專利名稱：一種甘薯膳食纖維的提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種甘薯膳食纖維的提取方法，屬于生物工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
膳食纖維具有較強(qiáng)的持油、吸水膨脹力、持水力、增溶作用、結(jié)合和交換陽(yáng)離子能力、吸附螯合有機(jī)化合物作用和誘導(dǎo)微生物的作用，它能預(yù)防和治療多種疾病，被稱為繼淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)和水之后的“第七營(yíng)養(yǎng)素”。
現(xiàn)有的提取膳食纖維方法均為，去除淀粉，調(diào)節(jié)Ph，酶解，提取膳食纖維，如中國(guó)專利200710038695. 2，記載的含甘薯抗性淀粉的甘薯膳食纖維的制備方法首先將新鮮甘薯切成細(xì)絲，烘干干燥后，將其用粉碎機(jī)粉碎，并用水洗去部分甘薯淀粉，然后在存留物中加入其8 15倍的水量，攪拌便形成漿料，經(jīng)加熱糊化冷卻等過(guò)程，加入α -淀粉酶水解，淀粉酶水解，再用稀鹽酸調(diào)節(jié)其PH值至4 5，再加入糖化酶水解，然后用水洗去可溶性部分，最終得到含甘薯抗性淀粉的甘薯膳食纖維，這種方法主要用了 α -淀粉酶和糖化酶，這種方法的缺點(diǎn)在于1、含抗性淀粉的甘薯纖維中殘存了大量蛋白質(zhì)以及殘余酶，提取產(chǎn)物純度較低，因此，該產(chǎn)品的后續(xù)應(yīng)用中，可能會(huì)因?yàn)榛钚缘鞍踪|(zhì)的存在而產(chǎn)生一定的副作用；
2、水洗過(guò)程中，損失了一部分抗性淀粉，有效物質(zhì)的提取效率較低；3、得到的纖維不可溶，不能飲用，食用口感粗糙難咽。甘薯中包含淀粉，脂類蛋白質(zhì)和膳食纖維，膳食纖維包括可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維，中國(guó)專利200810234538. 3記載的一種從甘薯中連續(xù)提取甘薯淀粉，甘薯蛋白，膳食纖維的工藝，甘薯洗凈后加入護(hù)色液，粉碎，磨碎，壓榨，使甘薯渣，細(xì)胞液分離，甘薯渣的清洗液和細(xì)胞液合并后，過(guò)200目標(biāo)準(zhǔn)篩，濾液通過(guò)兩次離心脫水后干燥得到淀粉，分離出淀粉乳后的爐業(yè)降解淀粉后，截留分子量為5000-10000超濾，濃縮，干燥得甘薯粗蛋白，甘薯渣加入生物反應(yīng)器，加水，蛋白酶，淀粉酶反應(yīng)后，壓濾，干燥，粉碎得不溶性甘薯膳食纖維，這種方法的缺點(diǎn)在于1、沒(méi)有收集到更易被人體利用的可溶性膳食纖維；2、提取出的甘薯纖維中含有較多糖類雜質(zhì)，產(chǎn)品純度較低；3、整個(gè)提取過(guò)程中耗能較大，成本較聞。甘薯淀粉生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的甘薯渣副產(chǎn)物中除少量殘余淀粉外，主要就是膳食纖維(包括可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維)，此外還有少量脂類蛋白質(zhì)，這種甘薯渣副產(chǎn)物提取膳食纖維，一是工藝簡(jiǎn)單；二是成本能降低；三是將可溶性膳食纖維和不可溶膳食纖維分別提取，甘薯的利用率大大增加，產(chǎn)品的純度也大大提升；四是提取的大量可溶性膳食纖維，為更深層的食品加工(如纖維飲料)提供工藝和原料，完善甘薯產(chǎn)品加工的產(chǎn)業(yè)鏈；五是利用食品加工的廢棄物，環(huán)保高效，有助于循環(huán)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
為填補(bǔ)甘薯膳食纖維研究領(lǐng)域的空白，為后續(xù)甘薯產(chǎn)品、纖維產(chǎn)品深加工提供前期技術(shù)，本發(fā)明提供一種原料易得，高效，環(huán)保的甘薯膳食纖維的提取方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為一種甘薯膳食纖維的提取方法，包括去除淀粉，酶解，離心和提取膳食纖維，所述的提取膳食纖維包括提取不溶性膳食纖維和提取可溶性膳食纖維；提取不溶性膳食纖維將酶解后的混合溶液經(jīng)離心作用，將得到相互分離的沉淀和上清液，得到的沉淀用乙醇浸泡，再經(jīng)過(guò)抽濾，將得到固體和濾液；所得到的固體即為不溶性膳食纖維；提取可溶性膳食纖維將上述過(guò)程得到的上清液和濾液，經(jīng)水浴蒸發(fā)大部分的水分，然后在加入乙醇進(jìn)行浸提，此時(shí)上清液和濾液中出現(xiàn)絮狀沉淀，在從上清液和濾液分離出絮狀沉淀，所得到的絮狀沉淀即為可溶性膳食纖維。本發(fā)明在去除淀粉和酶解工藝之間，增加預(yù)處理工藝，添加NaOH溶液，攪拌均勻，并浸泡I小時(shí)。 所述的酶解具體為，加磷酸緩沖液調(diào)整pH，用α-淀粉酶水解、糖化酶酶解，再加入磷酸氫二鈉緩沖液并調(diào)ΡΗ，用胰蛋白酶酶解。本發(fā)明具體操作過(guò)程為第一步，甘薯粉制備將新鮮甘薯洗凈，切塊，用小蘇打水溶液浸泡30min，之后用高速組織搗碎機(jī)搗碎，用清水洗滌2 5次，每次洗完用三層紗布過(guò)濾，得到新鮮甘薯渣，干燥后研磨制得甘薯粉。第二步，預(yù)處理取甘薯粉和O. 2mol/L的氫氧化鈉溶液，按重量份I : 10進(jìn)行配t匕，并攪拌均勻，攪拌均勻后浸泡lh，制的氫氧化鈉與甘薯粉的混合溶液；第三步，酶解a、在混合溶液中加入磷酸緩沖液，調(diào)節(jié)混合溶液的pH值到4. 5 5. O左右，b、在將a得到混合溶液，在溫度為60°C的條件下，向其中添加α _淀粉酶液，酶水解40min ;滅酶；C、在將b中用α-淀粉酶液酶水解過(guò)的混合溶液，在pH值為4. 5 5.0，并且溫度為60°C的條件下，向其中添加糖化酶液，水浴水解40min ;滅酶；d、將c中用糖化酶液水浴水解過(guò)的混合溶液中加入磷酸氫二鈉緩沖液和NaOH，調(diào)節(jié)Ph7 9，在溫度為60°C的條件下，向其中添加胰蛋白酶液，水浴水解40min ;滅酶；e、在將d中用胰蛋白酶液水浴水解過(guò)的混合溶液,在沸水浴中進(jìn)行水浴5min，滅活所有酶；第四步，提取膳食纖維f、提取不溶性膳食纖維將第三步中經(jīng)過(guò)沸水浴的混合溶液在經(jīng)過(guò)離心機(jī)的離心作用下，將得到相互分離的沉淀和上清液，得到的沉淀用95 %乙醇溶液浸泡2min，在轉(zhuǎn)移到抽濾機(jī)上抽濾，將得到固體和濾液；所得到的固體即為不溶性膳食纖維；g、提取可溶性膳食纖維將F中得到的上清液和濾液，經(jīng)水浴蒸發(fā)大部分的水分，然后在加入95%乙醇溶液按4 I的比例進(jìn)行浸提，此時(shí)上清液和濾液中出現(xiàn)絮狀沉淀，在將上清液和濾液經(jīng)過(guò)離心機(jī)分離出絮狀沉淀，所得到的絮狀沉淀即為可溶性膳食纖維。所述的胰蛋白酶液為固體粉末的胰蛋白酶與水按O. 5 O. 7mL/g的比例配制而成。所述的糖化酶液為固體粉末的糖化酶與水按4. O 5. OmL/g的比例配制而成。
所述的α -淀粉酶液為固體粉末的α -淀粉酶與水按I. O I. 4mL/g的比例配制。所述的甘薯粉也可以用甘薯淀粉生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的副產(chǎn)物甘薯渣代替。所述的胰蛋白酶液、糖化酶液、α -淀粉酶液要置于4°C的溫度條件下保存。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案所述的糖化酶用量為5. OmL/g, α -淀粉酶用量I. 4mL/g,胰蛋白酶用量O. 5mL/g。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是I、在去除淀粉和酶解工藝之間，增加預(yù)處理工藝，添加NaOH溶液，攪拌均勻，并浸泡I小時(shí)。這樣做的目的在于使甘薯淀粉糊化，有助于后續(xù)過(guò)程中淀粉的分解和去除。
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2、所述的酶解具體為，加磷酸緩沖液調(diào)整pH，用α-淀粉酶水解、糖化酶酶解，再加入磷酸氫二鈉緩沖液并調(diào)ΡΗ，用胰蛋白酶酶解，之后滅酶。經(jīng)過(guò)這三種酶處理以后，將溶液中的淀粉、糖類和蛋白質(zhì)降解，之后通過(guò)乙醇沉淀，將降解物、殘留果膠以及其他雜質(zhì)去除，可得到兩種純凈的膳食纖維。3、所述的甘薯粉也可以用甘薯淀粉生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的副產(chǎn)物甘薯渣代替。利用甘薯渣副產(chǎn)物提取膳食纖維，一是工藝簡(jiǎn)單，二是成本能降低，三是解決了上游企業(yè)廢棄物的處理問(wèn)題，有助于發(fā)展循環(huán)產(chǎn)業(yè)。4、根據(jù)本發(fā)明的方法，加入α-淀粉酶水解、糖化酶和胰蛋白酶之后使用乙醇提取，在最優(yōu)工藝條件下制備甘薯渣膳食纖維產(chǎn)品，總膳食纖維提取率為81. 6%，其中可溶性膳食纖維提取率可達(dá)25.7%，大大提高了生產(chǎn)率。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析表明，甘薯渣膳食纖維的膨脹力和持水力分別達(dá)到3. 42mL/g和665%，由于純度比傳統(tǒng)方法有了大幅提升，其各項(xiàng)功能性指標(biāo)均表現(xiàn)較好。


圖I為α -淀粉酶添加量對(duì)甘薯膳食纖維提取率的影響曲線圖；圖2為糖化酶酶添加量對(duì)甘薯膳食纖維提取率的影響曲線圖；圖3為胰蛋白酶添加量對(duì)甘薯膳食纖維提取率的影響曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明一種甘薯膳食纖維的提取方法，包括去除淀粉，酶解，離心和提取膳食纖維，所述的提取膳食纖維包括提取不溶性膳食纖維和提取可溶性膳食纖維；提取不溶性膳食纖維將酶解后的混合溶液經(jīng)離心作用，將得到相互分離的沉淀和上清液，得到的沉淀用乙醇溶液浸泡，再經(jīng)過(guò)抽濾，將得到固體和濾液；所得到的固體即為不溶性膳食纖維；提取可溶性膳食纖維將上述過(guò)程得到的上清液和濾液，經(jīng)水浴蒸發(fā)大部分的水分，然后在加入95%乙醇溶液進(jìn)行浸提,此時(shí)上清液和濾液中出現(xiàn)絮狀沉淀,在從上清液和濾液分離出絮狀沉淀，所得到的絮狀沉淀即為可溶性膳食纖維。本發(fā)明在去除淀粉和酶解工藝之間，增加預(yù)處理工藝，具體為添加NaOH溶液，攪拌均勻，并浸泡I小時(shí)。
所述的酶解具體為，加磷酸緩沖液調(diào)整pH，用α -淀粉酶水解、糖化酶酶解，再加入磷酸氫二鈉緩沖液并調(diào)ΡΗ，用胰蛋白酶酶解。本發(fā)明具體操作過(guò)程為第一步，甘薯粉制備將新鮮甘薯洗凈，切塊，用小蘇打水溶液浸泡30min，之后用高速組織搗碎機(jī)搗碎，用清水洗滌2 5次，每次洗完用三層紗布過(guò)濾，得到新鮮甘薯渣，干燥后研磨制得甘薯粉。第二步，預(yù)處理取甘薯粉和O. 2mol/L的氫氧化鈉溶液，按重量份I : 10進(jìn)行配t匕，并攪拌均勻，攪拌均勻后浸泡lh，制的氫氧化鈉與甘薯粉的混合溶液；第三步，酶解a、在混合溶液中加入磷酸緩沖液，調(diào)節(jié)混合溶液的pH值到4. 5 5. O左右， b、在將a得到混合溶液，在溫度為60°C的條件下，向其中添加α _淀粉酶液，酶水解 40min ;90°C 滅酶；C、在將b中用α -淀粉酶液酶水解過(guò)的混合溶液，在pH值為4. 5 5. 0，并且溫度為60°C的條件下，向其中添加糖化酶液，水浴水解40min ;90°C滅酶； d、將c中用糖化酶液水浴水解過(guò)的混合溶液中加入磷酸氫二鈉緩沖液和NaOH，調(diào)節(jié)Ph7 9左右，在溫度為60°C的條件下，向其中添加胰蛋白酶液，水浴水解40min ;90°C滅酶；e、在將d中用胰蛋白酶液水浴水解過(guò)的混合溶液,在沸水浴中進(jìn)行水浴5min，滅活所有酶；第四步，提取膳食纖維f、提取不溶性膳食纖維將第三步中經(jīng)過(guò)沸水浴的混合溶液在經(jīng)過(guò)離心機(jī)的離心作用下，將得到相互分離的沉淀和上清液，得到的沉淀用95%乙醇浸泡2min，在轉(zhuǎn)移到抽濾機(jī)上抽濾，將得到固體和濾液；所得到的固體即為不溶性膳食纖維；g、提取可溶性膳食纖維將F中得到的上清液和濾液，經(jīng)水浴蒸發(fā)大部分的水分，然后在加入95%乙醇溶液按4 I的比例進(jìn)行浸提，此時(shí)上清液和濾液中出現(xiàn)絮狀沉淀，在將上清液和濾液經(jīng)過(guò)離心機(jī)分離出絮狀沉淀，所得到的絮狀沉淀即為可溶性膳食纖維。所述的胰蛋白酶液為固體粉末的胰蛋白酶與水按O. 5 O. ImL/g的比例配制而成。所述的糖化酶液為固體粉末的糖化酶與水按4. O 5. OmL/g的比例配制而成。所述的α -淀粉酶液為固體粉末的α -淀粉酶與水按I. O I. 4mL/g的比例配制。所述的甘薯粉也可以用甘薯淀粉生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的副產(chǎn)物甘薯渣代替。所述的胰蛋白酶液、糖化酶液、α -淀粉酶液要置于3 5°C的溫度條件下保存。所述的糖化酶用量為5. OmL/g, α -淀粉酶用量I. 4mL/g，胰蛋白酶用量O. 5mL/g。為了對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，下面結(jié)合試驗(yàn)對(duì)本發(fā)明做具體說(shuō)明實(shí)驗(yàn)前期過(guò)程第一步甘薯粉制備，具體為將2Kg新鮮甘薯洗凈，切成小塊，用小蘇打水溶液浸泡30min，之后用高速組織搗碎機(jī)搗碎20s，用清水洗滌3次，每次洗完用三層紗布過(guò)濾，以便除去甘薯渣中的淀粉和多糖，得到新鮮甘薯渣，稱重，60°C鼓風(fēng)干燥箱中鼓風(fēng)干燥8h(中間需要攪拌若干次)，干燥徹底后取出冷卻稱重，干燥密封保藏備用。
第二步，酶液配制，本發(fā)明第三步所需要用到的最主要的藥品是三種酶，分別為α-淀粉酶，胰蛋白酶及糖化酶，其中α-淀粉酶和糖化酶均為食品級(jí)，胰蛋白酶為化學(xué)純(250U/mg)，并且三種酶都為固體粉末。由于本發(fā)明中第三步所要添加的酶試劑為液體，因此首先需要做的事就是配制酶液。其中α_淀粉酶液，糖化酶液，胰蛋白酶液配制中酶與水的比例分別為I : 8(g/mL)，
I 10(g/mL)，l I (mg/mL) 0配制好的酶液于4°C左右冰箱保存?zhèn)溆?，為保持較好活性，α -淀粉酶液和糖化酶液保存3 5天，胰蛋白酶液保存I 2周。試驗(yàn)設(shè)計(jì) I、將甘薯按照本發(fā)明的第一步制得甘薯粉末，然后精確稱取1.000±0.005g甘薯粉7份，至于7個(gè)50mL錐形瓶中。2、在裝有甘薯的7個(gè)錐形瓶中，按重量份I : 10的比例分別加入O. 2mol/L的NaOH溶液，并攪拌均勻，浸泡I小時(shí)。3、然后在2中浸泡過(guò)的7個(gè)混合溶液中，加入50mL磷酸緩沖液(pH4. 92)，攪拌均勻并用鹽酸調(diào)PH到4. 5-5. O左右。4、然后在3中浸泡過(guò)的7個(gè)混合溶液中，加入α -淀粉酶，55°C恒溫水浴40min，90°C 滅酶 5min。 5、然后在4中浸泡過(guò)的7個(gè)混合溶液中，加入糖化酶，55 °C恒溫水浴40min，90 V滅酶 5min。6、然后在5中浸泡過(guò)的7個(gè)混合溶液中，加入磷酸氫二鈉緩沖溶液，用NaOH調(diào)節(jié)Ph至8左右。7、然后在6中的7個(gè)混合溶液中，加入的胰蛋白酶，55°C恒溫水浴40min，90 V滅酶5min。8、將7中得到的混合溶液，在4000r/min條件下，離心lOmin。9、分離上清液與沉淀往沉淀中加入95%乙醇攪拌，然后用真空泵抽慮，60°C于鼓風(fēng)干燥箱中干燥約6h，即得不溶性膳食纖維；取上清液，裝入盛有其4倍體積的95%乙醇的錐形瓶中，攪拌后靜置并過(guò)夜，之后用真空泵抽慮，干燥沉淀即得可溶性膳食纖維。以上為本試驗(yàn)所采取的膳食纖維提取方法。其中4，5，7步驟中各物質(zhì)的具體添加量視試驗(yàn)類別而定(會(huì)在后面的操作中給出)，而且在水浴過(guò)程中每隔IOmin左右好需要攪拌一次。在操作9中，所得的含有可溶性膳食纖維清液若量較大，可以先用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)濃縮，使體積縮小，然后再加入四倍體積的無(wú)水乙醇進(jìn)行沉淀。最后獲得的不溶性和可溶性膳食纖維需要分別對(duì)其干濕重進(jìn)行稱量，以便計(jì)算不同條件下不溶性膳食纖維及可溶性膳食纖維的提取率，并進(jìn)行比較。試驗(yàn)結(jié)果與分析α-淀粉酶用量確定分別精確稱取I. OOO ±O. 005g甘薯渣粉7份，加入NaOH溶液浸泡Ih后，加入磷酸緩沖液 50mL，調(diào) ρΗ4· 5 5. O，按 O. 6,0. 8、I. O、I. 2、I. 4、I. 6、I. 8mL/g 的量加入 α -淀粉酶液，55°C恒溫水浴40min，滅酶，隨后加入4. 5mL糖化酶液酶解40min，然后高溫滅酶，加入磷酸氫二鈉緩沖液，將溶液PH調(diào)整至8，加入O. 7mL胰蛋白酶液(250U/mL)，均在55°C下恒溫水浴40min進(jìn)行酶解，之后分別滅酶?？疾歃?淀粉酶用量對(duì)膳食纖維提取效果的影響。
按照上述α -淀粉酶用量確定所述進(jìn)行酶解提取膳食纖維試驗(yàn)，對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行記錄分析，并由分析所得數(shù)據(jù)繪制出膳食纖維提取率及隨α-淀粉酶添加量增加出現(xiàn)的變化。
由圖I可以看出，膳食纖維提取率隨著α-淀粉酶用量的增加呈先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)α -淀粉酶用量增加到約I. 4mL/g時(shí)，膳食纖維得率最大；其中可溶性膳食纖維提取率隨著α-淀粉酶用量增加表現(xiàn)出先增加后趨于平緩的趨勢(shì)，當(dāng)α-淀粉酶用量小于
I.4mL/g時(shí)，可溶性膳食纖維提取率緩慢增加，并于I. 4mL/g添加量處接近最大值，當(dāng)α -淀粉酶用量超過(guò)I. 4mL/g時(shí)，可溶性膳食纖維提取率略有增加，但增加趨于平穩(wěn)；根據(jù)綜合評(píng)價(jià)值，確定進(jìn)行正交試驗(yàn)α -淀粉酶添加量的最適范圍為I. O I. 4mL/g。糖化酶添加量的確定分別精確稱取I. OOOg甘薯渣粉7份，加入O. 2M/L的NaOH溶液浸泡Ih后，加入磷酸緩沖液50mL,調(diào)ρΗ4· 5 5. 0，α -淀粉酶液I. 4mL,按3. 5、4. O、4. 5、
5.0,5. 5,6. 0,6. 5mL/g的量加入糖化酶液，在55°C恒溫水浴水解40min之后滅酶，加入磷酸氫二鈉緩沖液，將溶液pH調(diào)整至8，再加入胰蛋白酶液O. 7mL進(jìn)行酶解，之后滅酶。考察糖化酶用量對(duì)膳食纖維提取效果的影響。按照上述糖化酶用量確定所述進(jìn)行酶解提取膳食纖維試驗(yàn)，對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行記錄分析，并由分析所得數(shù)據(jù)繪制出膳食纖維提取率及隨糖化酶添加量增加出現(xiàn)的變化。由圖2可以看出，膳食纖維總得率隨著糖化酶用量的增加先緩慢增大后緩慢減小，當(dāng)糖化酶用量的增加到5. OmL/g時(shí)，膳食纖維得率最大；可溶性膳食纖維提取率隨著糖化酶用量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)糖化酶用量小于4. 5mL/g時(shí)，可溶性膳食纖維提取率緩慢增力口，當(dāng)糖化酶用量在4. 5 5. 5mL/g時(shí)，可溶性膳食纖維提取率趨于平穩(wěn)，而后急劇下降。根據(jù)綜合評(píng)價(jià)值，確定正交試驗(yàn)糖化酶用量最適范圍為4. O 5. OmL/g。胰蛋白酶添加量的確定分別精確稱取I. 000 ±O. 005g甘薯渣粉7份，加入NaOH溶液浸泡Ih后，加入磷酸緩沖液50mL，調(diào)pH4. 5 5. 0，α -淀粉酶液I. 4mL,糖化酶液4. 5mL分別進(jìn)行酶解，55°C恒溫水浴40min，滅酶。加入磷酸氫二鈉緩沖液，將溶液pH調(diào)整至8，按O. 4、O. 5、O. 6、O. 7、O. 8、O. 9、I. OmL/g的量加入胰蛋白酶液，55°C恒溫水浴40min，滅酶。考察胰蛋白酶用量對(duì)膳食纖維提取效果的影響。按照上述胰蛋白酶用量確定所述進(jìn)行酶解提取膳食纖維試驗(yàn)，對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行記錄分析，并由分析所得數(shù)據(jù)繪制出膳食纖維提取率及隨胰蛋白酶添加量增加出現(xiàn)的變化。由圖3可以看出，膳食纖維提取率隨著胰蛋白酶用量的增加呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)，當(dāng)超過(guò)添加量超過(guò)O. 7mL/g后，提取率開(kāi)始緩慢降低。由于膳食纖維中的可溶性膳食纖維其主要的生理作用，并使膳食纖維品質(zhì)的主要指標(biāo)，因此此時(shí)需要重點(diǎn)考慮可溶性膳食纖維提取率所受的影響。從圖中可以看到，可溶性膳食纖維提取率隨著胰蛋白酶用量的增加呈現(xiàn)先減小后增大再減小的趨勢(shì)，并且當(dāng)胰蛋白酶添加量達(dá)到O. 7 O. 8mL/g時(shí)，可溶性膳食纖維提取率達(dá)到最大，這可能由于糖蛋白中蛋白質(zhì)被收高濃度胰蛋白酶作用而被降解的緣故；因此根據(jù)綜合評(píng)價(jià)值，確定正交試驗(yàn)的胰蛋白酶添加量范圍為O. 5 O. 7mL/g。甘薯渣膳食纖維提取的最佳工藝條件試驗(yàn)設(shè)計(jì)本發(fā)明中主要用到三種酶進(jìn)行處理α -淀粉酶，胰蛋白酶以及糖化酶。在上述試驗(yàn)中，分別分析了三種酶添加量對(duì)總膳食纖維提取率的影響，并可分別確定出在其他條件都保持不變的情況下，各種酶的最佳用量。在此基礎(chǔ)上，可進(jìn)行酶解甘薯渣提取膳食纖維的酶用量正交試試驗(yàn)。正交試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)記錄如表一所示。由于根據(jù)已有試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)知道三種酶添加量因素之間沒(méi)有交互作用，因此把第四列(即D空白)作為誤差列。表中綜合評(píng)價(jià)是指膳食纖維總提取率與可溶性膳食纖維提取率的綜合評(píng)價(jià)(而這求和的平均數(shù))，表下方的K與k分別表示每種因素每個(gè)水平下綜合評(píng)價(jià)的總和與平均數(shù)。R表示每種因素下，三個(gè)水平的綜合評(píng)價(jià)平均數(shù)的極差(即最大值減去最小值)。表一甘薯渣膳食纖維酶解法提取工藝中酶用量正交試試驗(yàn)果
權(quán)利要求
1.一種甘薯膳食纖維的提取方法，包括去除淀粉，酶解，離心和提取膳食纖維，其特征在于所述的提取膳食纖維包括提取不溶性膳食纖維和提取可溶性膳食纖維； 提取不溶性膳食纖維將酶解后的混合溶液經(jīng)離心作用，將得到相互分離的沉淀和上清液，得到的沉淀用乙醇浸泡，再經(jīng)過(guò)抽濾，將得到固體和濾液；所得到的固體即為不溶性膳食纖維； 提取可溶性膳食纖維將上述過(guò)程得到的上清液和濾液，經(jīng)水浴蒸發(fā)大部分的水分，然后在加入乙醇進(jìn)行浸提，此時(shí)上清液和濾液中出現(xiàn)絮狀沉淀，在從上清液和濾液分離出絮狀沉淀，所得到的絮狀沉淀即為可溶性膳食纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種甘薯膳食纖維的提取方法，其特征在于在去除淀粉和酶解工藝之間，增加預(yù)處理工藝，添加NaOH溶液，攪拌均勻，并浸泡I小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種甘薯膳食纖維的提取方法，其特征在于所述的酶解具體為，加磷酸緩沖液調(diào)整PH，用α -淀粉酶水解、糖化酶酶解，再加入磷酸氫二鈉緩沖液并調(diào)pH,用胰蛋白酶酶解。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種甘薯膳食纖維的提取方法，其特征在于具體操作過(guò)程為 第一步，甘薯粉制備將新鮮甘薯洗凈，切塊，用小蘇打水溶液浸泡30min，之后用高速組織搗碎機(jī)搗碎，用清水洗滌2 5次，每次洗完用三層紗布過(guò)濾，得到新鮮甘薯渣，干燥后研磨制得甘薯粉。
第二步，預(yù)處理取甘薯粉和O. 2mol/L的氫氧化鈉溶液，按重量份I : 10進(jìn)行配比，并攪拌均勻，攪拌均勻后浸泡lh，制得氫氧化鈉與甘薯粉的混合溶液； 第三步，酶解 a、在混合溶液中加入磷酸緩沖液，調(diào)節(jié)混合溶液的pH值到4.5 5. O左右， b、在將a得到混合溶液，在溫度為60°C的條件下，向其中添加α-淀粉酶液，酶水解40min ;滅酶； C、在將b中用α -淀粉酶液酶水解過(guò)的混合溶液，在pH值為4. 5 5. 0，并且溫度為60°C的條件下，向其中添加糖化酶液，水浴水解40min ;滅酶； d、將c中用糖化酶液水浴水解過(guò)的混合溶液中加入磷酸氫二鈉緩沖液和NaOH，調(diào)節(jié)Ph至8，在溫度為60°C的條件下，向其中添加胰蛋白酶液，水浴水解40min ;滅酶； e、在將d中用胰蛋白酶液水浴水解過(guò)的混合溶液,在沸水浴中進(jìn)行水浴5min，滅活所有酶； 第四步，提取膳食纖維 f、提取不溶性膳食纖維將第三步中經(jīng)過(guò)沸水浴的混合溶液在經(jīng)過(guò)離心機(jī)的離心作用下，將得到相互分離的沉淀和上清液，得到的沉淀用95%乙醇溶液浸泡2min，在轉(zhuǎn)移到抽濾機(jī)上抽濾，將得到固體和濾液；所得到的固體即為不溶性膳食纖維； g、提取可溶性膳食纖維將F中得到的上清液和濾液，經(jīng)水浴蒸發(fā)大部分的水分，然后在加入95%乙醇溶液按4 I的比例進(jìn)行浸提，此時(shí)上清液和濾液中出現(xiàn)絮狀沉淀，在將上清液和濾液經(jīng)過(guò)離心機(jī)分離出絮狀沉淀，所得到的絮狀沉淀即為可溶性膳食纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種甘薯膳食纖維的提取方法，其特征在于所述的胰蛋白酶液為固體粉末的胰蛋白酶與水按O. 5 O. 7mL/g的比例配制而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種甘薯膳食纖維的提取方法，其特征在于所述的糖化酶液為固體粉末的糖化酶與水按4. O 5. OmL/g的比例配制而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種甘薯膳食纖維的提取方法，其特征在于所述的α-淀粉酶液為固體粉末的α -淀粉酶與水按I. O I. 4mL/g的比例配制而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種甘薯膳食纖維的提取方法，其特征在于所述的甘薯粉也可以用甘薯淀粉生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的副產(chǎn)物甘薯渣代替。
9.根據(jù)權(quán)利要求5 7任一項(xiàng)所述的一種甘薯膳食纖維的提取方法，其特征在于所述的胰蛋白酶液、糖化酶液、α -淀粉酶液要置于4°C的溫度條件下保存。
10.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項(xiàng)所述的一種甘薯膳食纖維的提取方法，其特征在于所述的糖化酶用量為5. OmL/g, α -淀粉酶用量I. 4mL/g，胰蛋白酶用量O. 5mL/g。
全文摘要
本發(fā)明一種甘薯膳食纖維的提取方法，屬于生物工程領(lǐng)域，提供一種原料易得，高效，環(huán)保的甘薯膳食纖維的提取方法，技術(shù)方案包括去除淀粉，酶解，離心和提取膳食纖維，所述的提取膳食纖維包括提取不溶性膳食纖維和提取可溶性膳食纖維；提取不溶性膳食纖維將酶解后的混合溶液經(jīng)離心作用，將得到相互分離的沉淀和上清液，得到的沉淀用乙醇浸泡，再經(jīng)過(guò)抽濾，將得到固體和濾液；所得到的固體即為不溶性膳食纖維；提取可溶性膳食纖維將上述過(guò)程得到的上清液和濾液，經(jīng)水浴蒸發(fā)大部分的水分，然后在加入乙醇進(jìn)行浸提，此時(shí)上清液和濾液中出現(xiàn)絮狀沉淀，在從上清液和濾液分離出絮狀沉淀，所得到的絮狀沉淀即為可溶性膳食纖維。
文檔編號(hào)A23L1/2165GK102885318SQ20121040331
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月14日
發(fā)明者李冉, 趙英虎, 高莉 申請(qǐng)人:李冉