mpa；行星湿法球磨采用的是5mm的钢球，行星球磨的功率为1000w，密封行星湿法球磨处理的温度为80℃。经过步骤1处理后的酵母葡聚糖中含有65％的可溶性葡聚糖；
26.步骤2，将预处理浆料放入水中搅拌形成稀释液，然后缓慢通入二氧化碳气体并微波处理5h，过滤后得到滤液，所述预处理浆料与水的质量比为1:25，搅拌的速度为2000r/min，所述二氧化碳的通入速度为0.15ml/min，微波处理的功率为1000w；经过该步骤处理后的水溶性酵母葡聚糖上升至91％；
27.步骤3，将滤液充分搅拌，喷雾干燥得到预制粉末，然后将乙酸加入预制粉末搅拌均匀，过滤后的滤渣进行二次干燥，得到水溶性酵母葡聚糖粉末，所述乙酸与预制粉末的质量比为5:2。
28.该实施例制得的水溶性酵母葡聚糖的收率为90.3％，纯度为98.7％。
29.实施例3
30.一种水溶性酵母葡聚糖的制备方法，包括如下步骤：
31.步骤1，将纯度为99％的市售酵母葡聚糖加入至无水乙醇中搅拌形成浆料，并将磷酸氢钙加入至浆料中进行密封行星湿法球磨处理，得到预处理浆料；所述酵母葡聚糖与无水乙醇的质量比为5:2，搅拌的速度为1500r/min，所述磷酸氢钙的加入量是酵母葡聚糖质量的8倍，湿法球磨的压力为1.1mpa；行星湿法球磨采用的是4mm的钢球，行星球磨的功率为900w，密封行星湿法球磨处理的温度为80℃。经过步骤1处理后的酵母葡聚糖中含有60％的可溶性葡聚糖；
32.步骤2，将预处理浆料放入水中搅拌形成稀释液，然后缓慢通入二氧化碳气体并微波处理2-5h，过滤后得到滤液，所述预处理浆料与水的质量比为1:20，搅拌的速度为1500r/min，所述二氧化碳的通入速度为0.12ml/min，微波处理的功率为800w；经过该步骤处理后的水溶性酵母葡聚糖上升至88％；
33.步骤3，将滤液充分搅拌，喷雾干燥得到预制粉末，然后将乙酸加入预制粉末搅拌均匀，过滤后的滤渣进行二次干燥，得到水溶性酵母葡聚糖粉末，所述乙酸与预制粉末的质量比为2:1。
34.该实施例制得的水溶性酵母葡聚糖的收率为87.6％，纯度为98.5％。
35.实施例4
36.一种水溶性酵母葡聚糖的制备方法，包括如下步骤：
37.步骤1，将纯度为99％的市售酵母葡聚糖加入至无水乙醇中搅拌形成浆料，并将磷酸氢钙加入至浆料中进行密封行星湿法球磨处理，得到预处理浆料；所述酵母葡聚糖与无水乙醇的质量比为5:2，搅拌的速度为1500r/min，所述磷酸氢钙的加入量是酵母葡聚糖质量的8倍，湿法球磨的压力为1.1mpa；行星湿法球磨采用的是4mm的钢球，行星球磨的功率为900w，密封行星湿法球磨处理的温度为80℃。经过步骤1处理后的酵母葡聚糖中含有60％的可溶性葡聚糖；
38.步骤2，将预处理浆料放入水中搅拌形成稀释液，然后缓慢通入二氧化碳气体并微波处理2-5h，过滤后得到滤液，所述预处理浆料与水的质量比为1:20，搅拌的速度为1500r/min，所述二氧化碳的通入速度为0.12ml/min，微波处理的功率为800w；滤液进行活性炭吸附，且所述活性炭采用负离子活性炭，且所述负离子活性炭中的负离子材料为电气石粉；且所述负离子活性炭材料的制备方法包括如下步骤：a1，将电气石粉加入至无水乙醇中形成浆料，并湿法球磨形成乳状浆料，喷雾烘干得到电气石细粉，所述电气石粉与无水乙醇的质量比为7:1，湿法球磨的压力为0.8mpa，温度为40℃，喷雾烘干的温度为100℃；a2，将海泡石与乙基纤维素加入至无水乙醚中形成悬浊料，然后将电气石细粉加入，并造粒形成预制颗粒，所述海泡石与纤维素的质量比为2:1，且所述海泡石的加入量是电气石细粉质量的2倍，造粒的温度为50℃；a3，将活性炭细粉加入至乙基纤维素搅拌混合，然后加入无水乙醚充分搅拌形成混合浆料，所述活性炭细粉与乙基纤维素的质量比为5:3，所述无水乙醚的加入量
是乙基纤维素的质量的300％；a4，将混合浆料采用螺旋进料的方式恒温加入至模具中，并在螺纹进料中段加入预制颗粒，得到预制活性炭；所述混合浆料在螺纹进料的出口温度为50℃，所述预制活性炭中的混合浆料固体料与预制颗粒的质量比10:1；a5，将预制活性炭压制处理3h，然后恒温光照处理2h，得到负离子活性炭，所述压制处理的压力为5mpa，温度为60℃，所述恒温光照处理的温度为100℃，光照强度为8w/cm2；经过该步骤处理后的水溶性酵母葡聚糖上升至88％；
39.步骤3，将滤液充分搅拌，喷雾干燥得到预制粉末，然后将乙酸加入预制粉末搅拌均匀，过滤后的滤渣进行二次干燥，得到水溶性酵母葡聚糖粉末，所述乙酸与预制粉末的质量比为2:1。
40.该实施例制得的水溶性酵母葡聚糖的收率为87.7％，纯度为98.7％。
41.实施例5
42.一种水溶性酵母葡聚糖的制备方法，包括如下步骤：
43.步骤1，将纯度为99％的市售酵母葡聚糖加入至无水乙醇中搅拌形成浆料，并将磷酸氢钙加入至浆料中进行密封行星湿法球磨处理，得到预处理浆料；所述酵母葡聚糖与无水乙醇的质量比为5:2，搅拌的速度为1500r/min，所述磷酸氢钙的加入量是酵母葡聚糖质量的8倍，湿法球磨的压力为1.1mpa；行星湿法球磨采用的是4mm的钢球，行星球磨的功率为900w，密封行星湿法球磨处理的温度为80℃。经过步骤1处理后的酵母葡聚糖中含有60％的可溶性葡聚糖；
44.步骤2，将预处理浆料放入水中搅拌形成稀释液，然后缓慢通入二氧化碳气体并微波处理2-5h，过滤后得到滤液，所述预处理浆料与水的质量比为1:20，搅拌的速度为1500r/min，所述二氧化碳的通入速度为0.12ml/min，微波处理的功率为800w；滤液进行活性炭吸附，且所述活性炭采用负离子活性炭，且所述负离子活性炭中的负离子材料为电气石粉；且所述负离子活性炭材料的制备方法包括如下步骤：a1，将电气石粉加入至无水乙醇中形成浆料，并湿法球磨形成乳状浆料，喷雾烘干得到电气石细粉，所述电气石粉与无水乙醇的质量比为10:1，湿法球磨的压力为1.4mpa，温度为50℃，喷雾烘干的温度为110℃；a2，将海泡石与乙基纤维素加入至无水乙醚中形成悬浊料，然后将电气石细粉加入，并造粒形成预制颗粒，所述海泡石与纤维素的质量比为5:1，且所述海泡石的加入量是电气石细粉质量的4倍，造粒的温度为60℃；a3，将活性炭细粉加入至乙基纤维素搅拌混合，然后加入无水乙醚充分搅拌形成混合浆料，所述活性炭细粉与乙基纤维素的质量比为8:3，所述无水乙醚的加入量是乙基纤维素的质量的400％；a4，将混合浆料采用螺旋进料的方式恒温加入至模具中，并在螺纹进料中段加入预制颗粒，得到预制活性炭；所述混合浆料在螺纹进料的出口温度为60℃，所述预制活性炭中的混合浆料固体料与预制颗粒的质量比14:1；a5，将预制活性炭压制处理6h，然后恒温光照处理4h，得到负离子活性炭，所述压制处理的压力为9mpa，温度为80℃，所述恒温光照处理的温度为120℃，光照强度为10w/cm2；经过该步骤处理后的水溶性酵母葡聚糖上升至88％；
45.步骤3，将滤液充分搅拌，喷雾干燥得到预制粉末，然后将乙酸加入预制粉末搅拌均匀，过滤后的滤渣进行二次干燥，得到水溶性酵母葡聚糖粉末，所述乙酸与预制粉末的质量比为2:1。
46.该实施例制得的水溶性酵母葡聚糖的收率为87.6％，纯度为99.1％。
47.实施例6
48.一种水溶性酵母葡聚糖的制备方法，包括如下步骤：
49.步骤1，将纯度为99％的市售酵母葡聚糖加入至无水乙醇中搅拌形成浆料，并将磷酸氢钙加入至浆料中进行密封行星湿法球磨处理，得到预处理浆料；所述酵母葡聚糖与无水乙醇的质量比为5:2，搅拌的速度为1500r/min，所述磷酸氢钙的加入量是酵母葡聚糖质量的8倍，湿法球磨的压力为1.1mpa；行星湿法球磨采用的是4mm的钢球，行星球磨的功率为900w，密封行星湿法球磨处理的温度为80℃。经过步骤1处理后的酵母葡聚糖中含有60％的可溶性葡聚糖；
50.步骤2，将预处理浆料放入水中搅拌形成稀释液，然后缓慢通入二氧化碳气体并微波处理4h，过滤后得到滤液，所述预处理浆料与水的质量比为1:20，搅拌的速度为1500r/min，所述二氧化碳的通入速度为0.12ml/min，微波处理的功率为800w；滤液进行活性炭吸附，且所述活性炭采用负离子活性炭，且所述负离子活性炭中的负离子材料为电气石粉；且所述负离子活性炭材料的制备方法包括如下步骤：a1，将电气石粉加入至无水乙醇中形成浆料，并湿法球磨形成乳状浆料，喷雾烘干得到电气石细粉，所述电气石粉与无水乙醇的质量比为9:1，湿法球磨的压力为1.2mpa，温度为45℃，喷雾烘干的温度为105℃；a2，将海泡石与乙基纤维素加入至无水乙醚中形成悬浊料，然后将电气石细粉加入，并造粒形成预制颗粒，所述海泡石与纤维素的质量比为4:1，且所述海泡石的加入量是电气石细粉质量的3倍，造粒的温度为55℃；a3，将活性炭细粉加入至乙基纤维素搅拌混合，然后加入无水乙醚充分搅拌形成混合浆料，所述活性炭细粉与乙基纤维素的质量比为7:3，所述无水乙醚的加入量是乙基纤维素的质量的350％；a4，将混合浆料采用螺旋进料的方式恒温加入至模具中，并在螺纹进料中段加入预制颗粒，得到预制活性炭；所述混合浆料在螺纹进料的出口温度为55℃，所述预制活性炭中的混合浆料固体料与预制颗粒的质量比12:1；a5，将预制活性炭压制处理5h，然后恒温光照处理3h，得到负离子活性炭，所述压制处理的压力为7mpa，温度为70℃，所述恒温光照处理的温度为110℃，光照强度为9w/cm2；经过该步骤处理后的水溶性酵母葡聚糖上升至88％；
51.步骤3，将滤液充分搅拌，喷雾干燥得到预制粉末，然后将乙酸加入预制粉末搅拌均匀，过滤后的滤渣进行二次干燥，得到水溶性酵母葡聚糖粉末，所述乙酸与预制粉末的质量比为2:1。
52.该实施例制得的水溶性酵母葡聚糖的收率为87.6％，纯度为98.7％。
53.实施例7
54.实施例7与实施例6的区别在于：混合浆料在螺旋进料从5:3的活性炭细粉与乙基纤维素质量比逐步上升至8:3的活性炭细粉与乙基纤维素质量比，最终形成由上至下孔径逐步减少的负离子活性炭。
55.该实施例制得的水溶性酵母葡聚糖的收率为87.6％，纯度为99.4％。
56.综上所述，本发明具有以下优点：
57.1.本发明解决了现有水溶性酵母葡聚糖的缺陷，利用湿法行星球磨配合微波微溶反应将酵母葡聚糖表面的羟基磷酸化，达到水溶性改性的效果。
58.2.本发明利用碳酸氢钙的微溶体系，形成梯度式溶解效果，同时微波不仅将酵母葡聚糖的内部羟基键打开，而且与磷酸氢钙形成磷酸化转变，从而实现了水溶性改性，于此
同时，钙离子在二氧化碳的作用下转化为沉淀，快速去除。
59.3.本发明利用磷酸氢钙与水溶性酵母葡聚糖的溶解度差异，在乙酸条件下形成除杂分离，得到纯度较高的水溶性酵母葡聚糖。
60.可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。