CN102885318A - 一种甘薯膳食纤维的提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种甘薯膳食纤维的提取方法，属于生物工程领域，提供一种原料易得，高效，环保的甘薯膳食纤维的提取方法，技术方案包括：去除淀粉，酶解，离心和提取膳食纤维，所述的提取膳食纤维包括提取不溶性膳食纤维和提取可溶性膳食纤维；提取不溶性膳食纤维：将酶解后的混合溶液经离心作用，将得到相互分离的沉淀和上清液，得到的沉淀用乙醇浸泡，再经过抽滤，将得到固体和滤液；所得到的固体即为不溶性膳食纤维；提取可溶性膳食纤维：将上述过程得到的上清液和滤液，经水浴蒸发大部分的水分，然后在加入乙醇进行浸提，此时上清液和滤液中出现絮状沉淀，在从上清液和滤液分离出絮状沉淀，所得到的絮状沉淀即为可溶性膳食纤维。

Description

一种甘薯膳食纤维的提取方法

技术领域

本发明一种甘薯膳食纤维的提取方法，属于生物工程领域。

背景技术

膳食纤维具有较强的持油、吸水膨胀力、持水力、增溶作用、结合和交换阳离子能力、吸附螯合有机化合物作用和诱导微生物的作用，它能预防和治疗多种疾病，被称为继淀粉、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质和水之后的“第七营养素”。

现有的提取膳食纤维方法均为，去除淀粉，调节Ph，酶解，提取膳食纤维，如中国专利200710038695.2，记载的含甘薯抗性淀粉的甘薯膳食纤维的制备方法：首先将新鲜甘薯切成细丝，烘干干燥后，将其用粉碎机粉碎，并用水洗去部分甘薯淀粉，然后在存留物中加入其8～15倍的水量，搅拌便形成浆料，经加热糊化冷却等过程，加入α-淀粉酶水解，淀粉酶水解，再用稀盐酸调节其PH值至4～5，再加入糖化酶水解，然后用水洗去可溶性部分，最终得到含甘薯抗性淀粉的甘薯膳食纤维，这种方法主要用了α-淀粉酶和糖化酶，这种方法的缺点在于：1、含抗性淀粉的甘薯纤维中残存了大量蛋白质以及残余酶，提取产物纯度较低，因此，该产品的后续应用中，可能会因为活性蛋白质的存在而产生一定的副作用；2、水洗过程中，损失了一部分抗性淀粉，有效物质的提取效率较低；3、得到的纤维不可溶，不能饮用，食用口感粗糙难咽。

甘薯中包含淀粉，脂类蛋白质和膳食纤维，膳食纤维包括可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维，中国专利200810234538.3记载的一种从甘薯中连续提取甘薯淀粉，甘薯蛋白，膳食纤维的工艺，甘薯洗净后加入护色液，粉碎，磨碎，压榨，使甘薯渣，细胞液分离，甘薯渣的清洗液和细胞液合并后，过200目标准筛，滤液通过两次离心脱水后干燥得到淀粉，分离出淀粉乳后的炉业降解淀粉后，截留分子量为5000-10000超滤，浓缩，干燥得甘薯粗蛋白，甘薯渣加入生物反应器，加水，蛋白酶，淀粉酶反应后，压滤，干燥，粉碎得不溶性甘薯膳食纤维，这种方法的缺点在于：1、没有收集到更易被人体利用的可溶性膳食纤维；2、提取出的甘薯纤维中含有较多糖类杂质，产品纯度较低；3、整个提取过程中耗能较大，成本较高。

甘薯淀粉生产企业产生的甘薯渣副产物中除少量残余淀粉外，主要就是膳食纤维(包括可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维)，此外还有少量脂类蛋白质，这种甘薯渣副产物提取膳食纤维，一是工艺简单；二是成本能降低；三是将可溶性膳食纤维和不可溶膳食纤维分别提取，甘薯的利用率大大增加，产品的纯度也大大提升；四是提取的大量可溶性膳食纤维，为更深层的食品加工(如纤维饮料)提供工艺和原料，完善甘薯产品加工的产业链；五是利用食品加工的废弃物，环保高效，有助于循环产业的发展。

发明内容

为填补甘薯膳食纤维研究领域的空白，为后续甘薯产品、纤维产品深加工提供前期技术，本发明提供一种原料易得，高效，环保的甘薯膳食纤维的提取方法。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：一种甘薯膳食纤维的提取方法，包括：去除淀粉，酶解，离心和提取膳食纤维，所述的提取膳食纤维包括提取不溶性膳食纤维和提取可溶性膳食纤维；

提取不溶性膳食纤维：将酶解后的混合溶液经离心作用，将得到相互分离的沉淀和上清液，得到的沉淀用乙醇浸泡，再经过抽滤，将得到固体和滤液；所得到的固体即为不溶性膳食纤维；

提取可溶性膳食纤维：将上述过程得到的上清液和滤液，经水浴蒸发大部分的水分，然后在加入乙醇进行浸提，此时上清液和滤液中出现絮状沉淀，在从上清液和滤液分离出絮状沉淀，所得到的絮状沉淀即为可溶性膳食纤维。

本发明在去除淀粉和酶解工艺之间，增加预处理工艺，添加NaOH溶液，搅拌均匀，并浸泡1小时。

所述的酶解具体为，加磷酸缓冲液调整pH，用α-淀粉酶水解、糖化酶酶解，再加入磷酸氢二钠缓冲液并调pH，用胰蛋白酶酶解。

本发明具体操作过程为：

第一步，甘薯粉制备：将新鲜甘薯洗净，切块，用小苏打水溶液浸泡30min，之后用高速组织捣碎机捣碎，用清水洗涤2～5次，每次洗完用三层纱布过滤，得到新鲜甘薯渣，干燥后研磨制得甘薯粉。

第二步，预处理：取甘薯粉和0.2mol/L的氢氧化钠溶液，按重量份1∶10进行配比，并搅拌均匀，搅拌均匀后浸泡1h，制的氢氧化钠与甘薯粉的混合溶液；

第三步，酶解：

a、在混合溶液中加入磷酸缓冲液，调节混合溶液的pH值到4.5～5.0左右，

b、在将a得到混合溶液，在温度为60℃的条件下，向其中添加α-淀粉酶液，酶水解40min；灭酶；

c、在将b中用α-淀粉酶液酶水解过的混合溶液，在pH值为4.5～5.0，并且温度为60℃的条件下，向其中添加糖化酶液，水浴水解40min；灭酶；

d、将c中用糖化酶液水浴水解过的混合溶液中加入磷酸氢二钠缓冲液和NaOH，调节Ph7～9，在温度为60℃的条件下，向其中添加胰蛋白酶液，水浴水解40min；灭酶；

e、在将d中用胰蛋白酶液水浴水解过的混合溶液，在沸水浴中进行水浴5min，灭活所有酶；

第四步，提取膳食纤维：

f、提取不溶性膳食纤维：将第三步中经过沸水浴的混合溶液在经过离心机的离心作用下，将得到相互分离的沉淀和上清液，得到的沉淀用95％乙醇溶液浸泡2min，在转移到抽滤机上抽滤，将得到固体和滤液；所得到的固体即为不溶性膳食纤维；

g、提取可溶性膳食纤维：将F中得到的上清液和滤液，经水浴蒸发大部分的水分，然后在加入95％乙醇溶液按4∶1的比例进行浸提，此时上清液和滤液中出现絮状沉淀，在将上清液和滤液经过离心机分离出絮状沉淀，所得到的絮状沉淀即为可溶性膳食纤维。

所述的胰蛋白酶液为固体粉末的胰蛋白酶与水按0.5～0.7mL/g的比例配制而成。

所述的糖化酶液为固体粉末的糖化酶与水按4.0～5.0mL/g的比例配制而成。

所述的α-淀粉酶液为固体粉末的α-淀粉酶与水按1.0～1.4mL/g的比例配制而成。

所述的甘薯粉也可以用甘薯淀粉生产企业产生的副产物甘薯渣代替。

所述的胰蛋白酶液、糖化酶液、α-淀粉酶液要置于4℃的温度条件下保存。

作为本发明的优选方案：所述的糖化酶用量为5.0mL/g，α-淀粉酶用量1.4mL/g，胰蛋白酶用量0.5mL/g。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

1、在去除淀粉和酶解工艺之间，增加预处理工艺，添加NaOH溶液，搅拌均匀，并浸泡1小时。这样做的目的在于：使甘薯淀粉糊化，有助于后续过程中淀粉的分解和去除。

2、所述的酶解具体为，加磷酸缓冲液调整pH，用α-淀粉酶水解、糖化酶酶解，再加入磷酸氢二钠缓冲液并调pH，用胰蛋白酶酶解，之后灭酶。经过这三种酶处理以后，将溶液中的淀粉、糖类和蛋白质降解，之后通过乙醇沉淀，将降解物、残留果胶以及其他杂质去除，可得到两种纯净的膳食纤维。

3、所述的甘薯粉也可以用甘薯淀粉生产企业产生的副产物甘薯渣代替。利用甘薯渣副产物提取膳食纤维，一是工艺简单，二是成本能降低，三是解决了上游企业废弃物的处理问题，有助于发展循环产业。

4、根据本发明的方法，加入α-淀粉酶水解、糖化酶和胰蛋白酶之后使用乙醇提取，在最优工艺条件下制备甘薯渣膳食纤维产品，总膳食纤维提取率为81.6％，其中可溶性膳食纤维提取率可达25.7％，大大提高了生产率。对产品进行分析表明，甘薯渣膳食纤维的膨胀力和持水力分别达到3.42mL/g和665％，由于纯度比传统方法有了大幅提升，其各项功能性指标均表现较好。

附图说明

图1为α-淀粉酶添加量对甘薯膳食纤维提取率的影响曲线图；

图2为糖化酶酶添加量对甘薯膳食纤维提取率的影响曲线图；

图3为胰蛋白酶添加量对甘薯膳食纤维提取率的影响曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明：

一种甘薯膳食纤维的提取方法，包括：去除淀粉，酶解，离心和提取膳食纤维，所述的提取膳食纤维包括提取不溶性膳食纤维和提取可溶性膳食纤维；

提取不溶性膳食纤维：将酶解后的混合溶液经离心作用，将得到相互分离的沉淀和上清液，得到的沉淀用乙醇溶液浸泡，再经过抽滤，将得到固体和滤液；所得到的固体即为不溶性膳食纤维；

提取可溶性膳食纤维：将上述过程得到的上清液和滤液，经水浴蒸发大部分的水分，然后在加入95％乙醇溶液进行浸提，此时上清液和滤液中出现絮状沉淀，在从上清液和滤液分离出絮状沉淀，所得到的絮状沉淀即为可溶性膳食纤维。

本发明在去除淀粉和酶解工艺之间，增加预处理工艺，具体为添加NaOH溶液，搅拌均匀，并浸泡1小时。

所述的酶解具体为，加磷酸缓冲液调整pH，用α-淀粉酶水解、糖化酶酶解，再加入磷酸氢二钠缓冲液并调pH，用胰蛋白酶酶解。

本发明具体操作过程为：

第一步，甘薯粉制备：将新鲜甘薯洗净，切块，用小苏打水溶液浸泡30min，之后用高速组织捣碎机捣碎，用清水洗涤2～5次，每次洗完用三层纱布过滤，得到新鲜甘薯渣，干燥后研磨制得甘薯粉。

第二步，预处理：取甘薯粉和0.2mol/L的氢氧化钠溶液，按重量份1∶10进行配比，并搅拌均匀，搅拌均匀后浸泡1h，制的氢氧化钠与甘薯粉的混合溶液；

第三步，酶解：

a、在混合溶液中加入磷酸缓冲液，调节混合溶液的pH值到4.5～5.0左右，

b、在将a得到混合溶液，在温度为60℃的条件下，向其中添加α-淀粉酶液，酶水解40min；90℃灭酶；

c、在将b中用α-淀粉酶液酶水解过的混合溶液，在pH值为4.5～5.0，并且温度为60℃的条件下，向其中添加糖化酶液，水浴水解40min；90℃灭酶；

d、将c中用糖化酶液水浴水解过的混合溶液中加入磷酸氢二钠缓冲液和NaOH，调节Ph7～9左右，在温度为60℃的条件下，向其中添加胰蛋白酶液，水浴水解40min；90℃灭酶；

e、在将d中用胰蛋白酶液水浴水解过的混合溶液，在沸水浴中进行水浴5min，灭活所有酶；

第四步，提取膳食纤维：

f、提取不溶性膳食纤维：将第三步中经过沸水浴的混合溶液在经过离心机的离心作用下，将得到相互分离的沉淀和上清液，得到的沉淀用95％乙醇浸泡2min，在转移到抽滤机上抽滤，将得到固体和滤液；所得到的固体即为不溶性膳食纤维；

g、提取可溶性膳食纤维：将F中得到的上清液和滤液，经水浴蒸发大部分的水分，然后在加入95％乙醇溶液按4∶1的比例进行浸提，此时上清液和滤液中出现絮状沉淀，在将上清液和滤液经过离心机分离出絮状沉淀，所得到的絮状沉淀即为可溶性膳食纤维。

所述的胰蛋白酶液为固体粉末的胰蛋白酶与水按0.5～0.7mL/g的比例配制而成。

所述的糖化酶液为固体粉末的糖化酶与水按4.0～5.0mL/g的比例配制而成。

所述的α-淀粉酶液为固体粉末的α-淀粉酶与水按1.0～1.4mL/g的比例配制而成。

所述的甘薯粉也可以用甘薯淀粉生产企业产生的副产物甘薯渣代替。

所述的胰蛋白酶液、糖化酶液、α-淀粉酶液要置于3～5℃的温度条件下保存。

所述的糖化酶用量为5.0mL/g，α-淀粉酶用量1.4mL/g，胰蛋白酶用量0.5mL/g。

为了对本发明做进一步说明，下面结合试验对本发明做具体说明：

实验前期过程：第一步：甘薯粉制备，具体为：将2Kg新鲜甘薯洗净，切成小块，用小苏打水溶液浸泡30min，之后用高速组织捣碎机捣碎20s，用清水洗涤3次，每次洗完用三层纱布过滤，以便除去甘薯渣中的淀粉和多糖，得到新鲜甘薯渣，称重，60℃鼓风干燥箱中鼓风干燥8h(中间需要搅拌若干次)，干燥彻底后取出冷却称重，干燥密封保藏备用。

第二步，酶液配制，本发明第三步所需要用到的最主要的药品是三种酶，分别为α-淀粉酶，胰蛋白酶及糖化酶，其中α-淀粉酶和糖化酶均为食品级，胰蛋白酶为化学纯(250U/mg)，并且三种酶都为固体粉末。

由于本发明中第三步所要添加的酶试剂为液体，因此首先需要做的事就是配制酶液。其中α-淀粉酶液，糖化酶液，胰蛋白酶液配制中酶与水的比例分别为1∶8(g/mL)，1∶10(g/mL)，1∶1(mg/mL)。配制好的酶液于4℃左右冰箱保存备用，为保持较好活性，α-淀粉酶液和糖化酶液保存3～5天，胰蛋白酶液保存1～2周。

试验设计

1、将甘薯按照本发明的第一步制得甘薯粉末，然后精确称取1.000±0.005g甘薯粉7份，至于7个50mL锥形瓶中。

2、在装有甘薯的7个锥形瓶中，按重量份1∶10的比例分别加入0.2mol/L的NaOH溶液，并搅拌均匀，浸泡1小时。

3、然后在2中浸泡过的7个混合溶液中，加入50mL磷酸缓冲液(pH4.92)，搅拌均匀并用盐酸调pH到4.5-5.0左右。

4、然后在3中浸泡过的7个混合溶液中，加入α-淀粉酶，55℃恒温水浴40min，90℃灭酶5min。

5、然后在4中浸泡过的7个混合溶液中，加入糖化酶，55℃恒温水浴40min，90℃灭酶5min。

6、然后在5中浸泡过的7个混合溶液中，加入磷酸氢二钠缓冲溶液，用NaOH调节Ph至8左右。

7、然后在6中的7个混合溶液中，加入的胰蛋白酶，55℃恒温水浴40min，90℃灭酶5min。

8、将7中得到的混合溶液，在4000r/min条件下，离心10min。

9、分离上清液与沉淀：往沉淀中加入95％乙醇搅拌，然后用真空泵抽虑，60℃于鼓风干燥箱中干燥约6h，即得不溶性膳食纤维；取上清液，装入盛有其4倍体积的95％乙醇的锥形瓶中，搅拌后静置并过夜，之后用真空泵抽虑，干燥沉淀即得可溶性膳食纤维。

以上为本试验所采取的膳食纤维提取方法。其中4，5，7步骤中各物质的具体添加量视试验类别而定(会在后面的操作中给出)，而且在水浴过程中每隔10min左右好需要搅拌一次。在操作9中，所得的含有可溶性膳食纤维清液若量较大，可以先用旋转蒸发仪蒸发浓缩，使体积缩小，然后再加入四倍体积的无水乙醇进行沉淀。最后获得的不溶性和可溶性膳食纤维需要分别对其干湿重进行称量，以便计算不同条件下不溶性膳食纤维及可溶性膳食纤维的提取率，并进行比较。

试验结果与分析

α-淀粉酶用量确定

分别精确称取1.000±0.005g甘薯渣粉7份，加入NaOH溶液浸泡1h后，加入磷酸缓冲液50mL，调pH4.5～5.0，按0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8mL/g的量加入α-淀粉酶液，55℃恒温水浴40min，灭酶，随后加入4.5mL糖化酶液酶解40min，然后高温灭酶，加入磷酸氢二钠缓冲液，将溶液pH调整至8，加入0.7mL胰蛋白酶液(250U/mL)，均在55℃下恒温水浴40min进行酶解，之后分别灭酶。考察α-淀粉酶用量对膳食纤维提取效果的影响。

按照上述α-淀粉酶用量确定所述进行酶解提取膳食纤维试验，对所得结果进行记录分析，并由分析所得数据绘制出膳食纤维提取率及随α-淀粉酶添加量增加出现的变化。

由图1可以看出，膳食纤维提取率随着α-淀粉酶用量的增加呈先增大后减小的趋势，当α-淀粉酶用量增加到约1.4mL/g时，膳食纤维得率最大；其中可溶性膳食纤维提取率随着α-淀粉酶用量增加表现出先增加后趋于平缓的趋势，当α-淀粉酶用量小于1.4mL/g时，可溶性膳食纤维提取率缓慢增加，并于1.4mL/g添加量处接近最大值，当α-淀粉酶用量超过1.4mL/g时，可溶性膳食纤维提取率略有增加，但增加趋于平稳；根据综合评价值，确定进行正交试验α-淀粉酶添加量的最适范围为1.0～1.4mL/g。

糖化酶添加量的确定分别精确称取1.000g甘薯渣粉7份，加入0.2M/L的NaOH溶液浸泡1h后，加入磷酸缓冲液50mL，调pH4.5～5.0，α-淀粉酶液1.4mL，按3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5mL/g的量加入糖化酶液，在55℃恒温水浴水解40min之后灭酶，加入磷酸氢二钠缓冲液，将溶液pH调整至8，再加入胰蛋白酶液0.7mL进行酶解，之后灭酶。考察糖化酶用量对膳食纤维提取效果的影响。

按照上述糖化酶用量确定所述进行酶解提取膳食纤维试验，对所得结果进行记录分析，并由分析所得数据绘制出膳食纤维提取率及随糖化酶添加量增加出现的变化。由图2可以看出，膳食纤维总得率随着糖化酶用量的增加先缓慢增大后缓慢减小，当糖化酶用量的增加到5.0mL/g时，膳食纤维得率最大；可溶性膳食纤维提取率随着糖化酶用量的增加呈现先增大后减小的趋势，当糖化酶用量小于4.5mL/g时，可溶性膳食纤维提取率缓慢增加，当糖化酶用量在4.5～5.5mL/g时，可溶性膳食纤维提取率趋于平稳，而后急剧下降。根据综合评价值，确定正交试验糖化酶用量最适范围为4.0～5.0mL/g。

胰蛋白酶添加量的确定分别精确称取1.000±0.005g甘薯渣粉7份，加入NaOH溶液浸泡1h后，加入磷酸缓冲液50mL，调pH4.5～5.0，α-淀粉酶液1.4mL，糖化酶液4.5mL分别进行酶解，55℃恒温水浴40min，灭酶。加入磷酸氢二钠缓冲液，将溶液pH调整至8，按0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0mL/g的量加入胰蛋白酶液，55℃恒温水浴40min，灭酶。考察胰蛋白酶用量对膳食纤维提取效果的影响。

按照上述胰蛋白酶用量确定所述进行酶解提取膳食纤维试验，对所得结果进行记录分析，并由分析所得数据绘制出膳食纤维提取率及随胰蛋白酶添加量增加出现的变化。

由图3可以看出，膳食纤维提取率随着胰蛋白酶用量的增加呈现递增的趋势，当超过添加量超过0.7mL/g后，提取率开始缓慢降低。由于膳食纤维中的可溶性膳食纤维其主要的生理作用，并使膳食纤维品质的主要指标，因此此时需要重点考虑可溶性膳食纤维提取率所受的影响。从图中可以看到，可溶性膳食纤维提取率随着胰蛋白酶用量的增加呈现先减小后增大再减小的趋势，并且当胰蛋白酶添加量达到0.7～0.8mL/g时，可溶性膳食纤维提取率达到最大，这可能由于糖蛋白中蛋白质被收高浓度胰蛋白酶作用而被降解的缘故；因此根据综合评价值，确定正交试验的胰蛋白酶添加量范围为0.5～0.7mL/g。

甘薯渣膳食纤维提取的最佳工艺条件试验设计

本发明中主要用到三种酶进行处理：α-淀粉酶，胰蛋白酶以及糖化酶。在上述试验中，分别分析了三种酶添加量对总膳食纤维提取率的影响，并可分别确定出在其他条件都保持不变的情况下，各种酶的最佳用量。在此基础上，可进行酶解甘薯渣提取膳食纤维的酶用量正交试试验。

正交试验所得数据记录如表一所示。由于根据已有试验经验知道三种酶添加量因素之间没有交互作用，因此把第四列(即D空白)作为误差列。表中综合评价是指膳食纤维总提取率与可溶性膳食纤维提取率的综合评价(而这求和的平均数)，表下方的K与k分别表示每种因素每个水平下综合评价的总和与平均数。R表示每种因素下，三个水平的综合评价平均数的极差(即最大值减去最小值)。

表一甘薯渣膳食纤维酶解法提取工艺中酶用量正交试试验果

通过对表一所示的正交试试验果进行分析，可以很直观的看到，试验所列出的三种因素的主次顺序为C→A→B，即糖化酶用量→α-淀粉酶用量→胰蛋白酶用量；最优组合为(A₃B₁C₃)，即糖化酶用量为5.0mL/g，α-淀粉酶用量1.4mL/g，胰蛋白酶用量0.5mL/g。

表二甘薯渣膳食纤维酶解法提取工艺中酶用量正交试试验果方差分析

由表二正交试试验果的方差分析可见，来自三种因素的变异从大到小依次是：C→B→A(即糖化酶添加量→α-淀粉酶添加量→胰蛋白酶添加量)，因素C对应的F值大于F_0.05(2，2)而小于F_0.01(2，2)，说明糖化酶用量对膳食纤维的综合评价值有显著影响。

糖化酶酶解工艺正交试验优化

由表二方差分析可以得出，糖化酶对膳食纤维的提取效果有显著影响，因此以糖化酶的酶解条件，即温度、时间和pH为因素进行正交试验，记录分析结果如表三所示。

由于从已有经验可知以上三因素间没有交互作用，以此可以将D(空白)列作为误差列。其中综合评价为所对应的TDF(总膳食纤维)提取率与SDF(可溶性膳食纤维)提取率求和后的平均数，K与k分别表示每种因素(分别为温度、时间、pH及误差列)每个水平下综合评价的总和与平均数。R表示每种因素下，三个水平的综合评价平均数的极差(即最大值减去最小值)。

表三甘薯渣膳食纤维酶解法提取工艺中糖化酶用量正交试试验果

由表三所列的分析结果可以看出，影响甘薯膳食纤维提取率的试验因素的主次顺序依次为A→C→B，即温度→pH→时间，最优组合为A₃B₂C₁，即糖化酶的酶解温度为60℃，酶解时间40min，pH4.5，因此可确定此条件为糖化酶酶解处理甘薯渣的工艺条件的最优组合。在此最优工艺条件下，酶解法甘薯膳食纤维总的提取率可达0.879g，可溶性膳食纤维提取率可达0.238g。

甘薯渣膳食纤维特性分析

以甘薯渣膳食纤维的最优的最佳提取工艺为试试验件，制备甘薯渣膳食纤维产品，并对所制得的膳食纤维产品的持水力、膨胀力等各项指标进行了测定，结果如表四所示。

表四甘薯渣膳食纤维产品质量指标分析

由表四可以看出，甘薯渣膳食纤维总的提取率为81.6％，其中可溶性膳食纤维提取率可达25.7％。最近，越来越多的研究发现，可溶性膳食纤维生理生化特性明显优于不溶性膳食纤维，而总的膳食纤维中可溶性膳食纤维应占30～50％，目前谷物类纤维几乎都未达到此标准。甘薯渣膳食纤维的膨胀力和持水力分别达到了3.42mL/g和665％，其各项功能性指标均表现较好。

现代研究表明，膳食纤维持水力可增加人体排便体积和速度，减轻直肠压力，防止便秘、结肠癌的发生。同时其表面带有的活性基团，可以鳌合吸附胆固醇和胆汁，从而降低冠心病的发病率。另外膳食纤维复水后体积增大，易引起饱腹感，从而预防饮食过量造成肥胖症的发生。

Claims (10)

1.一种甘薯膳食纤维的提取方法，包括：去除淀粉，酶解，离心和提取膳食纤维，其特征在于：所述的提取膳食纤维包括提取不溶性膳食纤维和提取可溶性膳食纤维；

提取不溶性膳食纤维：将酶解后的混合溶液经离心作用，将得到相互分离的沉淀和上清液，得到的沉淀用乙醇浸泡，再经过抽滤，将得到固体和滤液；所得到的固体即为不溶性膳食纤维；

提取可溶性膳食纤维：将上述过程得到的上清液和滤液，经水浴蒸发大部分的水分，然后在加入乙醇进行浸提，此时上清液和滤液中出现絮状沉淀，在从上清液和滤液分离出絮状沉淀，所得到的絮状沉淀即为可溶性膳食纤维。

2.根据权利要求1所述的一种甘薯膳食纤维的提取方法，其特征在于：在去除淀粉和酶解工艺之间，增加预处理工艺，添加NaOH溶液，搅拌均匀，并浸泡1小时。

3.根据权利要求1所述的一种甘薯膳食纤维的提取方法，其特征在于：所述的酶解具体为，加磷酸缓冲液调整pH，用α-淀粉酶水解、糖化酶酶解，再加入磷酸氢二钠缓冲液并调pH，用胰蛋白酶酶解。

4.根据权利要求1所述的一种甘薯膳食纤维的提取方法，其特征在于：具体操作过程为：

第一步，甘薯粉制备：将新鲜甘薯洗净，切块，用小苏打水溶液浸泡30min，之后用高速组织捣碎机捣碎，用清水洗涤2～5次，每次洗完用三层纱布过滤，得到新鲜甘薯渣，干燥后研磨制得甘薯粉。

第二步，预处理：取甘薯粉和0.2mol/L的氢氧化钠溶液，按重量份1∶10进行配比，并搅拌均匀，搅拌均匀后浸泡1h，制得氢氧化钠与甘薯粉的混合溶液；

第三步，酶解：

a、在混合溶液中加入磷酸缓冲液，调节混合溶液的pH值到4.5～5.0左右，

b、在将a得到混合溶液，在温度为60℃的条件下，向其中添加α-淀粉酶液，酶水解40min；灭酶；

c、在将b中用α-淀粉酶液酶水解过的混合溶液，在pH值为4.5～5.0，并且温度为60℃的条件下，向其中添加糖化酶液，水浴水解40min；灭酶；

d、将c中用糖化酶液水浴水解过的混合溶液中加入磷酸氢二钠缓冲液和NaOH，调节Ph至8，在温度为60℃的条件下，向其中添加胰蛋白酶液，水浴水解40min；灭酶；

e、在将d中用胰蛋白酶液水浴水解过的混合溶液，在沸水浴中进行水浴5min，灭活所有酶；

第四步，提取膳食纤维：

f、提取不溶性膳食纤维：将第三步中经过沸水浴的混合溶液在经过离心机的离心作用下，将得到相互分离的沉淀和上清液，得到的沉淀用95％乙醇溶液浸泡2min，在转移到抽滤机上抽滤，将得到固体和滤液；所得到的固体即为不溶性膳食纤维；

g、提取可溶性膳食纤维：将F中得到的上清液和滤液，经水浴蒸发大部分的水分，然后在加入95％乙醇溶液按4∶1的比例进行浸提，此时上清液和滤液中出现絮状沉淀，在将上清液和滤液经过离心机分离出絮状沉淀，所得到的絮状沉淀即为可溶性膳食纤维。

5.根据权利要求4所述的一种甘薯膳食纤维的提取方法，其特征在于：所述的胰蛋白酶液为固体粉末的胰蛋白酶与水按0.5～0.7mL/g的比例配制而成。

6.根据权利要求4所述的一种甘薯膳食纤维的提取方法，其特征在于：所述的糖化酶液为固体粉末的糖化酶与水按4.0～5.0mL/g的比例配制而成。

7.根据权利要求4所述的一种甘薯膳食纤维的提取方法，其特征在于：所述的α-淀粉酶液为固体粉末的α-淀粉酶与水按1.0～1.4mL/g的比例配制而成。

8.根据权利要求4所述的一种甘薯膳食纤维的提取方法，其特征在于：所述的甘薯粉也可以用甘薯淀粉生产企业产生的副产物甘薯渣代替。

9.根据权利要求5～7任一项所述的一种甘薯膳食纤维的提取方法，其特征在于：所述的胰蛋白酶液、糖化酶液、α-淀粉酶液要置于4℃的温度条件下保存。

10.根据权利要求4-7任一项所述的一种甘薯膳食纤维的提取方法，其特征在于：所述的糖化酶用量为5.0mL/g，α-淀粉酶用量1.4mL/g，胰蛋白酶用量0.5mL/g。

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