一種抗氧化性玉米種皮可溶性膳食纖維的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種抗氧化性玉米種皮可溶性膳食纖維的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]玉米是當(dāng)今世界最重要的三大糧食作物之一，種植面積和總產(chǎn)量?jī)H次于水稻和小麥，但其單位面積產(chǎn)量卻居第一，玉米已成為糧食、飼料和工業(yè)原料兼用作物。我國(guó)是世界第二大玉米生產(chǎn)國(guó)，目前80%的玉米以原糧狀態(tài)直接上市或經(jīng)初加工直接消費(fèi)，而玉米深加工業(yè)十分不發(fā)達(dá)。
[0003]我國(guó)對(duì)玉米的加工主要集中于飼料和淀粉的生產(chǎn)。但對(duì)于玉米加工后副產(chǎn)品一玉米種皮再利用的研究還很少，而且處于相當(dāng)?shù)偷乃剑芏嗥髽I(yè)只將其用作飼料或廢棄，造成很大的資源浪費(fèi)。玉米種皮與其它谷類外皮相比，不僅膳食纖維含量高，而且其干磨所得外皮與小麥麩皮、米糠相比，植酸含量低，對(duì)鈣鋅等礦物元素的吸附性小，對(duì)人體的營(yíng)養(yǎng)吸收影響較小。
[0004]膳食纖維作為一種重要的食品組成成分，被稱為“第七大營(yíng)養(yǎng)素”，具有順腸通便、調(diào)節(jié)控制血糖濃度、降血脂等多種生理功能。
[0005]按溶解性，膳食纖維可以分為水溶性膳食纖維(SDF)和水不溶性膳食纖維(IDF)。其中SDF在預(yù)防糖尿病、心血管疾病、降低膽固醇等方面具有比IDF更強(qiáng)的生理活性。
[0006]SDF是由半乳糖、葡萄糖、木糖、阿拉伯糖等聚合而成的高分子碳水化合物。單糖分子上含有大量的羥基，這些羥基能夠發(fā)生酯化反應(yīng)、醚化反應(yīng)、羧甲基化及乙?；磻?yīng)。研究表明硫酸酯化是一種有效的化學(xué)修飾，多糖大分子單糖分子上的羥基被硫酸根所取代，具有抗凝血、抗腫瘤、抗病毒等生理活性，近年來(lái)一些硫酸酯化的香菇多糖、靈芝多糖、茯苓多糖等已應(yīng)用于臨床。
[0007]水溶性膳食纖維經(jīng)硫酸酯化后具有較強(qiáng)的抗氧化性。常用硫酸酯化的方法有:濃硫酸法、氯磺酸-吡啶法、三氧化硫-吡啶法、氯磺酸-甲酰胺法。濃硫酸酯化需要在低溫條件下反應(yīng)，否則由于濃硫酸的碳化作用使產(chǎn)物顏色較深，操作條件苛刻；三氧化硫-吡啶法成本高，僅適用于實(shí)驗(yàn)室水平；而氯磺酸-吡啶法是目前采用較多的方法。氯磺酸_吡啶法采用的氯磺酸是一種強(qiáng)氧化劑，遇水會(huì)發(fā)生劇烈分解，酯化試劑需要在_4°C嚴(yán)格無(wú)水條件下制備，制備條件苛刻，酯化劑穩(wěn)定性差，易結(jié)塊，獲得酯化產(chǎn)物顏色深，無(wú)機(jī)鹽含量尚ο
[0008]目前，對(duì)于氨基磺酸-DMF法硫酸酯化玉米膳食纖維尚未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種抗氧化性玉米種皮可溶性膳食纖維的制備方法。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下:
一種抗氧化性玉米種皮可溶性膳食纖維的制備方法，包括如下步驟:
1)將玉米膳食纖維與玉米膳食纖維重量20?40%的蒸餾水?dāng)嚢杌旌暇鶆蚝箪o置30?120min，靜置后進(jìn)行擠壓改性，然后依次經(jīng)烘干、粉粹以及過(guò)篩得玉米膳食纖維擠壓改性物(即擠壓改性玉米膳食纖維)；
2)向玉米膳食纖維擠壓改性物中加入蒸餾水后于50?70°C浸提1?2h，玉米膳食纖維擠壓改性物與蒸餾水的質(zhì)量比為1:20?1:40，浸提結(jié)束后抽濾并收集濾液，將濾液真空濃縮后加入1?4倍體積的95%乙醇并靜置過(guò)夜(水提醇沉法)，然后離心并收集沉淀，將沉淀烘干得玉米水溶性膳食纖維；
3)將玉米水溶性膳食纖維懸浮于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中得混合物A，在條件下向混合物A中加入氨基磺酸，然后在超聲頻率為20?40kHz、溫度為50?80°C的條件下反應(yīng)1?3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，然后用2?4mol/L NaOH水溶液調(diào)節(jié)pH值為中性，然后加入1?4倍體積的95%乙醇并靜置過(guò)夜，然后離心并收集沉淀，將沉淀溶于蒸餾水并裝入透析袋中，然后用蒸餾水透析2?4天，然后向透析液(指透析袋內(nèi)的液體)中加入1?4倍體積的95 %乙醇并靜置過(guò)夜，然后離心并收集沉淀，將沉淀烘干得硫酸酯化玉米水溶性膳食纖維(命名為SSDF)。
[0011]所述擠壓改性是在螺桿擠壓機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為700?900r/min條件下擠壓膨化。
[0012]所述真空濃縮的條件為:溫度為45?60°C，真空度為0.06?0.09MPa，濃縮至濾液體積的1/4?1/6。
[0013]所述混合物A中每lg玉米水溶性膳食纖維懸浮于60?90mL N，N- 二甲基甲酰胺中。
[0014]所述玉米水溶性膳食纖維與氨基磺酸的質(zhì)量比為1:1?1: 4。
[0015]所述抗氧化性玉米種皮可溶性膳食纖維的制備方法包括以下步驟:將玉米種皮與蒸餾水?dāng)嚢杌旌暇鶆蚝笥??4mol/L NaOH水溶液調(diào)節(jié)pH為10?14，玉米種皮與蒸餾水的質(zhì)量比為1:6?1:10，然后于50?80°C保溫lOmin得混合物B，向混合物B中加入蒸餾水體積1?3%的雙氧水，然后于50?80°C攪拌反應(yīng)1?3h，攪拌反應(yīng)結(jié)束后用流水洗滌至中性，洗滌后依次烘干、粉碎以及過(guò)篩，得玉米膳食纖維。
[0016]所述烘干的溫度均為35?60°C ;所述過(guò)篩均采用20?80目篩。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
(1)本發(fā)明選用氨基磺酸為酯化劑，DMF為反應(yīng)溶劑，將超聲波用于輔助玉米SDF硫酸酯化，可以制備獲得具有良好生理活性的玉米膳食纖維。
[0018](2)本發(fā)明以氨基磺酸為酯化劑，DMF為反應(yīng)介質(zhì)，反應(yīng)條件溫和、毒性低，且DMF介質(zhì)易干燥，性質(zhì)溫和，不易揮發(fā)，玉米SDF在其中容易分散，產(chǎn)物顏色淺，在分離純化方面簡(jiǎn)單易行。
[0019](3)本發(fā)明將超聲波用于輔助玉米SDF硫酸酯化，縮短了酯化時(shí)間，降低了酯化溫度，減少玉米SDF在強(qiáng)酸環(huán)境下的降解，增加酯化反應(yīng)速率，制得的硫酸酯化玉米水溶性膳食纖維顏色淺，得率高。
[0020](4)本發(fā)明首次研究硫酸酯化玉米水溶性膳食纖維的抗腫瘤活性，經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，本發(fā)明制備的硫酸酯化玉米水溶性膳食纖維對(duì)乳腺癌細(xì)胞增殖有明顯的抑制作用。
[0021](5)本發(fā)明通過(guò)對(duì)玉米種皮進(jìn)行處理，不僅起到脫色作用，還提高了處理產(chǎn)物中玉米膳食纖維的含量，通過(guò)進(jìn)一步對(duì)玉米膳食纖維進(jìn)行擠壓改性處理，不僅顯著提高SDF構(gòu)成比例，同時(shí)提高SDF持水力、膨脹力等。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0023]玉米膳食纖維的制備:稱取一定質(zhì)量玉米楽，按照料液比為l:4(g:mL)的比例加入蒸饋水，攪拌均勻，用2mol/L氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH為13，于70°C保溫lOmin，然后加入蒸饋水體積2%的雙氧水，70°C攪拌反應(yīng)2h，待反應(yīng)結(jié)束后過(guò)100目篩，篩上物用流水洗滌至中性，將其置于60°C真空烘箱中烘干、粉碎并過(guò)40目篩，即得玉米膳食纖維。
[0024]實(shí)施例1
1)稱取一定質(zhì)量20目玉米膳食纖維，加入玉米膳食纖維質(zhì)量20%的蒸餾水，攪拌均勻，靜置30min，隨后在螺桿轉(zhuǎn)速為700r/min條件下擠壓膨化，擠壓處理后將擠出物置于45°C烘箱中烘干，粉碎并過(guò)40目篩，獲得擠壓改性玉米膳食纖維；
2)稱取一定質(zhì)量40目擠壓改性玉米膳食纖維，按1:20的料液比(g:mL)加入蒸餾水，于60°C浸提lh，抽濾并收集濾液，濾液在溫度為60°C，真空度為0.07MPa下真空濃縮至1/5體積，加入4倍體積95%乙醇醇沉，靜置過(guò)夜，離心并收集沉淀，將沉淀置于45°C烘箱中烘干，即得玉米SDF ;
3)準(zhǔn)確稱取1.0g玉米SDF，將其懸浮于60mL DMF中，在攪拌條件下加入2.0g氨基磺酸，隨后于超聲頻率為20kHz、溫度為50°C下反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，隨后用2.5mol/L氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH值為中性，加入4倍體積95%乙醇醇沉，靜置過(guò)夜，然后離心并收集沉淀，將沉淀溶于蒸餾水并裝入透析袋中，蒸餾水透析3天，透析液加入4倍體積95%乙醇醇沉，靜置過(guò)夜，離心并收集沉淀，將沉淀置于45°C烘箱中烘干，即得到
0.763g 的 SSDFo
[0025]實(shí)施例2
1)稱取一定質(zhì)量40目玉米膳食纖維，加入玉米膳食纖維質(zhì)量30%的蒸餾水，攪拌均勻，靜置60min，隨后在