專利名稱：一種提取膳食纖維的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提取膳食纖維的方法。
背景技術(shù)：
我國甘薯資源十分豐富，種植面積和產(chǎn)量均居世界首位，是列于稻谷、玉米、小麥之后的第四大糧食作物，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要位置。我國甘薯主要用于制備淀粉，其生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量廢渣。甘薯廢渣中含有大量的膳食纖維，而膳食纖維具有增強(qiáng)腸道功能、防止便秘、控制體重、降低血液膽固醇含量、預(yù)防心血管疾病等多種功能活性。然而，目前我國大部分甘薯渣被用來飼養(yǎng)牲畜，還有一部分被直接拋棄，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。因此，尋求一種簡(jiǎn)易、實(shí)用、成本低廉的從甘薯渣中提取膳食纖維的工藝技術(shù)迫在眉睫。酶解法是提取膳食纖維最常用的方法。孫健等利用α-淀粉酶、胰蛋白酶和糖化酶從甘薯渣中成功提取了膳食纖維并對(duì)其特性進(jìn)行了研究。張玲玲等利用耐熱α-淀粉酶、淀粉葡萄糖苷酶和蛋白酶酶解的方法從多個(gè)品種甘薯中提取了膳食纖維。吳少福等將薯渣加熱糊化后，通過添加淀粉酶、糖化酶和木瓜蛋白酶的方法來提取膳食纖維，并對(duì)其純度和膨脹力進(jìn)行了分析。美國官方分析化學(xué)師協(xié)會(huì)A0AC991.43《食品中總的、可溶性及不溶性膳食纖維的酶重量測(cè)定法》是目前常用的膳食纖維定量方法，該法也是連續(xù)采用耐高溫α-淀粉酶、蛋白酶和淀粉葡萄糖苷酶來提取膳食纖維。然而，采用多種酶連續(xù)酶解法提取膳食纖維，工藝繁瑣、成本較高，并且會(huì)由于對(duì)酶適PH值的調(diào)節(jié)而混入大量的鹽離子。因此，單酶法提取膳食纖維逐漸引起了人們的關(guān)注。目前尚未有單酶法提取甘薯膳食纖維的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 目的是提供一種提取膳食纖維的方法。本發(fā)明提供的提取膳食纖維的方法，包括如下步驟:I)將含有淀粉的原料、水和酶混勻進(jìn)行酶解，得到酶解液；2)將步驟I)所得酶解液加水進(jìn)行過濾，取濾渣干燥后進(jìn)行粉碎，得到所述膳食纖維。上述方法所述步驟I)中，含有淀粉的原料為果蔬或糧食作物，具體選自甘薯、玉米、馬鈴薯、小麥、木薯、紫薯、荸薺、葛根和綠豆中的至少一種。所用原料可為干的或濕的原料，可以是未經(jīng)加工的淀粉型作物，也可以使淀粉生產(chǎn)后的渣料；具體可為甘薯淀粉生產(chǎn)后得到的干薯渣或濕薯渣；所述步驟I)中，，所用酶為耐高溫α -淀粉酶，具體為Suhong AA Plus α -淀粉酶，可購自Novozymes公司，批號(hào)為AYSG4099 ;所述酶的酶活為30000-40000U/mL，具體為39531U/mL，酶活是酶活力的度量單位。I個(gè)酶活力單位是指在特定條件下，I分鐘內(nèi)能轉(zhuǎn)化I微摩爾底物的酶量。
所述步驟I)中，含有淀粉的原料的質(zhì)量均以干基進(jìn)行計(jì)算；水的用量與淀粉的原料的用量比為20-40ml/g，具體為23ml/g ；所述酶與底物(也即含有淀粉的原料)的用量比比為0.02-62.5yl/g，具體為12.δμ /g；所述酶的酶解溫度為60-100°C，具體為70°C或80°C或90°C或100°C或80_100°C或 80-90。?；?70-100。?；?90-100。。；所述酶的酶解時(shí)間為15-60min，具體為52min。所述步驟2)中,水與酶解液的體積比為0-2: I,且所述水的用量不為O。所述步驟2)中，過濾步驟的濾孔直徑為80-500目，具體為200目。所述步驟2)中，干燥裝置選自烘箱、氣流干燥機(jī)和滾筒干燥機(jī)中的至少一種。具體的參數(shù):烘箱干燥的具體條件如下:控制烘箱溫度為40_105°C，具體為60°C ;進(jìn)料濕度可為0-100%，出料濕度控制為0-10% ;時(shí)間為10-14小時(shí)，具體為12小時(shí)；氣流干燥機(jī)干燥的具體條件如下:進(jìn)口溫度130-300°C，具體為180°C，出口溫度控制在30-60°C，具體為50°C，進(jìn)料濕度控制為0-60%，出料濕度控制為0_10%。滾筒干燥機(jī)干燥的具體條件如下:入口氣體溫度400-600°C，具體為500°C，進(jìn)料濕度控制為0-50%，出料濕度控制為0-10%。所述步驟2 )中，所述粉碎步驟包括超微粉碎；由于膳食纖維渣硬度較大，故可用對(duì)輥粉碎機(jī)進(jìn)行初步粉碎，再用超微粉碎機(jī)進(jìn)行深度粉碎；所用粉碎裝置選自對(duì)輥粉碎機(jī)、超微粉碎機(jī)、氣流粉碎機(jī)和研磨機(jī)中的至少一種。粉碎后產(chǎn)品的目數(shù)控制在80-400目，優(yōu)選200目。本發(fā)明的方法具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本方法相比于傳統(tǒng)酶解法工藝較簡(jiǎn)單，所需酶種類少，酶解時(shí)間短，酶解過程中無需調(diào)節(jié)pH，拒絕了無機(jī)鹽離子的混入，成本低廉；2、本方法提取的甘薯膳食纖維產(chǎn)品純度較高，過濾脫水的同時(shí)伴隨加水，從而降低了產(chǎn)品中可溶性糖的含量，物化和功能性質(zhì)較好，是一種優(yōu)質(zhì)的膳食纖維保健產(chǎn)品；3、提取工藝只涉及酶解罐、板框壓濾機(jī)、烘箱或者氣流干燥機(jī)、對(duì)輥粉碎機(jī)和超微粉碎機(jī)，設(shè)備簡(jiǎn)單、種類少、造價(jià)低，易于操作和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。4、以淀粉型甘薯品種“密選I號(hào)”提取淀粉后的薯渣為原料提取甘薯膳食纖維，所得甘薯膳食纖維提取率為94.02%，甘薯膳食纖維產(chǎn)品的純度為90%以上。


圖1為甘薯渣初始狀態(tài)。圖2為甘薯渣調(diào)漿后狀態(tài)。圖3為酶解后甘薯膳食纖維酶解液狀態(tài)。圖4為過濾后濕甘薯膳食纖維產(chǎn)品的狀態(tài)。圖5為干燥后得到的甘薯膳食纖維渣。圖6為粉碎后得到的甘薯膳食纖維產(chǎn)品。圖7為甘薯膳食纖維產(chǎn)品中淀粉含量隨著酶與底物濃度比的變化關(guān)系。
圖8為甘薯膳食纖維產(chǎn)品中淀粉含量隨酶解溫度的變化關(guān)系。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。所述方法如無特別說明均為常規(guī)方法。所述原材料如無特別說明均能從公開商業(yè)途徑而得。下述實(shí)施例所用耐高溫ct -淀粉酶均為Suhong AA Plus α -淀粉酶,購自Novozymes公司，批號(hào)為AYSG4099。所用原料均為甘薯渣，甘薯品種均為淀粉型品種“密選I號(hào)”，購自北京密云，甘薯渣為甘薯淀粉加工產(chǎn)生的廢渣，其基本成分見表I。表I甘薯渣的基本化學(xué)組成)
權(quán)利要求
1.一種提取膳食纖維的方法，包括如下步驟: 1)將含有淀粉的原料、水和酶混勻進(jìn)行酶解，得到酶解液； 2)將步驟I)所得酶解液加水進(jìn)行過濾，取濾渣干燥后進(jìn)行粉碎，得到所述膳食纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟I)中，含有淀粉的原料為果蔬或糧食作物，具體選自甘薯、玉米、馬鈴薯、小麥、木薯、紫薯、荸薺、葛根和綠豆中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述步驟I)酶解步驟中，所用酶為耐高溫α -淀粉酶，具體為Suhong AA Plus α -淀粉酶；或， 所述酶的酶活為30000U/mL-40000U/mL，具體為39531U/mL。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的方法，其特征在于:所述步驟I)中，所述含有淀粉的原料的質(zhì)量均以干基進(jìn)行計(jì)算； 所述水的用量與含有淀粉的原料的用量比為20-40ml/g，具體為23ml/g ;或， 所述酶與含有淀粉的原料的用量比為10-20 μ Ι/g，具體為12.5μ 1/g。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的方法，其特征在于:所述步驟I)酶解步驟中，溫度為60-100°C，具體為 800C ;或， 時(shí)間為15-60min，具體為52min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的方法，其特征在于:所述步驟2)中，水與酶解液的體積比為0-2: I,且所 述水的用量不為O。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的方法，其特征在于:所述步驟2)過濾步驟中，濾孔的直徑為80-500目，具體為200目。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的方法，其特征在于:所述步驟2)粉碎步驟中，粉碎后的目數(shù)為80-400目，具體為200目。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提取甘薯膳食纖維的方法。該方法包括如下步驟將含有淀粉的原料、水和酶混勻進(jìn)行酶解，得到酶解液；2)將步驟1)所得酶解液加水進(jìn)行過濾，取濾渣干燥后進(jìn)行粉碎，得到所述膳食纖維。該方法所得膳食纖維純度較高、物化功能性質(zhì)較好、食用安全可靠；提取藝較簡(jiǎn)單，所需酶種類少，酶解時(shí)間短，成本低廉，適于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
文檔編號(hào)A23L1/308GK103222628SQ20131018330
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月17日
發(fā)明者木泰華, 王曉梅, 陳井旺, 孫紅男, 張苗 申請(qǐng)人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所