一種米糠水溶性膳食纖維的提取方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種米糠水溶性膳食纖維的提取方法。本發(fā)明以米糠為原料，利用超聲波細(xì)胞粉碎儀的震動(dòng)降低植物內(nèi)部組織的緊密程度，輔助纖維素酶酶解，縮短了酶解時(shí)間，優(yōu)選出超聲輔助酶法提取米糠水溶性膳食纖維的最佳工藝，該方法提取工藝較簡單，所需酶種類少，成本低廉，且所得膳食纖維提取率和純度較高、物化功能性質(zhì)較好、食用安全可靠，為充分開發(fā)利用米糠及其中的活性成分提供參考依據(jù)，具有重要的理論價(jià)值和工業(yè)化應(yīng)用前景。
【專利說明】一種米糠水溶性膳食纖維的提取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于食品加工研宄領(lǐng)域，具體涉及一種米糠水溶性膳食纖維的提取方法。

【背景技術(shù)】
[0002]膳食纖維(DF, dietary fiber)是指不能被人體胃腸道中的酶所消化而吸收利用的碳水化合物，被稱為第七營養(yǎng)素，可吸附膽酸鈉、亞硝酸根等對(duì)人體有害的物質(zhì)，有效減少和預(yù)防心血管疾病、糖尿病、痔瘡、食道癌、肥胖癥、腫瘤和結(jié)腸癌等疾病的發(fā)生，具有突出的保健功能。其中水溶性膳食纖維(SDF, water soluble dietary fiber)包括果膠、樹膠和葡聚糖等，可清除外源有害物質(zhì)和體內(nèi)自由基，預(yù)防和治療心腦血管疾病、高血壓，有抗癌防癌、增強(qiáng)機(jī)體免疫力以及抗氧化防衰老等生理功效。
[0003]米糠是稻谷生產(chǎn)加工所得的副產(chǎn)物，在我國常用作飼料，用于榨油或提取價(jià)值較高營養(yǎng)物質(zhì)的米糠僅占10%?15%。研宄表明，米糠中含有稻米64%的營養(yǎng)成分及90%以上的人體所需元素，富含優(yōu)質(zhì)蛋白、脂肪、多糖、維生素、礦物質(zhì)等[13]，目前對(duì)米糠主要營養(yǎng)成分的研宄包括米糠油、糠蠟、米糠蛋白、谷維素、谷留醇、膳食纖維等[14_17]。米糠中膳食纖維約占14%，具有美容、減肥、預(yù)防心血管疾病以及節(jié)血糖等生理功能，在國外被稱為“天賜營養(yǎng)源”，若加以開發(fā)利用，可明顯延長稻谷加工產(chǎn)業(yè)鏈。
[0004]膳食纖維的提取方法有水提法、酸法、堿法、酶法、超聲法和微波法等，其中普通水提法雖工藝簡單但提取率低，化學(xué)法成本較低但強(qiáng)酸強(qiáng)堿易對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生不良影響且提取率也不高，酶法相較而言高效、無污染且提取率和膳食纖維質(zhì)量更高_(dá)，而超聲波細(xì)胞粉碎儀的震動(dòng)能降低植物內(nèi)部組織的緊密程度[2°]，輔助纖維素酶酶解，有助于提高SDF提取率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，以米糠為原料，采用超聲輔助酶法提取米糠水溶性膳食纖維，選擇出最優(yōu)提取工藝，提供一種成本低、膳食纖維質(zhì)量高的提取方法，使米糠的營養(yǎng)資源得到充分體現(xiàn)和發(fā)揮，為開發(fā)其活性成分提供參考依據(jù)，有效拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0007]所述米糠水溶性膳食纖維的提取方法包括如下步驟:
[0008](1)米糠的預(yù)處理:將米糠烘干、過篩、石油醚脫脂后采用粉碎機(jī)進(jìn)行干磨粉碎，得到脫脂米糠；
[0009](2)采用超聲輔助酶法提取米糠水溶性膳食纖維:將脫脂米糠與水按料液比1:10?1:30混合，優(yōu)選1:20混合，得脫脂米糠液，向脫脂米糠液中加入木瓜蛋白酶酶解，加入的木瓜蛋白酶質(zhì)量為脫脂米糠液質(zhì)量的5?7%，優(yōu)選6%，酶滅活冷卻后再加入纖維素酶，使用超聲波輔助纖維素酶酶解，加入的纖維素酶質(zhì)量為脫脂米糠液質(zhì)量的2%?6%，優(yōu)選4%，滅酶后抽濾，濾液蒸發(fā)濃縮得到濃縮液；
[0010](3)向濃縮液中加入3?5倍，優(yōu)選4倍于濃縮液體積的無水乙醇，充分混合后，靜置1.5?2.5h，優(yōu)選2h，離心分離得到沉淀，真空干燥后，即得米糠水溶性膳食纖維。
[0011]優(yōu)選地，步驟(1)所述烘干溫度為55°C?65°C，優(yōu)選60°C，過篩是過60目篩；所述石油醚脫脂是向米糠中加入體積為米糠體積3?5倍，優(yōu)選4倍的石油醚，于室溫下浸泡20?40min，優(yōu)選30min，真空抽濾收集殘澄，重復(fù)脫脂2?5次，優(yōu)選3次，然后用體積為米糠體積3?5倍，優(yōu)選4倍的體積百分比含量為75%?80%，優(yōu)選80%的乙醇清洗殘留的石油醚。
[0012]優(yōu)選地，步驟(2)所述木瓜蛋白酶酶解的條件為:pH5.5?6.5，優(yōu)選pH6.0，溫度55°〇?65°0，優(yōu)選60°0，酶解1?1.5h，優(yōu)選lh，酶解后于90°C?100°C，優(yōu)選90°C滅酶10?15min，優(yōu)選lOmin。步驟(2)所述超聲波輔助纖維素酶酶解條件為:使用醋酸-醋酸鈉調(diào)脫脂米糠液pH至4.5?5.0，優(yōu)選pH4.8，45°C?50°C，優(yōu)選50°C時(shí)加入纖維素酶，超聲功率為100W?500W，超聲時(shí)間為lmin?9min，酶解后90°C?100°C，優(yōu)選90°C滅酶10?15min，優(yōu)選lOmin，將濾液濃縮蒸發(fā)至原來體積的1/3。
[0013]上述制備方法得到米糠水溶性膳食纖維。
[0014]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]本發(fā)明使我國含量豐富的米糠得到充分利用，采用超聲波輔助纖維素酶酶解，使米糠水溶性膳食纖維的提取率大大高于水提法，且提取條件溫和，避免膳食纖維受熱以及強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕使其變性，進(jìn)而影響其營養(yǎng)價(jià)值，且超聲輔助酶解縮短了酶解時(shí)間，消耗的酶液較少，有利于產(chǎn)品工業(yè)化，有望開發(fā)出一種具有優(yōu)良功能性質(zhì)的米糠膳食纖維保健品，為進(jìn)一步探索膳食纖維的功能性提供科學(xué)依據(jù)和科研思路，為米糠活性物質(zhì)的進(jìn)一步開發(fā)利用提供新的途徑。
[0016]總之，本發(fā)明以米糠為原料，利用超聲波細(xì)胞粉碎儀的強(qiáng)烈震動(dòng)降低植物內(nèi)部組織的緊密程度，輔助纖維素酶酶解，縮短了酶解時(shí)間，優(yōu)選出超聲輔助酶法提取米糠水溶性膳食纖維的最佳工藝，該方法提取工藝較簡單，所需酶種類少，成本低廉，且所得膳食纖維提取率和純度較高、物化功能性質(zhì)較好、食用安全可靠，為充分開發(fā)利用米糠及其中的活性成分提供參考依據(jù)，具有重要的理論價(jià)值和工業(yè)化應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1:加酶量對(duì)米糠水溶性膳食纖維提取率的影響；
[0018]圖2:超聲時(shí)間對(duì)米糠水溶性膳食纖維提取率的影響；
[0019]圖3:超聲功率對(duì)米糠水溶性膳食纖維提取率的影響；
[0020]圖4:料液比對(duì)米糠水溶性膳食纖維提取率的影響。

【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明中所用米糠由金健米業(yè)股份有限公司提供，所用纖維素酶購于Sigma公司，酶活為10U/mg，所用木瓜蛋白酶購于江蘇銳陽生物科技有限公司，酶活為800000U/g。
[0022]實(shí)施例1
[0023]將米糠于60°C烘干后過60目篩，加入4倍體積的石油醚，于室溫下浸泡半小時(shí)，真空抽濾收集殘?jiān)貜?fù)脫脂3次，后用體積4倍于米糠體積的80%乙醇清洗殘留石油醚，干燥后粉碎得脫脂米糠。取上述脫脂米糠以料液比1:20g/mL加入去離子水混合，得脫脂米糠液，加入質(zhì)量相當(dāng)于脫脂米糠液質(zhì)量6%的木瓜蛋白酶60°C酶解lh，90°C滅酶lOmin后冷卻，加入質(zhì)量相當(dāng)于脫脂米糠液質(zhì)量4%的纖維素酶，使用醋酸-醋酸鈉調(diào)pH至4.8，于50°C使用超聲波輔助纖維素酶酶解，超聲功率為300W，超聲時(shí)間為5min，90°C滅酶lOmin后抽濾，濾液蒸發(fā)濃縮得到1/3體積的濃縮液。將上述濃縮液加入4倍于濃縮液體積的無水乙醇沉淀2h，離心分離得到沉淀，真空干燥后，即得米糠水溶性膳食纖維，提取率為8.77%。
[0024]實(shí)施例2
[0025]將米糠于60°C烘干后過60目篩，加入4倍體積的石油醚，于室溫下浸泡半小時(shí)，真空抽濾收集殘?jiān)?，重?fù)脫脂3次，后用4倍體積的80%乙醇清洗殘留石油醚，干燥后粉碎得脫脂米糠。取上述脫脂米糠以料液比1:20g/mL加入去離子水混合，得脫脂米糠液，加入質(zhì)量相當(dāng)于脫脂米糠液質(zhì)量6 %的木瓜蛋白酶60°C酶解lh，90°C滅酶lOmin后冷卻，加入質(zhì)量相當(dāng)于脫脂米糠液質(zhì)量5%的纖維素酶，使用醋酸-醋酸鈉調(diào)pH至4.8，于50°C使用超聲波輔助纖維素酶酶解，超聲功率為400W，超聲時(shí)間為5min，90°C滅酶lOmin后抽濾，濾液蒸發(fā)濃縮得到1/3體積的濃縮液。將上述濃縮液加入4倍于濃縮液體積的無水乙醇沉淀2h，離心分離得到沉淀，真空干燥后，即得米糠水溶性膳食纖維，提取率為9.52%。
[0026]實(shí)施例3
[0027]將米糠于60°C烘干后過60目篩，加入4倍體積的石油醚，于室溫下浸泡半小時(shí)，真空抽濾收集殘?jiān)?，重?fù)脫脂3次，后用4倍體積的80%乙醇清洗殘留石油醚，干燥后粉碎得脫脂米糠。取上述脫脂米糠以料液比1:20g/mL加入去離子水混合，得脫脂米糠液，加入質(zhì)量相當(dāng)于脫脂米糠液質(zhì)量6 %的木瓜蛋白酶60°C酶解lh，90°C滅酶lOmin后冷卻，加入質(zhì)量相當(dāng)于脫脂米糠液質(zhì)量4%的纖維素酶，使用醋酸-醋酸鈉調(diào)pH至4.8，于50°C使用超聲波輔助纖維素酶酶解，超聲功率為400W，超聲時(shí)間為3min，90°C滅酶lOmin后抽濾，濾液蒸發(fā)濃縮得到1/3體積的濃縮液。將上述濃縮液加入4倍于濃縮液體積的無水乙醇沉淀2h，離心分離得到沉淀，真空干燥后，即得米糠水溶性膳食纖維，提取率為8.33%。
[0028]實(shí)施例4
[0029]將米糠于60°C烘干后過60目篩，加入4倍體積的石油醚，于室溫下浸泡半小時(shí)，真空抽濾收集殘?jiān)貜?fù)脫脂3次，后用4倍體積的80%乙醇清洗殘留石油醚，干燥后粉碎得脫脂米糠。取上述脫脂米糠以料液比1:25g/mL加入去離子水混合，得脫脂米糠液，加入質(zhì)量相當(dāng)于脫脂米糠液質(zhì)量6 %的木瓜蛋白酶60°C酶解lh，90°C滅酶lOmin后冷卻，加入質(zhì)量相當(dāng)于脫脂米糠液質(zhì)量6%的纖維素酶，使用醋酸-醋酸鈉調(diào)pH至4.8，于50°C使用超聲波輔助纖維素酶酶解，超聲功率為250W，超聲時(shí)間為7min，90°C滅酶lOmin后抽濾，濾液蒸發(fā)濃縮得到1/3體積的濃縮液。將上述濃縮液加入4倍于濃縮液體積的無水乙醇沉淀2h，離心分離得到沉淀，真空干燥后，即得米糠水溶性膳食纖維，提取率為9.3%。
【權(quán)利要求】
1.一種米糠水溶性膳食纖維的提取方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)將米糠烘干、過篩、石油醚脫脂后粉碎，得到脫脂米糠； (2)將脫脂米糠與水按料液比1:10?1:30混合，得脫脂米糠液，向脫脂米糠液中加入木瓜蛋白酶酶解，加入的木瓜蛋白酶質(zhì)量為脫脂米糠液質(zhì)量的5?7%，酶滅活冷卻后再加入纖維素酶，使用超聲波輔助纖維素酶酶解，加入的纖維素酶質(zhì)量為脫脂米糠液質(zhì)量的2 %?6 %，滅酶后抽濾，濾液蒸發(fā)濃縮得到濃縮液； (3)向濃縮液中加入3?5倍于濃縮液體積的無水乙醇，充分混合后，靜置1.5?2.5h，離心分離得到沉淀，真空干燥后，即得米糠水溶性膳食纖維。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)所述烘干溫度為55°C?65°C，過篩是過60目篩；所述石油醚脫脂是向米糠中加入體積為米糠體積3?5倍的石油醚，于室溫下浸泡20?40min，真空抽濾收集殘?jiān)貜?fù)脫脂2?5次，然后用體積為米糠體積3?5倍的體積百分比含量為75%?80%的乙醇清洗殘留的石油醚。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述木瓜蛋白酶酶解的條件為:pH5.5?6.0，溫度55°C?65°C，酶解I?1.5h，酶解后于90°C?100°C滅酶10?15min。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述超聲波輔助纖維素酶酶解條件為:使用醋酸-醋酸鈉調(diào)脫脂米糠液PH至4.5?5.0，45°C?50°C時(shí)加入纖維素酶，超聲功率為100W?500W，超聲時(shí)間為Imin?9min，酶解后90°C?100°C，滅酶10?15min，將濾液濃縮蒸發(fā)至原來體積的1/3。
【文檔編號(hào)】A23L1/10GK104473188SQ201510016157
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2015年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月13日
【發(fā)明者】梁盈, 劉穎, 朱鳳霞, 林親錄, 吳偉, 王榮 申請(qǐng)人:中南林業(yè)科技大學(xué)