本發明屬于多糖溶解改善技術領域，具體涉及一種提高β-葡聚糖水溶性的方法，尤其涉及一種采用超聲波輔助酶解法提高酵母β-葡聚糖水溶性的方法。
背景技術：
β-葡聚糖是在微生物、蘑菇和植物中廣泛存在的一種活性多糖，重要來源之一是釀酒酵母。我國雖擁有豐富的釀酒酵母資源，然而針對啤酒工業迅速發展產生的廢酵母的回收利用，一般僅限于對其進行簡單的加工，并主要應用于飼料領域或酵母制劑的生產，導致大量廢棄釀酒酵母隨廢水排放，造成了資源的浪費和環境的嚴重污染。
隨著功能食品工業的迅猛發展和人們消費水平的提高，釀酒酵母來源的β-葡聚糖因其獨特的活性功效，日益引起人們的關注，可作為一種綠色天然的活性功效成分。近年來，歐美等一些發達國家利用β-葡聚糖開發了多種嬰幼兒、老年和孕婦的營養食品，而且以β-葡聚糖為主的膳食纖維食品的產值正逐年遞增，故β-葡聚糖功能產品有著極好的市場前景。然而，通過現有常規的多糖提取技術直接提取得到的釀酒酵母β-葡聚糖由于其呈中性，不帶電荷，且分子內多羥基基團的相互作用，形成了致密的三股螺旋結構，呈聚集顆粒狀，極大地限制了β-葡聚糖。因此，對其進行化學改性或生物降解,改善溶解性,是開發利用酵母葡聚糖的有效途徑。
目前，國內外學者主要通過化學、生物或物理修飾等方法對β-葡聚糖水溶性的改善進行研究。其中，化學修飾通過在酵母葡聚糖上連接親水性基團來增加溶解度，例如磷酸化、羧甲基化、硫酸酯化修飾，這類反應在有機溶劑體系中進行，污染嚴重，存在安全隱患。生物改性方法操作復雜，費用較高。物理飾改性是一個隨機性的過程，其降低相對分子質量的范圍有限。因此，本領域技術人員亟需一種簡單有效、可行性高的方法用于提高β-葡聚糖水溶性。
技術實現要素：
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種提高β-葡聚糖水溶性的方法，用于解決現有技術中操作復雜、有機溶劑消耗量大的技術問題，可大幅度提高β-葡聚糖的水溶性并為高水溶性性酵母β-葡聚糖的生產提供可行方法。
本發明的具體技術方案如下：
本發明提供了一種提高β-葡聚糖水溶性的方法，包括：將β-葡聚糖溶液和β-葡聚糖酶混合，在超聲波作用下進行酶解。
優選的，每毫升所述β-葡聚糖溶液中加入2～4U所述β-葡聚糖酶。
優選的，所述酶解的溫度為40～50℃；所述酶解的時間為1～2h。
優選的，所述超聲波的功率為100～200W。
優選的，所述β-葡聚糖溶液的制備為：將β-葡聚糖溶解于醋酸-醋酸鈉緩沖溶液中。
優選的，所述β-葡聚糖和所述醋酸-醋酸鈉緩沖溶液的混合比例為1μg：(10-20)mL。
優選的，所述醋酸-醋酸鈉緩沖溶液的濃度為0.1～1mol/L。
更優選的，所述溶解包括：在35～38℃下水浴預熱15～20min。
β-葡聚糖是一類活性強、毒副作用低的活性多糖。在對β-葡聚糖改性過程中，發揮物理作用的超聲波通過質點振動的力學作用減弱大分子主鏈的糖苷鍵，促進β-葡聚糖解螺旋，同時，結合β-葡聚糖酶通過酶切作用將β-葡聚糖的糖苷鍵斷裂，使得大分子葡聚糖水解為較小寡糖或還原糖從而增加β-葡聚糖在水中的溶解性。同時，分子結構與多糖的各種生物活性有著密切的關系，在改性過程中，生物酶解法條件溫和，通過酶切來降低β-葡聚糖的聚合度而不改變其天然結構，超聲波對β-葡聚糖的物理作用不改變其高級分子結構，因此采用超聲波輔助酶解法使得β-葡聚糖在保持原先生物天然結構的基礎上增大其溶解性，因此本發明方法對β-葡聚糖的生物活性影響較低甚至無影響。
本發明提供了一種提高β-葡聚糖水溶性的方法，同時采用超聲波技術和酶解法對β-葡聚糖進行降解，發揮了超聲波和酶解法的協同作用，大大提高了β-葡聚糖的水溶性。本發明具有操作工藝簡單、可行性強、無需使用有機溶劑、綠色環保、生產成本低的優點，為高水溶性酵母β-葡聚糖的生產提供可行方法，而且本發明方法對β-葡聚糖的生物活性無影響，可廣泛應用于食品和生物醫藥領域中。
具體實施方式
下面將結合本發明優選實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例只是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。本領域技術人員應當理解，對本發明的具體實施例進行修改或者對部分技術特征進行同等替換，而不脫離本發明技術方案的精神，均應涵蓋在本發明保護的范圍中。
以下實施例中所采用的β-葡聚糖為釀酒酵母來源的β-葡聚糖，購自上海源葉生物科技有限公司；β-葡聚糖酶購自上海源葉生物科技有限公司。
實施例1
第一步，將β-葡聚糖按1μg：10mL的混合比例投放于醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(0.1mol/L，pH5.0)，35℃水浴預熱15min制成β-葡聚糖溶液；
第二步，加入[E/S]為2U/mL的β-葡聚糖酶，其中，[E/S]表示β-葡聚糖酶在β-葡聚糖溶液中的添加濃度；
第三步，置于超聲波發生器(型號SB-600DTY)中，在超聲功率為100W的輔助條件下，40℃恒溫酶解1h；
第四步，沸水浴滅酶活5min，以4000r/min的速度離心5min，得到的上清液即為β-葡聚糖水溶液。
采用苯酚-硫酸法和Somogyi-Neslon依次測定β-葡聚糖水溶液中的多糖和還原糖含量，計算可溶性多糖得率，其計算公式如下：
可溶性多糖＝可溶性總糖(GT)-還原糖(GR)；
可溶性多糖得率(％)＝100×可溶性多糖(g)/葡聚糖干重(g)×100％。
本實施例采用超聲波輔助酶解法改性釀酒酵母β-葡聚糖，提高了β-葡聚糖的水溶性，其可溶性多糖得率比單獨使用超聲裂解和β-葡聚糖酶酶解時分別提高了15％和10％。
實施例2
第一步，將β-葡聚糖按1μg：15mL的混合比例投放于醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(0.5mol/L，pH5.0)，35℃水浴預熱18min制成β-葡聚糖溶液；
第二步，加入[E/S]為3U/mL的β-葡聚糖酶；
第三步，置于超聲波發生器(型號SB-600DTY)中，在超聲功率為150W的輔助條件下，45℃恒溫酶解1.5h；
第四步，沸水浴滅酶活8min，以4500r/min的速度離心8min，得到的上清液即為β-葡聚糖水溶液。
采用苯酚-硫酸法和Somogyi-Neslon依次測定β-葡聚糖水溶液中的多糖和還原糖含量，計算可溶性多糖得率，其計算公式如下：
可溶性多糖＝可溶性總糖(GT)-還原糖(GR)；
可溶性多糖得率(％)＝100×可溶性多糖(g)/葡聚糖干重(g)×100％。
本實施例采用超聲波輔助酶解法改性釀酒酵母β-葡聚糖，提高了β-葡聚糖的水溶性，其可溶性多糖得率比單獨使用超聲裂解和β-葡聚糖酶酶解時分別提高了18％和12％。
實施例3
第一步，將β-葡聚糖按1μg：20mL的混合比例投放于醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(1mol/L，pH5.0)，38℃水浴預熱20min制成β-葡聚糖溶液；
第二步，加入[E/S]為4U/mL的β-葡聚糖酶；
第三步，置于超聲波發生器(型號SB-600DTY)中，在超聲功率為200W的輔助條件下，50℃恒溫酶解2h；
第四步，沸水浴滅酶活10min，以5000r/min的速度離心8min，得到的上清液即為β-葡聚糖水溶液。
采用苯酚-硫酸法和Somogyi-Neslon依次測定β-葡聚糖水溶液中的多糖和還原糖含量，計算可溶性多糖得率，其計算公式如下：
可溶性多糖＝可溶性總糖(GT)-還原糖(GR)；
可溶性多糖得率(％)＝100×可溶性多糖(g)/葡聚糖干重(g)×100％。
本實施例采用超聲波輔助酶解法改性釀酒酵母β-葡聚糖，提高了β-葡聚糖的水溶性，其可溶性多糖得率比單獨使用超聲裂解和β-葡聚糖酶酶解時分別提高了20％和15％。
綜上所述，本發明所提供的一種提高β-葡聚糖水溶性的方法，采用超聲波輔助酶解法對β-葡聚糖進行降解，其降解產物可溶性多糖得率比單獨使用其中一種降解方法時高10～20％，說明本發明方法中超聲波和酶解法協同作用，大大提高了β-葡聚糖的水溶性，達到了1+1>2的有益效果。本發明方法具有操作工藝簡單、可行性強、無需使用有機溶劑、綠色環保和生產成本低的優點，獲得的β-葡聚糖水溶性較單一改性方法獲得的β-葡聚糖水溶性高，而且其生物活性保持，可廣泛應用于食品和生物醫藥行業中。