一种从荔枝酒蒸馏液中提取低聚糖的方法及其低聚糖的应用

摘要

本发明属于食品工程的技术领域，涉及一种从荔枝酒蒸馏液中提取低聚糖的方法及其低聚糖的应用，将荔枝酒蒸馏液进行除杂以及杀菌处理，之后进行初步的浓缩以及脱附处理，再之后进行深度的再浓缩处理以及纳滤膜浓缩处理，即得到荔枝低聚糖；所述除杂以及杀菌处理包括采用纤维无纺布过滤除杂。所述荔枝低聚糖还应用于促进乳酸菌胞外多糖的产生，增加乳酸乳酸菌的质构，还应用于食品加工，包括应用于酸奶的制作；应用于发酵培养基的制作，产生乳酸菌胞外多糖。本工艺能够开发和利用荔枝酒蒸馏液中的低聚糖、变废为宝，对延伸荔枝加工产业链、提高荔枝酒行业的整体效益具有良好的促进作用，荔枝低聚糖利于促进乳酸菌胞外多糖在食品加工中的大规模应用。

权利要求

1.一种从荔枝酒蒸馏液中提取低聚糖的方法，其特征在于，包括下述步骤：将荔枝酒蒸馏液进行除杂以及杀菌处理，之后进行初步的浓缩以及脱附处理，再之后进行深度的再浓缩处理以及纳滤膜浓缩处理，即得到荔枝低聚糖；

所述除杂以及杀菌处理包括采用纤维无纺布过滤除杂；

所述脱附处理的操作包括采用活性炭进行脱附所述再浓缩处理包括将进行脱附处理之后的蒸馏液采用真空浓缩至1/4 1/3，之后添~

加酒精，静置，离心除去沉淀

所述纳滤膜浓缩处理包括将除去沉淀的上清液进行蒸馏，将得到的浓缩液冷却之后经过纳滤膜浓缩，之后通过喷雾干燥，最终得到荔枝低聚糖所述纳滤膜包括聚醚砜膜、中空纤维纳滤膜以及聚砜‑聚酰胺复合纳滤膜。

2.由权利要求1所述的提取低聚糖的方法，其特征在于，所述初步浓缩包括将除杂以及杀菌处理之后的蒸馏液真空浓缩至1/4 1/3。

~

3.一种采用权利要求1制备得到的荔枝低聚糖应用于乳酸杆菌的增殖，所述乳酸杆菌包括德氏乳酸杆菌、干酪乳酸杆菌、保加利亚乳酸杆菌、嗜酸乳酸杆菌、嗜热链球菌以及肠膜状明串珠菌。

4.由权利要求3所述的荔枝低聚糖应用于促进乳酸菌胞外多糖的产生。

5.一种采用权利要求1的荔枝低聚糖应用于食品加工，包括应用于酸奶的制作，荔枝低聚糖促进酸奶中胞外多糖的含量，增加酸奶的质构。

6.一种采用权利要求1的荔枝低聚糖应用于发酵培养基的制作，产生乳酸菌胞外多糖。

说明书

一种从荔枝酒蒸馏液中提取低聚糖的方法及其低聚糖的应用

技术领域

[0001] 本发明属于食品工程的技术领域，具体涉及一种从荔枝酒蒸馏液中提取低聚糖的方法及其低聚糖的应用。

背景技术

[0002] 低聚糖又称寡糖，指由2‑10个相同或者不同的单糖通过糖苷键连接聚合而成的直链或支链的低度聚合糖。低聚糖在自然界分布广泛，种类很多，其中包括低聚果糖、低聚半
乳糖、低聚异麦芽糖等，因其具有低热量、降低血清胆固醇、增强机体免疫力、抗肿瘤等特
点，使得低聚糖成为功能性食品重要的基础原料和食品添加剂，现已被世界许多国家的工
业生产所利用。目前对功能性低聚糖的应用领域开发日渐增多，如疾病防治、营养保健和畜
牧养殖等。

[0003] 荔枝(Litchi chinensis Sonn)属无患子科，在亚热带地区气候和土壤合适的地方都有荔枝种植，其营养丰富，风味独特，深受消费者喜爱。我国是世界上栽培荔枝最早的
国家，已知有100多个品种。荔枝果酒是以去皮脱核的荔枝果肉为原料，通过酵母发酵酿制
而成的果酒。荔枝蒸馏酒是以上述荔枝果酒为原料经蒸馏后生成的，它既有荔枝果实的芳
香，又有荔枝汁发酵过程产生的酒香，并以其果香优雅怡人、口感舒顺、风格独特等特点，受
到越来越多消费者的青睐。

[0004] 在荔枝蒸馏酒的实际生产中，经发酵和蒸馏后的荔枝酒蒸馏液都被直接排放，没有得到回收利用，研究发现荔枝果肉中含有大量的低聚糖，在酵母发酵和后续的蒸馏过程
中，低聚糖基本都被保留在蒸馏液。

[0005] 乳酸菌胞外多糖是乳酸菌在生长代谢中分泌到细胞壁外的粘液或荚膜多糖，乳酸菌是公认的食品安全级微生物，其产生的胞外多糖对人体无毒副作用、来源安全可靠，且还
对人体健康有着重要的促进作用，如增强人体免疫力、抗肿瘤、抗溃疡和降胆固醇等，但乳
酸菌合成胞外多糖的产量仍较低，提取成本较高，提取工艺较为繁琐，提取的浓度也较低，
生产上的大规模应用受到限制，目前国内外很多科研人员正在积极通过培养基成分与培养
条件的优化以及菌种遗传改造等方式提高乳酸菌胞外多糖的产量，但很少有研究探讨植物
中活性成分对乳酸菌胞外多糖合成的影响，更未见有关于低聚糖能显著提高乳酸菌产胞外
多糖方面的报导，目前，除了右旋糖酐外，还未见有其它乳酸菌胞外多糖的商业化生产。

发明内容

[0006] 针对以上问题，本发明的目的在于提供一种从荔枝酒蒸馏液中提取低聚糖的方法及其低聚糖的应用，开发和利用荔枝酒蒸馏液中的低聚糖、变废为宝，对延伸荔枝加工产业
链、提高荔枝酒行业的整体效益具有良好的促进作用，荔枝低聚糖还可以促进乳酸菌胞外
多糖的产量，有利于促进乳酸菌胞外多糖在食品加工中的大规模应用。

[0007] 本发明的技术内容如下：

[0008] 本发明提供了一种从荔枝酒蒸馏液中提取低聚糖的方法，包括下述步骤：

[0009] 1)除杂以及杀菌处理：将荔枝酒蒸馏液采用纤维无纺布过滤除杂，之后进行灭菌处理；

[0010] 2)浓缩处理：将经过步骤1)的蒸馏液在50～65℃下真空浓缩至1/4～1/3，真空度为‑0.08～‑0.1MPa；

[0011] 真空浓缩过程中可采用乙酸乙酯萃取，可用于吸附色素和酚类物质；

[0012] 3)脱附处理：停止加热，将浓缩后的蒸馏液中趁热加入1～3％的活性炭，搅拌并过滤，收集过滤液，将活性炭用8～10倍体积的清水搅拌清洗并过滤，收集过滤液，合并上述过
滤液，进一步提取荔枝酒蒸馏液的低聚糖成分，有利于提高低聚糖的纯度和浓度；

[0013] 4)再浓缩处理：将过滤液在50～65℃下，真空浓缩至1/4～1/3，之后冷却，添加3倍体积的95％的酒精，混合均匀，静置，离心除去沉淀，进一步浓缩提高提取到的低聚糖的浓
度；

[0014] 5)纳滤膜处理：将除去沉淀的上清液进行蒸馏，得到的浓缩液冷却之后经过纳滤膜浓缩，跨膜压差选择10～13bar，之后通过喷雾干燥，最终得到荔枝低聚糖，得到产量以及
浓度较优的荔枝低聚糖。

[0015] 步骤1)所述的纤维无纺布的孔径为0.1～1cm，便于除去荔枝酒蒸馏液当中的杂质小颗粒以及絮凝物质；

[0016] 步骤3)所述活性炭的孔径为20～50目；

[0017] 步骤5)所述经过纳滤膜浓缩截留得到的分子的分子量＞200，回收二糖以上的低聚糖；

[0018] 所述纳滤膜包括聚醚砜膜、中空纤维纳滤膜以及聚砜‑聚酰胺复合纳滤膜，可以得到纯度较高的低聚糖混合物；

[0019] 步骤5)所述制备得到的低聚糖经基质辅助解析飞行时间质谱(MALDI‑TOF‑MS)分析，发现得到的低聚糖包括3种低聚糖，分子量分别为507、543以及830；

[0020] 所得到的低聚糖经过三氟乙酸水解、乙酰化、GC‑MS分析后，发现所得低聚糖的组成单糖包括D‑葡萄糖、D‑甘露糖以及D‑半乳糖；

[0021] 所述喷雾干燥的进风温度为140～160℃，出料温度为70～90℃。

[0022] 本发明还提供了一种荔枝低聚糖应用于乳酸杆菌的增殖，所述乳酸杆菌包括德氏乳酸杆菌、干酪乳酸杆菌、保加利亚乳酸杆菌、嗜酸乳酸杆菌、嗜热链球菌以及肠膜状明串
珠菌；

[0023] 所述荔枝低聚糖还应用于促进乳酸菌胞外多糖的产生；

[0024] 所述荔枝低聚糖应用于食品加工，包括应用于酸奶的制作，荔枝低聚糖添加到酸奶发酵的工艺中，能够促进酸奶中胞外多糖的含量，改善酸奶的质构和持水性，减少果胶等
物质的添加。

[0025] 所述荔枝低聚糖应用于发酵培养基的制作，产生乳酸菌胞外多糖。得到的荔枝低聚糖添加到含有干酪乳酸杆菌的培养基中，能促进干酪乳酸杆菌产生右旋糖酐类胞外多
糖，对于其它乳酸菌亦产生相同的效果。

[0026] 本发明的有益效果如下：

[0027] 本发明从荔枝酒蒸馏液中提取低聚糖，方法操作简便，能够得到纯度较高的含有3种低聚糖混合的荔枝低聚糖，本工艺能够开发和利用荔枝酒蒸馏液的低聚糖，对于延伸荔
枝加工产业链、荔枝酒行业的整体效益具有很好的促进作用，为果汁或者果酒蒸馏液的工
业利用产业化利用提供新的方向；

[0028] 相比现有技术，本发明的方法结合无纺布除杂、真空浓缩处理、活性炭脱附处理以及纳滤膜处理等工艺得到纯度较高的低聚糖，全程采用较为绿色环保的方式；

[0029] 本发明所提取的荔枝低聚糖能够应用于对德氏乳酸杆菌、干酪乳酸杆菌、保加利亚乳酸杆菌、嗜酸乳酸杆菌、嗜热链球菌以及肠膜状明串珠菌的增殖和促进乳酸菌胞外多
糖的生成，分析不添加荔枝汁和添加荔枝汁作用下乳酸菌胞外多糖合成基因簇表达及其产
生的胞外多糖化学结构的差异，明确荔枝汁对乳酸菌胞外多糖合成酶活性的影响，揭示荔
枝果肉低聚糖促进乳酸菌胞外多糖产生的相关机制，可以为提高乳酸菌胞外多糖产量的研
究提供理论基础，也有利于促进乳酸菌胞外多糖在食品加工中的大规模应用。

附图说明

[0030] 图1为不同比例荔枝汁的发酵培养液经乳酸菌发酵后其粘度和胞外多糖含量的变化图；

[0031] 图2为实施例4所得的荔枝低聚糖组分分析的色谱峰图；

[0032] 图3为单糖的成分含量标准图；

[0033] 图4为实施例4所得的荔枝低聚糖的单糖成分含量图；

[0034] 图5为纯化后胞外多糖的红外光谱图；

[0035] 图6为纯化后胞外多糖的核磁共振氢谱图。

具体实施方式

[0036] 以下通过具体的实施案例以及附图说明对本发明作进一步详细的描述，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围，在阅读了本发明之后，本领
域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

[0037] 若无特殊说明，本发明的所有原料和试剂均为常规市场的原料、试剂。

[0038] 收集荔枝酒制备工艺过程中得到的荔枝酒蒸馏液，并从荔枝酒蒸馏液中提取低聚糖，提取方法如下。

[0039] 实施例1

[0040] 一种从荔枝酒蒸馏液中取低聚糖的方法：

[0041] 1)除杂以及杀菌处理；取荔枝酒蒸馏液500g采用纤维无纺布过滤除杂，之后进行80～90℃的巴氏灭菌处理；

[0042] 2)浓缩处理：将灭菌后的荔枝酒蒸馏液置于蒸馏烧瓶，并通入氮气(5～10min)置于氮气环境中，抽真空至真空度为‑0.08MPa，加热至50～65℃下真空浓缩至1/4～1/3；

[0043] 3)脱附处理：停止加热，将浓缩后的蒸馏液中趁热加入1～3％的孔径30目的活性炭，搅拌并过滤，收集过滤液，将活性炭用8～10倍体积的清水搅拌清洗并过滤，收集过滤
液，合并所有的过滤液；

[0044] 4)再浓缩处理：将收集的所有过滤液置于蒸馏烧瓶，在50～65℃下，真空浓缩至1/4～1/3，之后冷却至室温，添加3倍体积的95％的酒精，慢速搅拌混合均匀，静置1～2小时，
离心除去沉淀；

[0045] 5)纳滤膜处理：将除去沉淀的上清液进行65℃恒温蒸馏15～20min，得到的浓缩液室温下冷却至室温，在恒温环境下经过聚醚砜膜浓缩，跨膜压差选择10bar，截留分子量＞
200的分子，过滤完之后进行喷雾干燥，进风温度为140℃，出料温度为70℃，最终得到荔枝
低聚糖。

[0046] 实施例2

[0047] 一种从荔枝酒蒸馏液中提取低聚糖的方法：

[0048] 1)除杂以及杀菌处理；取荔枝酒蒸馏液500g采用纤维无纺布过滤除杂，之后进行80～90℃的巴氏灭菌处理；

[0049] 2)浓缩处理：将灭菌后的荔枝酒蒸馏液置于蒸馏烧瓶，并通入氮气(5～10min)置于氮气环境中，抽真空至真空度为‑0.08MPa，加热至50～65℃下真空浓缩至1/4～1/3，过程
中滴加乙酸乙酯进一步萃取浓缩；

[0050] 3)脱附处理：停止加热，将浓缩后的蒸馏液中趁热加入1～3％的活性炭，搅拌并过滤，收集过滤液，将活性炭用8～10倍体积的清水搅拌清洗并过滤，收集过滤液，合并所有的
过滤液；

[0051] 4)再浓缩处理：将收集的所有过滤液置于蒸馏烧瓶，在50～65℃下，真空浓缩至1/4～1/3，之后冷却至室温，添加3倍体积的95％的酒精，慢速搅拌混合均匀，静置1～2小时，
离心除去沉淀；

[0052] 5)纳滤膜处理：将除去沉淀的上清液进行65℃恒温蒸馏15～20min，得到的浓缩液室温下冷却至室温，在恒温环境下经过中空纤维纳滤膜浓缩，跨膜压差选择11bar，截留分
子量＞200的分子，过滤完之后进行喷雾干燥，进风温度为140～160℃，出料温度为70～90
℃，最终得到荔枝低聚糖。

[0053] 实施例3

[0054] 一种从荔枝酒蒸馏液中提取低聚糖的方法：

[0055] 1)除杂以及杀菌处理；取荔枝酒蒸馏液500g采用纤维无纺布过滤除杂，之后进行80～90℃的巴氏灭菌处理；

[0056] 2)浓缩处理：将灭菌后的荔枝酒蒸馏液置于蒸馏烧瓶，并通入氮气(5～10min)置于氮气环境中，抽真空至真空度为‑0.09MPa，加热至50～65℃下真空浓缩至1/4～1/3；

[0057] 3)脱附处理：停止加热，将浓缩后的蒸馏液中趁热加入1～3％的活性炭，搅拌并过滤，收集过滤液，将活性炭用8～10倍体积的清水搅拌清洗并过滤，收集过滤液，合并所有的
过滤液；

[0058] 4)再浓缩处理：将收集的所有过滤液置于蒸馏烧瓶，在50～65℃下，真空浓缩至1/4～1/3，之后冷却至室温，添加3倍体积的95％的酒精，慢速搅拌混合均匀，静置1～2小时，
离心除去沉淀；

[0059] 5)纳滤膜处理：将除去沉淀的上清液进行65℃恒温蒸馏15～20min，得到的浓缩液室温下冷却至室温，在恒温环境下经过聚醚砜膜浓缩，跨膜压差选择12bar，截留分子量＞
200的分子，过滤完之后进行喷雾干燥，进风温度为140℃，出料温度为80℃，最终得到荔枝
低聚糖。

[0060] 实施例4

[0061] 一种从荔枝酒蒸馏液中提取低聚糖的方法：

[0062] 1)除杂以及杀菌处理；取荔枝酒蒸馏液500g采用纤维无纺布过滤除杂，之后进行80～90℃的巴氏灭菌处理；

[0063] 2)浓缩处理：将灭菌后的荔枝酒蒸馏液置于蒸馏烧瓶，并通入氮气(5～10min)置于氮气环境中，抽真空至真空度为‑0.1MPa，加热至50～65℃下真空浓缩至1/4～1/3，过程
中滴加乙酸乙酯进一步萃取浓缩；

[0064] 3)脱附处理：停止加热，将浓缩后的蒸馏液中趁热加入1～3％的活性炭，搅拌并过滤，收集过滤液，将活性炭用8～10倍体积的清水搅拌清洗并过滤，收集过滤液，合并所有的
过滤液；

[0065] 4)再浓缩处理：将收集的所有过滤液置于蒸馏烧瓶，在50～65℃下，真空浓缩至1/4～1/3，之后冷却至室温，添加3倍体积的95％的酒精，慢速搅拌混合均匀，静置1～2小时，
离心除去沉淀；

[0066] 5)纳滤膜处理：将除去沉淀的上清液进行65℃恒温蒸馏15～20min，得到的浓缩液室温下冷却至室温，在恒温环境下经过聚砜‑聚酰胺膜浓缩，跨膜压差选择13bar，截留分子
量＞200的分子，过滤完之后进行喷雾干燥，进风温度为160℃，出料温度为90℃，最终得到
荔枝低聚糖。

[0067] 采用荔枝汁对干酪乳酸杆菌的发酵培养液进行胞外多糖产量以及培养液粘度的测试，结果如图1所示，表明荔枝汁对乳酸菌胞外多糖产量具有促进作用。

[0068] 将实施例1至4制备得到的低聚糖组分进一步经凝胶渗透(GPC)色谱分析发现其由三个色峰组成(图2)，并且其经过基质辅助激光解析飞行时间质谱(MALDI‑TOF MS)分析和
单糖组成分析发现其由3个低聚糖组分组成，分子量分别为507、543和830，至少包含由D‑葡
萄糖，D‑甘露糖和D‑半乳糖组成。

[0069] 取低聚糖样品(10mg)在4ml的2mol/L三氟乙酸中于120℃下水解4h，低聚糖水解转化为醛糖醇乙酸酯，之后，将水解产品于1mL吡啶/1mG肌醇以及10mg盐酸羟胺在90℃下反应
30分钟，再加入2mL乙酸酐在90℃下乙酰化反应60分钟；

[0070] 最后，用气相色谱仪(Agilent，USA)、火焰离子化检测器和HP‑5毛细管柱(30mm×0.32mm×0.25μm)对低聚糖的醋酸醛糖醇产品进行了分析，其中，采用氮气为载气，温度程
序化气相色谱测量以5℃/min的升温速率从160℃升到250℃；

[0071] 以木糖、鼠李糖、岩藻糖、甘露糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸为单糖标准，肌醇作为内参照物，如图3所示，最终分析得所得低聚糖由包括D‑葡萄糖、
D‑甘露糖以及D‑半乳糖连接组成，如图4所示。

[0072] 对比例1

[0073] 改变低聚糖的提取对象：

[0074] 本发明提取低聚糖的方法为针对荔枝酒蒸馏液为对象提取低聚糖，现设置对比例以进一步补充本发明对荔枝酒蒸馏液的效果，选择同为无患子科的龙眼，实验对象为龙眼
酒蒸馏液，以实施例1为标准，将实施例1中的荔枝酒蒸馏液换成龙眼酒蒸馏液，其它条件以
及步骤不变。

[0075] 试验例1

[0076] 探究实施例1～4得到的荔枝低聚糖，用于益生菌的增殖实验，实验方案如下：

[0077] 1)准备MRS肉汤培养基，准备菌株(德氏乳酸杆菌1、干酪乳酸杆菌2、保加利亚乳酸杆菌3、嗜酸乳酸杆菌4、嗜热链球菌5以及肠膜状明串珠菌6)、准备实施例以及对比例的低
聚糖；

[0078] 2)菌种活化：将上述菌株分别采用MRS肉汤培养基培养，于37℃、厌氧条件下培养18～24小时；

[0079] 通过离心收集MRS肉汤培养基中的新鲜上述菌株，用生理盐水洗涤2～3次，之后用5
MRS基础肉汤重新悬浮并调整浓度至约10CFU/mL；

[0080] 3)低聚糖处理：将荔枝低聚糖(或龙眼低聚糖)配置成0％、1.0％、0.75％、2.0％(w/v)的浓度梯度，并用0.22μm的滤膜过滤除菌；

[0081] 4)取96孔板，每孔添加上述菌悬液和低聚糖溶液或生理盐水各100μL，振荡混匀，即每孔含有0％、0.5％、0.75％、1.0％(w/v)的荔枝低聚糖(或龙眼低聚糖)的MRS基础肉汤
200μL，于37℃下厌氧培养，每隔3h测定一次630nm的吸光度，连续测定42h并记录生长数据，
每种浓度均采用8孔平行，其平均值作为一个数据，独立进行重复试验3次，得到的菌株生长
情况如下表1所示：

[0082] 表1 荔枝低聚糖对菌株的增殖情况

[0083]

[0084]

[0085] 由表1可知，所采用的德氏乳酸杆菌1、干酪乳酸杆菌2、保加利亚乳酸杆菌3、嗜酸乳酸杆菌4、嗜热链球菌5以及肠膜状明串珠菌6的菌株数量在培养基中呈现向上生长，同时
也说明了所述乳酸菌在生长代谢过程中分泌了乳酸菌胞外多糖；

[0086] 对比例1的提取对象为龙眼酒蒸馏液，由表1可见，龙眼低聚糖对所述菌株的增殖效果不明显，即采取本发明对荔枝酒蒸馏液的低聚糖的提取方法不适用于对龙眼酒蒸馏液
的低聚糖的提取，提取效果不佳。

[0087] 将纯化后的乳酸菌胞外多糖进行红外光谱以及核磁共振分析，得图5和图6所示，分析所产生的的胞外多糖的化学结构，产生的胞外多糖分子量在3000KDa，是α‑D‑吡喃葡萄
糖单体(98％的α‑1,6糖苷键和2％α‑1，4糖苷键)构成的同型胞外多糖(属于右旋糖酐类胞
外多糖)。

[0088] 综上，本发明实施例所制备得到的荔枝低聚糖对于乳酸杆菌具有很好的增殖作用，且能够促进乳酸菌胞外多糖的产量，使得荔枝低聚糖用于酸奶制作的发酵工艺过程中，
能够促进酸奶中干酪乳酸杆菌产生右旋糖苷类胞外多糖，促进酸奶中胞外多糖的含量，能
够改善酸奶的质构和持水性，从而减少果胶等物质的添加。