本發(fā)明屬于膳食纖維提取技術領域，尤其涉及一種提取鬼針草膳食纖維的酶化學法。

背景技術：

鬼針草系菊科鬼針草屬植物的干燥全草，分布于我國南北各地，資源極為豐富。其為中國民間常用草藥，藥性溫，味苦，無毒，全草均可入藥，具有清熱、解毒、散瘀、消腫、抗炎、鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛、抗癌、降血脂及抗血栓能等功能。近年來，臨床和藥理試驗表明鬼針草對治療感冒、高血壓、心腦血管疾病及抗血栓均有一定作用。因其具有一種特殊的氣味，所以豬、牛、羊等動物皆不生吃鬼針草，但煮熟以后，仍可以作為豬飼料喂豬。

雖然膳食纖維不能被人體消化吸收，但是膳食纖維在體內(nèi)具有重要的生理作用，是維持人體健康必不可少的一類營養(yǎng)素。膳食纖維的吸水溶脹性能起到一種導泄的作用，減少和預防胃腸道疾??；膳食纖維能夠抑制膽固醇的吸收，預防高血脂癥和高血壓；膳食纖維能夠延緩和減少重金屬等有害物質(zhì)的吸收；膳食纖維還可以改善腸道菌群。為此，膳食纖維越來越受到人們重視，用作飼料添加劑也越來越多，對它的開發(fā)利用也越來越廣泛。

膳食纖維的提取通常采用化學法、發(fā)酵法、膜分離法、酶法和酶-化學法，但是許多提取方法都存在制備纖維產(chǎn)品步驟繁瑣、提取率不高、色澤較差、性能較差等缺點。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種工藝簡單、成本較低、產(chǎn)率較高的提取鬼針草膳食纖維的酶化學法，所得膳食纖維產(chǎn)品色澤好、持水力和膨脹力都較好。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：

提取鬼針草膳食纖維的酶化學法，采用α-淀粉酶對鬼針草進行酶解，酶解后采用堿液浸泡，然后使用脫色劑進行脫色；α-淀粉酶的用量為0.1～0.8％，酶解溫度45～65℃，酶解時間20～70min。

堿液為質(zhì)量濃度1～8％的氫氧化鈉溶液，堿液浸泡溫度10～90℃，堿液浸泡時間20～120min。

脫色劑為質(zhì)量濃度4～8％的H₂O₂溶液，脫色溫度20～60℃，脫色時間40～80min。

上述提取鬼針草膳食纖維的酶化學法，按以下步驟操作：

(1)鬼針草預處理用清水清洗，去雜質(zhì)，干燥粉碎；

(2)加入α-淀粉酶攪拌均勻，置于恒溫水浴中酶解；

(3)將酶解后的鬼針草進行過濾，并用蒸餾水水洗至中性；

(4)加入堿液，恒溫條件下堿浸泡；

(5)將堿浸泡后的樣品進行過濾，并用蒸餾水水洗至中性；

(6)用脫色劑將步驟(5)所得樣品進行脫色；

(7)脫色后的樣品用蒸餾水水洗至中性，經(jīng)干燥、粉碎后得成品。

步驟(7)中，將所得樣品放在烘箱中干燥，然后超微粉碎，粉碎時間為0～30min。

α-淀粉酶的用量為0.4％，酶解溫度55℃，酶解時間50min；堿液為質(zhì)量濃度4％的氫氧化鈉溶液，堿液浸泡溫度70℃，堿液浸泡時間80min；脫色劑為質(zhì)量濃度5％的H₂O₂溶液，脫色溫度40℃，脫色時間60min；超微粉碎時間為20min。

針對鬼針草資源豐富而利用率低的問題，結(jié)合酶與化學法提取膳食纖維的優(yōu)點，發(fā)明人建立了一種提取鬼針草膳食纖維的酶化學法，采用α-淀粉酶對鬼針草進行酶解，酶解后采用堿液浸泡，然后使用脫色劑進行脫色；α-淀粉酶的用量為0.1～0.8％，酶解溫度45～65℃，酶解時間20～70min。本發(fā)明工藝簡單，還降低了生產(chǎn)成本，產(chǎn)品得率高、性能好、可利用率高，為進一步開發(fā)利用鬼針草膳食纖維資源，發(fā)展工業(yè)化生產(chǎn)，提高鬼針草經(jīng)濟效益，開辟了一條新的途徑。

相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的突出優(yōu)點在于：

(1)鬼針草分布較廣且易生長，但對其開發(fā)利用甚少，本發(fā)明提取鬼針草膳食纖維，充分利用資源，增加經(jīng)濟效益。

(2)鬼針草中糖分含量很高，適合采用用酶化學法提取，磨碎后的鬼針草，酶更容易進入發(fā)揮作用，酶解更完全，提高酶解效率。

(3)經(jīng)酶解之后再進行堿處理，所用化學試劑較少，帶入的陰陽離子少，減少提取過程中的影響因素。

(4)本發(fā)明脫色劑選用H₂O₂，不會污染提取的膳食纖維，并且經(jīng)脫色處理后膳食纖維中蛋白質(zhì)和淀粉等雜質(zhì)成分減少，使得膳食纖維得到了進一步純化，同時顏色得到了明顯提高，更易于消費者接受。

(5)脫色處理使膳食纖維的陽離子交換能力降低，而超微粉碎使得膳食纖維的陽離子交換能力得到一定的提高，本發(fā)明將兩者結(jié)合提高膳食纖維的性能。

(6)本發(fā)明采用酶化學法提取膳食纖維，操作簡單、減少了酶的用量，降低成本。

(7)本發(fā)明方法與其他膳食纖維提取方法相比，提取率高、色澤好、持水力好和膨脹力大。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提取鬼針草膳食纖維的酶化學法中酶量和提取率關系圖。

圖2是本發(fā)明提取鬼針草膳食纖維的酶化學法中酶反應溫度和提取率關系圖。

圖3是本發(fā)明提取鬼針草膳食纖維的酶化學法中酶反應時間和提取率關系圖。

圖4是本發(fā)明提取鬼針草膳食纖維的酶化學法中堿濃度和提取率關系圖。

圖5是本發(fā)明提取鬼針草膳食纖維的酶化學法中堿解溫度和提取率關系圖。

圖6是本發(fā)明提取鬼針草膳食纖維的酶化學法中堿解時間和提取率關系圖。

具體實施方式

本發(fā)明提取鬼針草膳食纖維的酶化學法主要采用酶與化學相結(jié)合的方法提取鬼針草中的膳食纖維，為就影響膳食纖維提取率的幾個因素先進行單因素試驗，再選用正交實驗選擇最佳條件進行實驗，確定最佳提取工藝條件，并對其所得產(chǎn)品進行脫色、超微粉碎改性處理，最終對其性能進行測定。

提取鬼針草膳食纖維的酶化學法的基本操作步驟：

(1)鬼針草預處理用清水清洗，去雜質(zhì)，干燥粉碎；

(2)加入α-淀粉酶攪拌均勻，置于恒溫水浴中酶解；

(3)將酶解后的鬼針草進行過濾，并用蒸餾水水洗至中性；

(4)加入堿液，恒溫條件下堿浸泡；

(5)將堿浸泡后的樣品進行過濾，并用蒸餾水水洗至中性；

(6)用脫色劑將步驟(5)所得樣品進行脫色；

(7)脫色后的樣品用蒸餾水水洗至中性，經(jīng)干燥、粉碎后得成品。

(8)對成品性能進行測定，檢測膳食纖維提取率，觀察產(chǎn)品色澤，測定持水力、膨脹力。

結(jié)合圖表對本發(fā)明方法進一步描述。

如圖1所示，鬼針草用清水清洗，去雜質(zhì)，干燥粉碎，加入0.1％～0.8％的α-淀粉酶，于70℃水浴下酶解60min，棄上清液，加入質(zhì)量分數(shù)3％的氫氧化鈉溶液，在50℃的條件下堿解60min，中和過濾、烘干后，測定膳食纖維的提取率，當酶濃度達到0.4％時，提取率最高。

如圖2所示，在酶量0.4％，溫度45～65℃酶解60min，棄去上清液，加入質(zhì)量分數(shù)3％的氫氧化鈉溶液，在50℃的條件下堿解60min，中和過濾、烘干后，測定膳食纖維的提取率，當酶解溫度55℃時，提取率最高。

如圖3所示，在酶量0.4％，溫度55℃酶解20～70min，棄去上清液，加入質(zhì)量分數(shù)3％的氫氧化鈉溶液，在50℃的條件下堿解60min，中和過濾、烘干后，測定膳食纖維的提取率，當酶解時間50min時，提取率最高。

如圖4所示，在酶量0.4％，溫度55℃酶解50min，棄去上清液，加入質(zhì)量分數(shù)1～8％氫氧化鈉溶液，在50℃的條件下堿解60min，中和過濾、烘干后，測定膳食纖維的提取率，當堿濃度4％時，提取率最高。

如圖5所示，在酶量0.4％，溫度55℃酶解50min，棄去上清液，加入質(zhì)量分數(shù)4％氫氧化鈉溶液，在10～90℃的條件下堿解60min，中和過濾、烘干后，測定膳食纖維的提取率，當溫度70℃時，提取率最高。

如圖6所示，在酶量0.4％，溫度55℃酶解50min，棄去上清液，加入質(zhì)量分數(shù)4％氫氧化鈉溶液，在70℃的條件下堿解20～120min，中和過濾、烘干后，測定膳食纖維的提取率，當時間80min時，提取率最高。

表1

表1對提取的膳食纖維加入濃度為4～8％的H₂O₂脫色劑，30℃下脫色50min，5％時持水力和膨脹力較好，所以確定最佳脫色濃度為5％。

表2

表2對提取的膳食纖維加入濃度為5％的H₂O₂脫色劑，20～60℃下脫色50min，40℃時持水力和膨脹力較好，所以確定最佳脫色溫度為40℃。

表3

表3對提取的膳食纖維加入濃度為5％的H₂O₂脫色劑，40℃下脫色40～80min，60min時持水力和膨脹力較好，所以確定最佳脫色時間為60min。

表4

表5

表4表5對脫色后的膳食纖維超微粉碎時間為0～30min，測定其粒徑大小，20min時持水力和膨脹力較好，所以確定最佳粉碎時間為20min。

表6

表7

表6表7以提取率為考察指標，酶解提取各因素對膳食纖維提取率影響的正交實驗，最佳酶解條件為酶量0.4％，酶解溫度為55℃，酶解時間為50min。

表8

表9

表8表9以提取率為考察指標，堿提取各因素對膳食纖維提取率影響的正交實驗，最佳提取條件為堿濃度為4％，在70℃下堿解80min。最后對酶堿因素進行正交實驗的最佳工藝組合進行驗證實驗。

正交試驗結(jié)果表明最佳條件為：α-淀粉酶量為0.4％，酶解溫度為55℃，酶解時間為50min，堿濃度為4％，在70℃下堿解80min，對提取的膳食纖維用5％的H₂O₂溶液，40℃下脫色60min，再經(jīng)20min的超微粉碎對膳食纖維進行改性處理，重復實驗。重復實驗得到膳食纖維提取率、產(chǎn)品性能、重復性都較好，制得的鬼針草膳食纖維品質(zhì)結(jié)果如下表10。

表10