本發(fā)明涉及保健食品加工領域，具體涉及山藥可溶性膳食纖維及其制備方法。
背景技術：
：膳食纖維(dietaryfiber，df)通常是指不能被人體內源酶消化，主要來源于可食性植物細胞壁殘余物(纖維素、半纖維素、木質素等)，并能被現有的測定方法所檢測的那部分化合物。df被譽為“第七營養(yǎng)素”，具有維持腸道健康，降低血糖、血壓及膽固醇水平，清除自由基，抗腫瘤、抗衰老等都多種生理功能，對人體健康意義重大。根據膳食纖維在水中是不是能夠被溶解，大體上將膳食纖維分為不溶性纖維和水溶性纖維兩大類，這兩種物質的功效各有千秋：不溶性膳食纖維主要包括纖維素、半纖維素、木質素等溶不了、嚼不爛的“殘渣”，它的作用是預防便秘和肥胖。它在人體內的主要作用是填充胃腸腔，刺激腸壁蠕動，使糞便多水、疏松、增加容量，這些重要功能可以加速體內垃圾(各種內源性和外源性毒素)的排泄，從而預防多種疾病，養(yǎng)顏防老。有專家聲稱：“人的衰老和百病起因，乃是便秘引起的腸中毒”。很多都市人以及孕婦和哺乳期的媽媽容易便秘，究其主要原因無非是食品過于精細和活動量減少，腸蠕動緩慢無力所致?？扇苄陨攀忱w維(solubledietaryfiber，sdf)具有多分支結構和良好的溶解性，因而表現出更加突出的生理功能，sdf主要有抗性寡糖、改性纖維素、合成多糖以及植物膠體等?？扇苄岳w維吸水膨脹，體積可增大幾十倍，形成凝膠物質。它一方面能使人產生飽腹感，另一方面可延長食物在胃內停留的時間，減緩糖被吸收的速度，避免突然的高血糖現象，對穩(wěn)定糖尿病患者的病情有所幫助。sdf還能與膽酸結合并隨糞便排出，有助于降低膽固醇，減少因高膽固醇所衍生的心臟病、高血壓等癥狀、是當前保健食品行業(yè)的主導產品。水溶性膳食纖維與不溶性膳食纖維相比，水溶性膳食纖維是當前應用最廣泛的一種，由于它具有溶水性好、溶速快、無色無味，而且具有不溶性膳食纖維所不具備的部分功能被廣大食品業(yè)的用戶所采取。當人們將眼球轉向膳食纖維的時候，如何選擇適合自己的產品成為人們關注的焦點之一。在我們日常吃的食品中，即便是全麥粉，如小麥、玉米、小米、糙米等，其膳食纖維基本上也是不溶性的，只有蔬菜、水果以及食用菌和某些海產品中才含有水溶性膳食纖維。如果去除水分、蛋白質、脂肪、不溶性纖維等含量較多的成分，剩下的水溶性纖維就更加彌足珍貴。山藥(dioscoreaerhizoma)為薯蕷科(dioscoreaspp.)植物薯蕷的干燥根莖，原名薯蕷。早在《神農本草經》、《金匿要略》、《本草正》中就有記載，山藥性平、味甘，有益氣養(yǎng)陰、健脾、益肺等功效，是一種很好的藥食兼用性植物。山藥主要以肉質根作為食用器官，其肉質根肉質潔白、營養(yǎng)豐富，味道鮮美，口感“干、面、甜、香”。山藥肉質根主要含有淀粉、蛋白質、維生素、氨基酸和微量元素等營養(yǎng)成分。山藥是df的良好來源，對山藥df提取工藝進行深入研究，對于提高山藥利用率，擴大膳食纖維來源具有重要意義。根據報道，df的提取方法主要有化學法、酶法、膜分離法、發(fā)酵法等。其中，化學法需要消耗大量試劑，污染嚴重，所得纖維產品損失大，且提取過程中的高酸高堿高溫條件常會使設備腐蝕嚴重；單純的酶法提取時間長，生物酶作用效率較低；膜分離法對設備要求較高；而發(fā)酵法目前多用于果皮原料，應用范圍有一定的局限性。cn106072171a公開了一種懷山藥膳食纖維的制備方法，通過亞臨界萃取、酶解、膨化、烘干等步驟制備膳食纖維，該方法得到的df不完全是sdf，且亞臨界萃取方法工業(yè)化困難。技術實現要素：鑒于現有技術中存在的問題，本發(fā)明旨在公開一種山藥可溶性膳食纖維及其制備方法，促進山藥深加工產業(yè)發(fā)展，為可溶性膳食纖維產業(yè)發(fā)展提供基礎。為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一方面，本發(fā)明提供了一種山藥可溶性膳食纖維的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：(1)將山藥粉碎、加水浸提，得到浸提液；(2)在步驟(1)所得浸提液中加入復合酶，酶解，固液分離，收集清液；(3)將步驟(2)所得清液進行超濾濃縮、干燥，得到所述山藥可溶性膳食纖維。其中，以步驟(1)所述山藥的質量為100％計，步驟(2)所述復合酶包括如下質量百分比的組分：木瓜蛋白酶0.1～1％，例如0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等；中性蛋白酶0.2～1.5％，例如0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、1％、1.2％、1.4％或1.5％等；葡糖淀粉酶0.2～2.0％，例如0.2％、0.3％、0.4％、0.6％、0.9％、1.0％、1.6％、1.8％、或2.0％等；纖維素酶0.1～1.6％，例如0.1％、0.2％、0.3％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、1.0％、1.3％或1.6％等；半纖維素酶0.1～0.8％，例如0.1％、0.12％、0.15％、0.18％、0.2％、0.22％、0.25％、0.28％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％或0.8％等。本發(fā)明的復合酶配方是經過反復創(chuàng)造性勞動得出的。木瓜蛋白酶兼具蛋白酶和酯酶的活性。木瓜蛋白酶和中性蛋白酶存在協同作用，將蛋白質降解為容易除去的可溶性多肽或氨基酸，同時這兩種蛋白酶還有助于將結合在蛋白上的可溶性膳食纖維進一步釋放出來；葡糖淀粉酶主要是將淀粉水解成可溶的葡萄糖，方便除去；纖維素酶和半纖維素酶存在協同作用，能使構成植物細胞壁的部分不溶性多糖水解成可溶的單糖，提高復合酶對細胞壁的破壞作用和降解作用，同時生成少量的可溶性膳食纖維；半纖維素酶和葡糖淀粉酶也存在協同作用，將山藥細胞組織中糖蛋白中的結合在一起的多糖加速釋放出來，提高可溶性膳食纖維的收率。通過超濾不僅能夠濃縮可溶性膳食纖維還能同時分離、除去復合酶。本發(fā)明步驟(1)所述加水的質量優(yōu)選為所述山藥質量的5～50倍，例如5倍、6倍、8倍、10倍、12倍、15倍、18倍、20倍、22倍、25倍、28倍、30倍、32倍、35倍、38倍、40倍、43倍、45倍、48倍或50倍等，優(yōu)選10～30倍。本發(fā)明步驟(1)所述浸提的溫度優(yōu)選為30～60℃，例如30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃等，優(yōu)選40～50℃。本發(fā)明步驟(1)所述浸提的時間優(yōu)選為15～120min，例如15min、20min、25min、30min、32min、35min、38min、40min、45min、50min、55min、60min、80min、100min或120min等，優(yōu)選30～60min。本發(fā)明中，以步驟(1)所述山藥的質量為100％計，步驟(2)所述復合酶優(yōu)選包括如下質量百分比的組分：木瓜蛋白酶0.1～0.5％、中性蛋白酶0.2～0.8％、葡糖淀粉酶0.4～1.0％、纖維素酶0.3～0.8％、半纖維素酶0.1～0.3％。本發(fā)明步驟(2)所述酶解的ph優(yōu)選為6～8，例如6、6.2、6.4、6.5、6.7、6.9、7、7.2、7.5、7.8或8等，優(yōu)選6.5～7.5。本發(fā)明步驟(2)所述酶解的時間優(yōu)選為2～4h，例如2h、2.2h、2.5h、2.8h、3h、3.2h、3.5h、3.8h或4h等，優(yōu)選2.5～3h。本發(fā)明步驟(3)超濾用的超濾膜的截留分子量為3～10kd，例如3kd、4kd、5kd、6kd、7kd、8kd、9kd或10kd等。所述超濾過程中對截留分子量施加的壓力只要不超過其能承受的最大壓力即可。本發(fā)明步驟(3)所述干燥包括真空干燥、冷凍干燥或熱干燥中的任意一種或至少兩種的組合。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，山藥可溶性膳食纖維的制備方法包括如下步驟：(1)將山藥粉碎、加5～50倍于所述山藥的水，30～60℃下浸提30～60min，得到浸提液；(2)在步驟(1)所得浸提液中加入復合酶，ph為6～8、15～40℃下酶解2～4h，固液分離，收集清液；(3)將步驟(2)所得清液用截留分子量為3～10kd的超濾膜進行超濾濃縮，干燥，得到所述山藥可溶性膳食纖維。其中，以步驟(1)所述山藥的質量為100％計，步驟(2)所述復合酶包括如下質量百分比的組分：木瓜蛋白酶0.1～0.5％、中性蛋白酶0.2～0.8％、葡糖淀粉酶0.4～1.0％、纖維素酶0.3～0.8％、半纖維素酶0.1～0.3％。第二方面，本發(fā)明提供了如第一方面所述制備方法制備的山藥可溶性膳食纖維。與現有技術方案相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：本發(fā)明通過浸提、酶解、濃縮、干燥等步驟，獲得山藥可溶性膳食纖維。通過多種酶的復合作用和科學配比，有效地去除了蛋白和淀粉。本發(fā)明制備的山藥可溶性膳食纖維純度在30％以上，山藥可溶性膳食纖維的收率在7.5％以上，可溶性好，此外本發(fā)明制備方法具有操作步驟少、適于工業(yè)放大等優(yōu)點。具體實施方式下面通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術方案。但下述的實施例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權利保護范圍，本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。實施例11)浸提：將1kg山藥粉碎，加50倍于山藥的水60℃下浸提15min。2)酶解：在步驟1)獲得的浸提液中加入復合酶，復合酶中包括木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、葡糖淀粉酶、纖維素酶、半纖維素酶，酶量分別為山藥質量的1％、1.5％、2％、1.6％、0.8％。40℃下酶解2h，酶解的ph為8，進行固液分離，收集清液。3)濃縮：將步驟2)得到的清液，進行超濾濃縮，超濾膜截留分子量為3kd。將步驟3)獲得的濃縮液進行干燥，獲得山藥可溶性膳食纖維。實施例21)浸提：將1kg山藥粉碎，加5倍于山藥的水30℃下浸提120min。2)酶解：在步驟1)獲得的浸提液中加入復合酶，復合酶中包括木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、葡糖淀粉酶、纖維素酶、半纖維素酶，酶量分別為山藥質量的0.1％、0.2％、0.2％、0.1％、0.1％。15℃下酶解4h，酶解的ph為6，進行固液分離，收集清液。3)濃縮：將步驟2)得到的清液，進行超濾濃縮，超濾膜截留分子量為10kd。獲得的濃縮液進行干燥，獲得山藥可溶性膳食纖維。實施例31)浸提：將1kg山藥粉碎，加30倍于山藥的水50℃下浸提30min。2)酶解：在步驟1)獲得的浸提液中加入復合酶，復合酶中包括木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、葡糖淀粉酶、纖維素酶、半纖維素酶，酶量分別為山藥質量的0.5％、0.2％、1.0％、0.3％、0.3％。20℃下酶解3h，酶解的ph為7.5，進行固液分離，收集清液。3)濃縮：將步驟2)得到的清液，進行超濾濃縮，超濾膜截留分子量為5kd。獲得的濃縮液進行干燥，獲得山藥可溶性膳食纖維。實施例41)浸提：將1kg山藥粉碎，加10倍于山藥的水40℃下浸提60min。2)酶解：在步驟1)獲得的浸提液中加入復合酶，復合酶包括木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、葡糖淀粉酶、纖維素酶、半纖維素酶，酶量分別為山藥質量的0.1％、0.8％、0.4％、0.8％、0.1％。25℃下酶解2.5h，酶解的ph為6.5，進行固液分離，收集清液。3)濃縮：將步驟2)得到的清液，進行超濾濃縮，超濾膜截留分子量為10kd，獲得的濃縮液進行干燥，獲得山藥可溶性膳食纖維。實施例51)浸提：將1kg山藥粉碎，加25倍于山藥的水45℃下浸提45min。2)酶解：在步驟1)獲得的浸提液中加入復合酶，復合酶包括木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、葡糖淀粉酶、纖維素酶、半纖維素酶，酶量分別為山藥質量的0.3％、0.5％、0.7％、0.5％、0.2％。23℃酶解2.75h，期間ph為7，進行固液分離，收集清液。3)濃縮：將步驟2)得到的清液，進行超濾濃縮，超濾膜截留分子量為5kd，獲得的濃縮液進行干燥，獲得山藥可溶性膳食纖維。對比例1與實施例5的區(qū)別僅在于：復合酶中省去木瓜蛋白酶。對比例2與實施例5的區(qū)別僅在于：復合酶中省去中性蛋白酶。對比例3與實施例5的區(qū)別僅在于：復合酶中省去葡糖淀粉酶。對比例4與實施例5的區(qū)別僅在于：復合酶中省去纖維素酶。對比例5與實施例5的區(qū)別僅在于：復合酶中省去半纖維素酶。對比例6與實施例5的區(qū)別僅在于：復合酶中用α-淀粉酶代替葡糖淀粉酶。各實施例、對比例所得可溶性膳食纖維的收率、純度和水溶性整理于表1.其中收率通過完全干燥后的可溶性膳食纖維占制備過程中所用山藥質量的百分比計算，純度指的是干燥后的產品中，可溶性膳食纖維的質量百分比，通過酶－重量法來檢測。對比例7與實施例5的區(qū)別僅在于：用減壓濃縮代替超濾濃縮。表1產物收率純度水溶性產物收率純度水溶性實施例17.6％33％完全水溶對比例26.2％19％部分不溶實施例27.9％35％完全水溶對比例36.1％21％部分不溶實施例38.1％32％完全水溶對比例46.4％18％部分不溶實施例48.6％34％完全水溶對比例56.7％16％部分不溶實施例59.0％37％完全水溶對比例67.0％23％部分不溶對比例16.5％20％部分不溶對比例76.9％27％部分不溶從表1可以看出，對比例1-6的收率和所得山藥可溶性膳食纖維的純度都不如實施例5，證明本發(fā)明中的復合酶各組分之間存在協同作用，省略或替換其中任意一種都會降低山藥可溶性膳食纖維的收率和純度甚至水溶性。其中水溶性方面的缺陷將限制產物的應用范圍。對照實施例5與實施例6可以看出，超濾濃縮相較于現有技術中的減壓濃縮等普通的濃縮方式能夠對提高山藥可溶性膳食纖維的收率和純度更有幫助。申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細結構特征，但本發(fā)明并不局限于上述詳細結構特征，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細結構特征才能實施。所屬
技術領域：
的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明所選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內。以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內容。當前第1頁12