專利名稱：一種黑木耳膳食纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備黑木耳膳食纖維的方法。 背景技術(shù)：
HH Auri CU Iari ει auricula (L. exHook.) Underwood,S 耳，是一種大型真菌，屬于擔(dān)子菌綱，木耳目、木耳科、木耳屬。黑木耳中總碳水化合物占子實(shí)體干重的70%以上，是一種優(yōu)質(zhì)的膳食纖維來源。膳食纖維可分為水不溶性膳食纖維 (IDF)和水溶性膳食纖維(SDF)兩部分。膳食纖維是指在人體小腸中不能消化吸收而在大腸中完全或部分發(fā)酵的植物性可食用部分或類似碳水化合物的總稱；膳食纖維包括多糖， 寡糖，木質(zhì)素及相關(guān)植物成分；膳食纖維對(duì)通便，(或)降血脂，(或)降血糖具有有益的生理功能。黑木耳不溶性膳食纖維包括幾丁質(zhì)、纖維素、木質(zhì)素等，可溶性部分包括甘露聚糖、 葡聚糖、酸性多糖等(Ukai S. and Morisaki S.，1982 ；Valentine A. Aletor，1995)。此夕卜， 黑木耳膳食纖維還包括一些微量成分，如黑色素、酚類化合物等(張蓮姬，2006)。膳食纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有許多親水基團(tuán)，具有良好的持水性，使其具有吸水功能與預(yù)防腸道疾病作用，當(dāng)富含膳食纖維的食物進(jìn)入消化道內(nèi)，在胃中吸水膨脹，并形成高粘度的溶膠或凝膠，這樣將產(chǎn)生飽腹感，減少了進(jìn)食量和熱量的吸收。不僅對(duì)肥胖病人是很好的食品，而且增加了胃腸道的蠕動(dòng)，從而抑制了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在腸道的擴(kuò)散速度，縮短了食物在腸道內(nèi)的停滯時(shí)間，使食物不能充分被消化酶分解便繼續(xù)向腸道下部移動(dòng)，結(jié)果增加了排便速度和體積乃至排便次數(shù)，由此降低了腸內(nèi)壓，產(chǎn)生通便作用，減少了有害成分在腸道內(nèi)的滯留時(shí)間。膳食纖維可以鰲合有機(jī)化合物，使其具有吸附有機(jī)物功能與預(yù)防心血管疾病作用。這是由于膳食纖維具有吸附膽汁酸、膽固醇、變異原等有機(jī)分子的功能。研究還表明膳食纖維能鰲合膽固醇、降低膽酸及其鹽類的合成與吸收，從而阻礙了中性脂肪和膽固醇的再吸收，也限制了膽酸的肝腸循環(huán)，進(jìn)而加速了脂質(zhì)物質(zhì)的排泄，可直接扼制和預(yù)防膽石癥、高血脂、肥胖癥、冠狀動(dòng)脈硬化等心血管系統(tǒng)的疾病。膳食纖維結(jié)構(gòu)中包含一些糖醛酸的羥基和羥基側(cè)鏈基團(tuán)，可與陽離子進(jìn)行可逆交換，這一物化特性，使其具有離子交換功能和降血壓作用。大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)，膳食纖維可與Ca， Zn,Cu,Pb等陽離子進(jìn)行交換。但此類交換為可逆性的，并優(yōu)先交換1 等有害離子，所吸附在膳食纖維上的有害離子可隨糞便排出，從而產(chǎn)生解毒作用。膳食纖維具有改善腸內(nèi)菌群功能及加速有毒物質(zhì)的排泄和解毒作用。膳食纖維中非淀粉多糖組成的膳食纖維經(jīng)過食道到達(dá)小腸后，由于它不被人體消化酶分解吸收而直接進(jìn)入大腸，在大腸繁殖有100 200種總量約在100X IO6個(gè)細(xì)菌。其中相當(dāng)一部分是有益菌，在提高機(jī)體免疫力和抗病變方面有著顯著的功效，如雙歧桿菌不僅能抑制腐生細(xì)菌生長(zhǎng)、維持維生素的供應(yīng)，而且對(duì)肝臟有保護(hù)用等。這些細(xì)菌能以部分膳食纖維為營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行代謝。于是，這些被吸收的膳食纖維不僅為菌群提供了繁殖所需的能量，并產(chǎn)生大量的短鏈脂肪酸，它們也發(fā)揮著重要的生理作用。另外，那些不能讓菌群發(fā)酵的膳食纖維也會(huì)在這時(shí)候吸水、膨脹、增重后，隨同可發(fā)酵纖維的剩余物以糞便的形式排出體外，使糞便濕潤(rùn)、松軟、 量多、表面光滑在大腸內(nèi)停留時(shí)間縮短。西方發(fā)達(dá)國(guó)家早在70年代就著手對(duì)膳食纖維的研究與開發(fā)，美、英、德、法己形成一定產(chǎn)業(yè)規(guī)模，并在食品市場(chǎng)占有一席之地。美國(guó)成立了膳食纖維協(xié)會(huì)(USDA)。在年銷售 60億美元方便谷物食品中，約20%是富含膳食纖維功能食品。美國(guó)的科學(xué)家們用現(xiàn)代高技術(shù)手段，以全美最上乘的棕金車前谷為原料研制成功了“金谷纖維王”。其含有高達(dá)80%的纖維，是人們己知含高纖維的燕麥的5至8倍。這一高纖維食品在美國(guó)問世后很快風(fēng)靡歐美等發(fā)達(dá)地區(qū)。據(jù)悉，在歐美，食用纖維素的年銷售己達(dá)100億美元。膳食纖維的資源非常豐富主要存在于海藻農(nóng)產(chǎn)品和食品加工過程中的下腳料和廢棄物中，如小麥數(shù)皮、豆渣、果渣皮、甘蔗渣、蕎麥皮、茶渣及食用菌下腳料等。我國(guó)是世界上生產(chǎn)黑木耳的主要國(guó)家，占世界黑木耳總產(chǎn)量的90%左右。除了用于直接食用外，黑木耳主要被用作生產(chǎn)黑木耳多糖的原料，在黑木耳多糖制備過程中產(chǎn)生的廢渣中含有大量膳食纖維，將黑木耳提取多糖后的料渣進(jìn)行改性處理，提取高附加值產(chǎn)品，同時(shí)也拓寬了膳食纖維的資源領(lǐng)域。黑木耳是一種比較獨(dú)特的膠質(zhì)菌，具有潤(rùn)肺、清滌胃腸、減肥、利于體內(nèi)有毒物質(zhì)的及時(shí)清除和排出等功能均與其豐富的不溶性膳食纖維的理化特性有關(guān)。通過水合能力、 吸附性以及陽離子交換能力等理化特性的對(duì)比，結(jié)合物理方法(高壓蒸煮)與生物方法 (復(fù)合酶處理)對(duì)黑木耳不溶性膳食纖維進(jìn)行改性，實(shí)現(xiàn)黑木耳采后加工的新利用，對(duì)進(jìn)一步發(fā)掘黑木耳膳食纖維的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與藥用價(jià)值具有實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種以黑木耳為原料，利用高壓蒸煮結(jié)合復(fù)合酶處理工藝，對(duì)黑木耳膳食纖維進(jìn)行改性，進(jìn)一步提高其水合能力、吸附性以及陽離子交換能力的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種黑木耳膳食纖維的制備方法，所述方法為取干燥黑木耳機(jī)械粗粉碎，過 60 100目篩，得黑木耳粗粉，然后將黑木耳粗粉與水按照質(zhì)量比1 5-10混合(優(yōu)選按照質(zhì)量比1 8混合)，在115-135°C，15-25個(gè)大氣壓條件下(優(yōu)選130°C，20個(gè)大氣壓條件下)處理10 30min (優(yōu)選20min)，然后按加入pH5. 0的檸檬酸緩沖溶液，再加入混合酶，50°C處理60 180min，再升溫至80 95°C處理60 180min，然后離心分離，取固體料渣用去離子水漂洗至中性后干燥，即得所述黑木耳膳食纖維；所述PH5. 0的檸檬酸緩沖溶液與黑木耳粗粉的質(zhì)量比為20 100 1，所述混合酶為纖維素酶與葡聚糖酶以質(zhì)量比 1 5 1混合的混合物，所述混合酶的質(zhì)量用量為黑木耳粗粉的質(zhì)量的1 5%。所述纖維素酶的活度通常> 30000u/g，所述葡聚糖酶的活度通常> 20000u/g。所述pH5.0的檸檬酸緩沖溶液與黑木耳粗粉的質(zhì)量比優(yōu)選為60 1。所述離心分離優(yōu)選是在2000r/min下離心30min。所述混合酶優(yōu)選為纖維素酶與葡聚糖酶以質(zhì)量比4 1混合的混合物。所述混合酶的質(zhì)量用量?jī)?yōu)選為黑木耳粗粉的質(zhì)量的2%。所述50°C處理 60 180min，優(yōu)選 50°C處理 90 lOOmin。
所述再升溫至80 95°C處理60 180min，優(yōu)選升溫至85°C，處理120min。進(jìn)一步，本發(fā)明所述的干燥優(yōu)選微波真空干燥，所述微波頻率M50MHZ，微波功率 lkW，真空度為；35 45mmHg，干燥5 30分鐘。最優(yōu)選的，本發(fā)明所述黑木耳膳食纖維的制備方法按以下步驟進(jìn)行取干燥黑木耳機(jī)械粗粉碎，過60 100目篩，得黑木耳粗粉，然后將黑木耳粗粉與水按照質(zhì)量比1 8 混合，在130°C，20個(gè)大氣壓條件下處理20min，然后按加入pH5. 0的檸檬酸緩沖溶液，再加入混合酶，50°C處理90 lOOmin，再升溫至85°C處理120min，然后2000r/min下離心 30min，取固體料渣用去離子水漂洗至中性后干燥，即得所述黑木耳膳食纖維；所述pH5.0 的檸檬酸緩沖溶液與黑木耳粗粉的質(zhì)量比為60 1，所述混合酶為纖維素酶與葡聚糖酶以質(zhì)量比4 1混合的混合物，所述混合酶的質(zhì)量用量為黑木耳粗粉的質(zhì)量的2%。本發(fā)明以黑木耳為原料，采用高壓蒸煮并結(jié)合特定酶處理工藝，對(duì)黑木耳膳食纖維進(jìn)行改性。發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)在于高壓蒸煮結(jié)合特定酶并結(jié)合熱水進(jìn)一步處理，可以使黑木耳膳食纖維活性基團(tuán)充分暴露，有效提高其水合能力、吸附性以及陽離子交換能力等特性。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在1.所制得產(chǎn)品為高膳食纖維，低脂肪，低熱量，高礦物質(zhì)，其中總膳食纖維含量可高達(dá)80%以上，水合能力、吸附膽固醇能力、陽離子交換能力等性能優(yōu)異。2.針對(duì)黑木耳膠質(zhì)菌細(xì)胞壁質(zhì)地堅(jiān)韌的特點(diǎn)，高壓蒸煮可使物料受到高溫、高壓作用，膳食纖維物質(zhì)分子間和分子內(nèi)空間結(jié)構(gòu)擴(kuò)展變形，造成物料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成疏松多孔的狀態(tài)，有利于膨脹性、吸附性等性能的改善。3.酶法處理可以進(jìn)一步改善木耳膠質(zhì)菌堅(jiān)韌的細(xì)胞壁，使膳食纖維高分子結(jié)構(gòu)疏松，同時(shí)酶法處理制備的產(chǎn)品無異味、感官性狀好。經(jīng)高壓蒸煮結(jié)合復(fù)合酶處理，可使黑木耳膳食纖維的結(jié)合水為達(dá)到35. 26g/g,中性條件下吸附膽固醇量達(dá)到31. 2mg/g,陽離子交換能力達(dá)到0. 61meq/L,比傳統(tǒng)的直接采用熱水處理得到的膳食纖維分別提高了 1. 34倍、 1. 51倍、1. 27倍，比采用NaOH堿液處理得到的膳食纖維分別提高了 2. 92倍、3. 18倍、 15. 25倍。該工藝條件溫和，綠色環(huán)保，符合保健食品的生產(chǎn)要求。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此實(shí)施例11材料與試劑黑木耳(由浙江省富來森綠色產(chǎn)業(yè)集團(tuán)公司提供)。使用前，置于50°C烘箱烘干， 粉碎，篩選目數(shù)為100 200目的樣品，備用?？偵攀忱w維測(cè)定試劑盒(TDF 100A-1KT，購自Sigma-Aldrich)，纖維素酶(Enzyme Activity 彡 30000u/g)、葡聚糖酶(Enzyme Activity 彡 20000u/g)、膽固醇、鄰苯二甲酸 (OPA)、大豆油(金龍魚一級(jí)精煉)、石油醚、氫氧化鈉、碳酸鈉、硫酸、鹽酸、酚酞、檸檬酸等均為分析純。2實(shí)驗(yàn)儀器
粉碎機(jī)、AL04型電子天平、DELTA-320型pH計(jì)、HH-2型水浴鍋、ZHENGFCHEN雙層恒溫?fù)u床、DHG-9M0A型鼓風(fēng)干燥箱、DL-5M離心機(jī)(配更換轉(zhuǎn)頭)、85_Z磁力攪拌器、T6新世紀(jì)分光光度儀、馬福爐、消解爐、膳食纖維測(cè)定系統(tǒng)(包括CSF6、MULTISTIRRER6及⑶E酶消化組件，購自意大利VELP SCIENTIFICA Co.)。3實(shí)驗(yàn)方法3. 1多糖提取技術(shù)路線黑木耳粉碎，過60 100目篩后取40g黑木耳粗粉，加320g水混合，在130°C、20 個(gè)大氣壓的條件下高溫高壓處理20min，再加入2400g檸檬酸緩沖溶液(pH5. 0)，0. 8g混合酶(纖維素酶與葡聚糖酶的質(zhì)量比為4 1)，在50°C下處理lOOmin，提高溫度到85°C再處理120min，再于2000r/min離心30min，收集濾渣用去離子水反復(fù)漂洗至中性后微波真空干燥，微波頻率M50MHz，微波功率lkW，真空度為35 45mmHg，干燥10分鐘，制得黑木耳膳食纖維 18. 60g。3. 2成分分析水分參照GB/T5009. 3-2010 ；粗脂肪參照 GB/T15674-2009 ；灰分參照 GB/ T5009. 4-2010;總碳水化合物(％) = [100-(水分+粗蛋白質(zhì)+灰分+粗脂肪)]% ；膳食纖維含量參照 AOAC Official Method985.四/991· 42，其中 SDF(% ) = TDF(% )-IDF(% ) 3. 3性能分析結(jié)合水力取1. OOOg樣品置于IOOml燒杯中，加蒸餾水50ml，37°C下靜置2h，200 目尼龍網(wǎng)過濾至無水滴下，將殘?jiān)瀑|(zhì)天平上稱得樣品濕重MnIlOO干燥至恒重，得干質(zhì)量M2。結(jié)合水力為(M1-M2)/M2，單位g/g。陽離子交換能力取0.500g樣品于0. lmol/L HCl中，4°C靜置48h，過濾，用去離子水洗至中性，真空干燥，粉碎；取0. IOOg干燥后的樣品于150ml的錐形瓶中，加5% NaCl 溶液(m/V) 50ml，待樣品充分溶脹(約30min)后加2 3滴酚酞，放入攪拌子，置于磁力攪拌器上，用O.OlOmol/L NaOH緩慢滴定至溶液顯微紅色，5min內(nèi)不褪色，計(jì)算其陽離子交換能力(單位:meq/L)。吸附膽固醇能力將五個(gè)鮮雞蛋蛋黃混合攪拌均勻后，用蒸餾水稀釋成10% (w/ m)的蛋黃乳液。分別稱取l.OOOg的樣品于50ml的錐形瓶中，加入25g蛋黃乳液，分別用濃 HCl和0. lmol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)體系pH至2. 0和7. 0，放置于200r/min的搖床中，37°C振搖2h，1300r/min (相當(dāng)于400RCF)離心20min，量取上清液體積后，吸取1. OOml上清液，用 90%的乙酸稀釋10倍，取0. Iml采用OPA法測(cè)定膽固醇含量。3. 4其他提取方法在同等條件下比較熱水處理、堿液處理黑木耳膳食纖維后的性能。比較例1實(shí)驗(yàn)操作同實(shí)施例1，所不同的是，在步驟3. 1中，取黑木耳粉碎，過60 100目篩，取40g黑木耳粗粉按料液比1 50加去離子水2000g，80°C提取MOmin，然后在2000r/ min離心30min，料渣用去離子水反復(fù)漂洗至中性后干燥，制得黑木耳膳食纖維20. 31g。后續(xù)的產(chǎn)品成分和性能分析測(cè)試步驟及操作都同實(shí)施例1。黑木耳膳食纖維的主要成分見下表1。表1不同處理工藝黑木耳膳食纖維的主要成分
權(quán)利要求
1.一種黑木耳膳食纖維的制備方法，其特征在于所述方法為取干燥黑木耳機(jī)械粗粉碎，過60 100目篩，得黑木耳粗粉，然后將黑木耳粗粉與水按照質(zhì)量比1 5-10混合，在 115-135°C, 15-25個(gè)大氣壓條件下處理10 30min，然后按加入pH5. 0的檸檬酸緩沖溶液， 再加入混合酶，50°C處理60 180min，再升溫至80 95°C處理60 180min，然后離心分離，取固體料渣用去離子水漂洗至中性后干燥，即得所述黑木耳膳食纖維；所述pH5. 0的檸檬酸緩沖溶液與黑木耳粗粉的質(zhì)量比為20 100 1，所述混合酶為纖維素酶與葡聚糖酶以質(zhì)量比1 5 1混合的混合物，所述混合酶的質(zhì)量用量為黑木耳粗粉的質(zhì)量的1 5%。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述纖維素酶的活度>30000u/g，所述葡聚糖酶的活度> 20000u/g。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述混合酶為纖維素酶與葡聚糖酶以質(zhì)量比 4 1混合的混合物。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述pH5.0的檸檬酸緩沖溶液與黑木耳粗粉的質(zhì)量比為60 1。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述離心分離是在2000r/min下離心30min。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述混合酶的質(zhì)量用量為黑木耳粗粉的質(zhì)量的2%。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述干燥為微波真空干燥，所述微波頻率 M50MHz，微波功率lkW，真空度為35 45mmHg，干燥5 30分鐘。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法為取干燥黑木耳機(jī)械粗粉碎，過 60 100目篩，得黑木耳粗粉，然后將黑木耳粗粉與水按照質(zhì)量比1 8混合，在130°C，20 個(gè)大氣壓條件下處理20min，然后按加入pH5. 0的檸檬酸緩沖溶液，再加入混合酶，50°C處理90 lOOmin，再升溫至85°C處理120min，然后2000r/min下離心30min，取固體料■用去離子水漂洗至中性后干燥，即得所述黑木耳膳食纖維；所述PH5. O的檸檬酸緩沖溶液與黑木耳粗粉的質(zhì)量比為60 1，所述混合酶為纖維素酶與葡聚糖酶以質(zhì)量比4 1混合的混合物，所述混合酶的質(zhì)量用量為黑木耳粗粉的質(zhì)量的2%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種黑木耳膳食纖維的制備方法取干燥黑木耳機(jī)械粗粉碎，過60～100目篩，得黑木耳粗粉，然后將黑木耳粗粉與水按照質(zhì)量比1∶5～10混合，在115～135℃，15～25個(gè)大氣壓條件下處理10～30min，然后按加入pH5.0的檸檬酸緩沖溶液，再加入混合酶，50℃處理60～180min，再升溫至80～95℃處理60～180min，然后離心分離，取固體料渣用去離子水漂洗至中性后干燥，即得所述黑木耳膳食纖維。本發(fā)明所制得產(chǎn)品為高膳食纖維，低脂肪，低熱量，高礦物質(zhì)，其中總膳食纖維含量可高達(dá)80％以上，水合能力、吸附膽固醇能力、陽離子交換能力等性能優(yōu)異。
文檔編號(hào)A23L1/28GK102415572SQ20111040996
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者何杰民, 張擁軍, 張文革, 鄭龍華, 金暉, 陳萍 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院