CN102172271B - 一种从高湿挤压米糠渣中制取可溶性膳食纤维的方法 - Google Patents

一种从高湿挤压米糠渣中制取可溶性膳食纤维的方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种从高湿挤压米糠渣中制取可溶性膳食纤维的方法，该方法通过对米糠渣进行高湿挤压后，经纤维素酶水解，再用中性蛋白酶以及无水乙醇处理，可得到米糠可溶性膳食纤维产品。目前制备米糠可溶性膳食纤维的方法很多，主要有酸法、碱法、酶法、发酵法、机械法和结合法等，其原料均为未经高湿挤压处理的米糠渣。其中酶法与其他方法比较，可溶性膳食纤维产率略高，但是就其占总膳食纤维含量的比例来说其产率不高。本发明提供的方法可使米糠渣中部分不溶性膳食纤维向可溶性膳食纤维转化，提高了可溶性膳食纤维的含量及产率，成本低，促进了废物利用，而且不添加酸碱等化学成分，安全健康，应用范围广泛。

Description

一种从高湿挤压米糠渣中制取可溶性膳食纤维的方法
技术领域：
本发明涉及农产品加工领域，具体涉及一种从高湿挤压米糠渣中制取可溶性膳食纤维的方法，应用于可溶性膳食纤维的制备。
背景技术：
膳食纤维被营养学界称为“第七营养素”，它是一种不能被人体消化的碳水化合物，膳食纤维按其水溶性可分为不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维两类。可溶性膳食纤维在许多方面具有比不溶性膳食纤维更强的生理功能。可溶性纤维可减缓消化速度和最快速***胆固醇，有助于调节免疫***功能，促进体内有毒重金属的排出，由此，制备可溶性膳食纤维具有重要的意义。
制备米糠可溶性膳食纤维的方法很多，主要有酸法、碱法、酶法、发酵法、机械法和结合法等，其原料均为未经高湿挤压处理的米糠渣。其中酶法与其他方法比较，可溶性膳食纤维产率略高，但是就其占总膳食纤维含量的比例来说其产率不高。
发明内容：
本发明是一种从高湿挤压米糠渣中制取可溶性膳食纤维的方法，先对米糠渣进行高湿挤压处理，然后用酶法提取其中的可溶性膳食纤维。在挤压过程中可使部分不可溶性膳食纤维向可溶性膳食纤维转化，从而增加米糠渣中可溶性膳食纤维的含量，再结合纤维素酶法对米糠渣进行可溶性膳食纤维的提取，提高了可溶性膳食纤维的含量及产率，成本低，促进了废物利用，而且不添加酸碱等化学成分，安全健康，应用范围广泛。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的主要构思是，由于米糠渣中膳食纤维含量较高并且脂肪含量和醇溶性蛋白含量低，所以将其通过纤维素酶、中性蛋白酶水解处理，再以无水乙醇沉淀，即可得到米糠可溶性膳食纤维产品。
具体而言，本发明提供的可溶性膳食纤维的制备方法包括：将经高湿挤压过的米糠渣中加入水，用纤维素酶进行水解，将所得产物灭酶后用中性蛋白酶进行水解，再以无水乙醇沉淀，则可得到米糠可溶性膳食纤维产品。
其中，高湿挤压过的米糠渣中脂肪的残留量较低，不会影响整个可溶性膳食纤维的提取，因此不需要用脂肪酶对其水解除去其中的脂肪，而且其中的醇蛋白含量也比较低，因此可以直接利用中性蛋白酶使其水解从而除去其中的蛋白成分。所以本方法主要是用纤维素酶对高湿挤压过的米糠渣进行水解，从而将其中含有的一些不溶性膳食纤维向可溶性膳食纤维转化，从而得到产率较高的制备米糠可溶性膳食纤维的方法。
本发明所用的纤维素酶可以是本领域常用纤维素酶，而没有特别限定，例如内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶和β-葡萄糖苷酶等，这些酶可以单独使用，也可以组合使用。纤维素酶的水解条件一般可以为：料液比1∶10～1∶22(高湿挤压后的米糠渣与加水量的比)、加酶量为0.2～1.2％(基于水解物质干物质的重量)、PH 3.5～6.5、温度为35～60℃、反应时间为0.5～3h。
通过上述方法得到的米糠可溶性膳食纤维产品，其产率为24.14％，明显高于未经高湿挤压的米糠渣(16.72％)。因此应用范围非常广泛，可用于生产米糠可溶性膳食纤维食品，例如用于生产可溶性膳食纤维冲剂类的产品。
本发明的有益点是：
高湿挤压方法对米糠渣进行处理，在挤压过程中可使部分不可溶性膳食纤维向可溶性膳食纤维转化，从而增加米糠渣中可溶性膳食纤维的含量；再用纤维素酶法提取其中的可溶性膳食纤维，纤维素酶可使米糠渣中大分子的纤维素降解成低分子的多糖、寡糖、单糖，可使不可溶性膳食纤维向可溶膳食纤维转化，进一步提高米糠渣中可溶性膳食纤维的含量。从而提高可溶性膳食纤维的提取率，提高了废物利用效率，降低了成本。
本发明的步骤如下：
步骤一：米糠渣，过60目筛，采用SYSLG30-IV双螺杆挤压实验机(济南赛百诺科技开发有限公司)进行挤压处理，高湿挤压条件为：水分含量60％、I区温度30℃、II区温度60℃、III区温度140℃、IV区温度150℃；螺杆转速200rpm；挤压后，粉碎，备用；称取一定量经高湿挤压处理后的米糠渣于反应器中，加入水，选择料水比(经高湿挤压后的米糠渣和加水量的比)为1∶10～1∶22，再加入质量为经高湿挤压后米糠渣0.4％的纤维素酶液，在pH值为4和温度40℃下进行酶解反应，沸水浴10min灭酶，降到室温，再加入质量为经高湿挤压后米糠渣0.2％的中性蛋白酶酶解1.5h，离心过滤，滤液浓缩，以4倍无水乙醇沉淀，离心过滤，得到可溶性膳食纤维，测定SDF的含量，确定料水比。
步骤二：选择酶的添加量为经高湿挤压处理后米糠渣的0.2％～1.2％，过程同步骤一，确定反应的酶的添加量；
步骤三：选择反应初始的pH为3.5～6，过程同步骤一，确定反应的初始pH；
步骤四：选择反应温度为35～60℃，过程同步骤一，确定反应最适温度；
步骤五：选择反应时间分别为0.5～3h，过程同步骤一，确定反应时间；
本发明是以经过高湿挤压的米糠渣为原料，关键是用酶法提取其中可溶性膳食纤维条件的确定，包括料液比、酶的添加量、反应pH、反应温度、反应时间。按照最佳工艺参数制备，其产率较未经高湿挤压的米糠渣高出7.42％。证明了以高湿挤压米糠渣为原料，用酶法提取其中可溶性膳食纤维的方法很有实用价值。
具体实施方式：
以下通过具体实施例来进一步描述本发明，但这些实施例仅是例证性的，并不对本发明的保护范围构成任何影响，本领域技术人员应该理解的是，根据本发明的精神所做的任何修改和替换均落入本发明的保护范围内。
具体实施方式一：本实施方式的步骤如下：
步骤一：米糠渣，过60目筛，采用SYSLG30-IV双螺杆挤压实验机(济南赛百诺科技开发有限公司)进行挤压处理，高湿挤压条件为：水分含量60％、I区温度30℃、II区温度60℃、III区温度140℃、IV区温度150℃；螺杆转速200rpm；挤压后，粉碎，备用；称取一定量经高湿挤压处理后的米糠渣于反应器中，加入水，选择料水比(经高湿挤压后的米糠渣和加水量的比)为1∶10～1∶22，再加入质量为经高湿挤压后米糠渣0.4％的纤维素酶液，在pH值为4和温度40℃下进行酶解反应，沸水浴10min灭酶，降到室温，再加入质量为经高湿挤压后米糠渣0.2％的中性蛋白酶酶解1.5h，离心过滤，滤液浓缩，以4倍无水乙醇沉淀，离心过滤，得到可溶性膳食纤维，测定SDF的含量，确定料水比。
步骤二：选择酶的添加量为经高湿挤压处理后米糠渣的0.2％～1.2％，过程同步骤一，确定反应的酶的添加量；
步骤三：选择反应初始的pH为3.5～6，过程同步骤一，确定反应的初始pH；
步骤四：选择反应温度为35～60℃，过程同步骤一，确定反应最适温度；
步骤五：选择反应时间分别为0.5～3h，过程同步骤一，确定反应时间；
具体实施方法二：本实施方法与具体实施方法一不同点在于步骤一中将反应的料水比控制在1∶12～1∶20，其它组成和步骤与具体实施方法一相同；
具体实施方法三：本实施方法与具体实施方法一不同点在于步骤二中反应的料水比控制在1∶12～1∶17，其它组成和步骤与具体实施方法一相同；
具体实施方法四：本实施方法与具体实施方法一不同点在于步骤三中选择反应的酶的添加量为经高湿挤压处理后米糠渣的0.4％～1.2％，其它组成和步骤与具体实施方法一相同；
具体实施方法五：本实施方法与具体实施方法一不同点在于步骤四中反应的酶的添加量为经高湿挤压处理后米糠渣的0.6％～1％，其它组成和步骤与具体实施方法一相同；
具体实施方法六：本实施方法与具体实施方法一不同点在于步骤五中反应的初始pH为3.5～5.5，其它组成和步骤与具体实施方法一相同；
具体实施方法七：本实施方法与具体实施方法一不同点在于步骤五中反应的初始pH为4.0～5.0，其它组成和步骤与具体实施方法一相同；
具体实施方法八：本实施方法与具体实施方法一不同点在于步骤五中选择反应温度为40～60℃，其它组成和步骤与具体实施方法一相同；
具体实施方法九：本实施方法与具体实施方法一不同点在于步骤五中选择反应温度为45～55℃，其它组成和步骤与具体实施方法一相同；
具体实施方法十：本实施方法与具体实施方法一不同点在于步骤五中选择反应时间分别为1～2h，其它组成和步骤与具体实施方法一相同。

Claims (1)

1.一种从高湿挤压米糠渣中制取可溶性膳食纤维的方法，在一定反应条件下进行可溶性膳食纤维制备的方法，其特征步骤如下：
步骤一：米糠渣，过60目筛，采用济南赛百诺科技开发有限公司的SYSLG30-IV双螺杆挤压实验机进行挤压处理，高湿挤压条件为：水分含量60％、I区温度30℃、II区温度60℃、III区温度140℃、IV区温度150℃；螺杆转速200rpm；挤压后，粉碎，备用；称取一定量经高湿挤压处理后的米糠渣于反应器中，加入水，选择料水比为1∶10～1∶22，所述料水比为经高湿挤压后的米糠渣和加水量的比；再加入质量为经高湿挤压后米糠渣0.4％的纤维素酶液，在pH值为4和温度40℃下进行酶解反应，沸水浴10min灭酶，降到室温，再加入质量为经高湿挤压后米糠渣0.2％的中性蛋白酶酶解1.5h，离心过滤，滤液浓缩，以4倍无水乙醇沉淀，离心过滤，得到可溶性膳食纤维，测定SDF的含量，确定料水比。
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用挤压法提高米糠中可溶性膳食纤维含量的研究;许晖;《食品与机械》;19991031(第06期);19-20 *
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