本發(fā)明涉及一種從小麥淀粉生產(chǎn)廢水中分離阿拉伯木聚糖的方法，屬于食品加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

小麥?zhǔn)鞘澜缟献钤缫彩欠N植最廣泛的糧食作物，小麥的傳統(tǒng)加工主要是制粉。我國小麥淀粉生產(chǎn)普遍采用三相臥螺分離法，除主產(chǎn)品小麥淀粉、谷朊粉外，還有副產(chǎn)物戊聚糖漿。主產(chǎn)品小麥淀粉、谷朊粉有著廣泛的用途，市場應(yīng)用技術(shù)成熟，產(chǎn)品供不應(yīng)求。但其副產(chǎn)物高粘度戊聚糖漿持水性強，難以分離提純轉(zhuǎn)化為阿拉伯木聚糖。大部分副產(chǎn)物作為動物飼料、肥料和生產(chǎn)酒精原料或在不能及時銷售的情況下進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，既影響經(jīng)濟(jì)效益，又污染環(huán)境。

最新發(fā)現(xiàn)戊聚糖中的阿拉伯木聚糖對人體具有特定的營養(yǎng)功能，如調(diào)節(jié)血糖水平，促進(jìn)體內(nèi)雙歧桿菌的生長和繁殖，防治便秘，緩解人體疲勞，能夠抑制口腔細(xì)菌，預(yù)防齲齒，降低膽固醇含量、抗氧化、降低冠心病的風(fēng)險及減肥降糖等。阿拉伯木聚糖也可以增強免疫活性，目前已被用于癌癥、艾滋病等的臨床治療。此外，由于阿拉伯木聚糖的高粘性和較好的持水性，阿拉伯木聚糖被用作食品添加劑和食品穩(wěn)定劑。阿拉伯木聚糖中的阿魏酸也能夠影響面包的烘培質(zhì)量和面團(tuán)的特性。在日本和美國阿拉伯木聚糖被廣泛應(yīng)用于減肥降糖領(lǐng)域，市場應(yīng)用前景廣闊。隨著生活水平的提高，人們越來越注重養(yǎng)生保健，所以開發(fā)具有抗氧化功能活性的阿拉伯木聚糖食品有很好的應(yīng)用方向。

由于戊聚糖漿持水性強，難以分離提純并轉(zhuǎn)化為具有抗氧化活性的阿拉伯木聚糖，本發(fā)明以小麥谷朊粉和淀粉的加工廢水為原料，采用專利cn103842386a提供的酶提法生產(chǎn)阿拉伯木聚糖，最后采用多次醇沉生產(chǎn)純度相對較高的阿拉伯木聚糖，并提供了不同級分阿拉伯木聚糖在食品中的應(yīng)用。對提高糧食資源綜合利用效率，減少環(huán)境污染，提高我國小麥深加工技術(shù)水平意義重大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種從小麥淀粉生產(chǎn)廢水中分離阿拉伯木聚糖的技術(shù)方法。

本發(fā)明提供的從小麥淀粉生產(chǎn)廢水中分離阿拉伯木聚糖的技術(shù)方法，分離步驟如下：

（1）將小麥淀粉加工廢水（固形物含量為10%），調(diào)節(jié)ph值為4.0-7.0，漿料的溫度維持在40-60℃，向漿料中加入戊聚糖酶，戊聚糖酶的添加量為漿料干物質(zhì)含量的0.05%-0.15%，震蕩反應(yīng)0.5h-2.5h得到酶解液；

（2）將步驟（1）得到的酶解液離心去除不溶性的淀粉顆粒及蛋白質(zhì)，離心力控制在4000g-6000g，離心時間20min-30min；

（3）將步驟（2）得到的上清液在90℃以上溫度下保持25min滅酶；

（4）上清液經(jīng)濃縮（濃縮體積約為離心上清液體積的1/5）后分級醇沉，依次調(diào)整乙醇的最終體積分?jǐn)?shù)為60%和80%，自然沉降2h以上，分別得兩種沉淀物；

（5）兩種沉淀物分別經(jīng)乙醇洗滌后，沉淀物分別加水溶解，離心（離心力為4000g-6000g，離心時間為20min-30min）去除不溶性蛋白質(zhì)、木質(zhì)素，上清液濃縮后進(jìn)行二次醇沉，控制乙醇的體積分?jǐn)?shù)分別為60%和80%，沉淀物冷凍干燥分別得60%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖、80%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖。

上述涉及的小麥淀粉廢水是指經(jīng)提取小麥淀粉或谷朊粉后的生產(chǎn)廢水，固形物含量約為10%的黃漿水。

本發(fā)明的目的是從小麥淀粉生產(chǎn)廢水中分離具有抗氧化活性的阿拉伯木聚糖。本發(fā)明產(chǎn)生有益效果為采用分級醇沉使目標(biāo)阿拉伯木聚糖產(chǎn)品具有抗氧化功能，并通過多次醇沉去除木質(zhì)素和部分蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，使阿拉伯木聚糖的純度相對較高。

本發(fā)明分離得到的阿拉伯木聚糖產(chǎn)品水分含量在10%以下，蛋白質(zhì)含量5%-10%，純度70%-80%，得率為漿料中固形物含量的14%-17%，即每噸廢水能分離出阿拉伯木聚糖13kg-17kg。既增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益又可以減輕企業(yè)環(huán)保壓力。

具體實施方式

以下采用具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，實施例中的小麥淀粉廢水為小麥淀粉生產(chǎn)企業(yè)提供，漿料中總固形物含量約為10%。

實施例1、阿拉伯木聚糖產(chǎn)品的制備

一種從小麥淀粉廢水中分離阿拉伯木聚糖的方法包括如下步驟：

（1）取300ml小麥淀粉生產(chǎn)廢水（固形物含量為10%），調(diào)節(jié)ph值為5.0，漿料的溫度維持在50℃，向漿料中加入戊聚糖酶，戊聚糖酶的添加量為漿料干物質(zhì)含量的0.10%，震蕩反應(yīng)1.0h得到酶解液；

（2）將步驟（1）得到的酶解液離心去除不溶性的淀粉顆粒及蛋白質(zhì)，離心力為4000g，離心時間20min；

（3）將步驟（2）得到的上清液在95℃保持25min滅酶；

（4）上清液經(jīng)濃縮（濃縮體積約為離心上清液體積的1/5）后分級醇沉，依次調(diào)整乙醇的最終體積分?jǐn)?shù)為60%和80%，自然沉降4h，分別得到兩種沉淀物；

（5）兩種沉淀物分別經(jīng)乙醇洗滌后，沉淀物分別加水溶解，離心（離心力為4000g，離心時間為20min）去除不溶性蛋白質(zhì)、木質(zhì)素，上清液濃縮后進(jìn)行二次醇沉，控制乙醇的體積分?jǐn)?shù)分別為60%和80%，沉淀物冷凍干燥分別得60%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖、80%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖。

本實施例中制備的阿拉伯木聚糖得率為漿料中總固形物含量的16.62%，60%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖純度為86.81%，蛋白質(zhì)含量為6.13%，水分含量為6.25%，阿魏酸含量為0.01%；80%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖，純度為63.27%，蛋白質(zhì)含量為28.66%，水分含量為4.76%，阿魏酸含量為0.01%。

實施例2、阿拉伯木聚糖產(chǎn)品的制備

一種從小麥淀粉廢水中分離阿拉伯木聚糖的方法包括如下步驟：

（1）取500ml小麥淀粉加工廢水（固形物含量為10%），調(diào)節(jié)ph值為6.0，漿料的溫度維持在45℃，向漿料中加入戊聚糖酶，戊聚糖酶的添加量為漿料干物質(zhì)含量的0.08%，震蕩反應(yīng)1.5h得到酶解液；

（2）將步驟（1）得到的酶解液離心去除不溶性的淀粉顆粒及蛋白質(zhì)，離心力為4500g，離心時間20min；

（3）將步驟（2）得到的上清液在90℃保持25min滅酶；

（4）上清液經(jīng)濃縮（濃縮體積約為離心上清液體積的1/5）后分級醇沉，依次調(diào)整乙醇的最終體積分?jǐn)?shù)為60%和80%，自然沉降3h，分別得到兩種沉淀物；

（5）兩種沉淀物分別經(jīng)乙醇洗滌后，沉淀物分別加水溶解，離心（離心力為4500g，離心時間為20min）去除不溶性蛋白質(zhì)、木質(zhì)素，上清液濃縮后進(jìn)行二次醇沉，控制乙醇的體積分?jǐn)?shù)分別為60%和80%，沉淀物冷凍干燥分別得到60%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖、80%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖。

本實施例中制備的阿拉伯木聚糖得率為漿料中總固形物含量的14.26%，60%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖純度為88.17%，蛋白質(zhì)含量為4.16%，水分含量為4.93%，阿魏酸含量為0.009%；80%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖純度為64.29%，蛋白質(zhì)含量為25.38%，水分含量為7.95%，阿魏酸含量為0.01%。

實施例3、阿拉伯木聚糖產(chǎn)品的制備

一種從小麥淀粉廢水中分離阿拉伯木聚糖的方法包括如下步驟：

（1）取1000ml小麥淀粉加工廢水（固形物含量為10%），調(diào)節(jié)ph值為6.5，漿料的溫度維持在55℃，向漿料中加入戊聚糖酶，戊聚糖酶的添加量為漿料干物質(zhì)含量的0.12%，震蕩反應(yīng)1.0h得到酶解液；

（2）將步驟（1）得到的酶解液離心去除不溶性的淀粉顆粒及蛋白質(zhì)，離心力為4000g，離心時間20min；

（3）將步驟（2）得到的上清液在95℃保持25min滅酶；

（4）上清液經(jīng)濃縮（濃縮體積約為離心上清液體積的1/5）后分級醇沉，依次調(diào)整乙醇的最終體積分?jǐn)?shù)為60%和80%，自然沉降3h，分別得到兩種沉淀物；

（5）兩種沉淀物分別經(jīng)乙醇洗滌后，沉淀物分別加水溶解，離心（離心力為4000g，離心時間為20min）去除不溶性蛋白質(zhì)、木質(zhì)素，上清液濃縮后進(jìn)行二次醇沉，控制乙醇的體積分?jǐn)?shù)分別為60%和80%，沉淀物冷凍干燥分別得到60%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖、80%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖。

本實施例中制備的阿拉伯木聚糖得率為漿料中總固形物含量的15.35%，60%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖純度為86.75%，蛋白質(zhì)含量為5.63%，水分含量為7.55%，阿魏酸含量為0.01%；80%乙醇醇沉純度為68.23%，蛋白質(zhì)含量為23.80%，水分含量為8.39%，阿魏酸含量為0.01%。

實施例4、實施例2制備的不同級分阿拉伯木聚糖在食品中的應(yīng)用

1.試驗方法

面團(tuán)粉質(zhì)特性的測定：參照gb/t14614—2006《小麥粉面團(tuán)的物理特性吸水量和流變學(xué)特性的測定粉質(zhì)儀法》中的方法測定面團(tuán)的粉質(zhì)特性。對不同級分阿拉伯木聚糖產(chǎn)品進(jìn)行添加量梯度試驗，以商用金苑精制粉質(zhì)量為基準(zhǔn)，阿拉伯木聚糖產(chǎn)品添加量分別為0.25%、0.50%、0.75%、1.00%，分別測定混合粉的粉質(zhì)特性，以商用金苑精制粉為對照。

阿拉伯木聚糖抗氧化活性的測定：采用體外試驗研究不同級分阿拉伯木聚糖對羥基自由基、dpph自由基的清除能力以及還原能力。

2.試驗結(jié)果

（1）粉質(zhì)特性

表1不同級分阿拉伯木聚糖對面團(tuán)特性的影響

由表1可知，60%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖較80%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖對面粉的粉質(zhì)質(zhì)量改善作用較好，延長了面團(tuán)的形成時間和穩(wěn)定時間，減小了弱化度；

（2）不同級分阿拉伯木聚糖抗氧化活性

表2阿拉伯木聚糖抗氧化能力的ic50值

表3阿拉伯木聚糖的還原能力

由表2和表3可知，80%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖的還原能力及其對dpph自由基的清除能力最強，而60%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖清除羥自由基作用較好?？傮w分析80%乙醇醇沉阿拉伯木聚糖的抗氧化效果較好。因此，60%醇沉阿拉伯木聚糖改善小麥粉面團(tuán)特性效果顯著，適合應(yīng)用于小麥粉面制品。80%醇沉阿拉伯木聚糖抗氧化效果較好，適用于抗氧化功能性食品。