CN103976372A - 一种椪柑膳食纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于果蔬加工和柑橘综合利用技术领域，特别涉及一种椪柑膳食纤维的制备方法。本发明以椪柑皮渣为原料，经过热烫、干燥、粉碎、超声波辅助水(微波辅助水)浸提，调节pH、复合酶进行酶解、灭酶、离心，分别得到滤液和沉淀物，滤液经过浓缩、醇沉、醇洗、离心、真空干燥得到水溶性膳食纤维，沉淀物经过水洗、离心、真空干燥得到不溶性膳食纤维。本发明利用榨汁后的废弃椪柑皮渣为原料，实现了农副产品原料的精深加工，减少资源浪费。同时为椪柑副产品的综合利用提供了一条新途径。
Description
技术领域
本发明属于果蔬加工和柑橘综合利用技术领域，特别涉及一种椪柑膳食纤维的制备方法。
背景技术
椪柑是优良的宽皮柑橘品种，目前已成为湘西最主要的果树品种，栽培面积达65万亩以上，产量余50万吨。栽培业迅速发展的同时，我国的柑橘深加工却发展缓慢。以榨汁加工为例，加工后剩余皮渣是其主要副产物，其重量占果实重的30-40％，但我国柑橘皮渣综合利用率很低，不足10％，绝大部分被直接丢弃。近几年国内报道从柑橘皮提取橘油、果胶、橙皮苷、食用色素和制取橘皮饮料等利用途径，但这些利用途径具有产品单一，产业化水平低，原料利用率不高，二次污染严重等缺点。因此，柑橘加工副产物应作为原料分层次的合理综合利用，最大限度避免环境污染，是符合人类资源可持续高效发展的需要。以椪柑加工中副产物的皮渣为原料，采用先进实用的科学技术，充分利用和保存椪柑皮渣的功能性保健成分，制备高品质的椪柑皮渣膳食纤维，不仅实现了椪柑加工中的零废弃，资源得到了充分合理的利用，保护了生态环境，对优化柑橘产业结构，增加柑橘加工业的附加值具有十分重要的意义。
膳食纤维(dietary fiber,DF)是指不被胃和小肠消化吸收的非淀粉多糖及木质素一类高分子碳水化合物的总称。尽管膳食纤维不能为人体提供任何营养，但对人体具有重要的生理功能——膳食纤维具有预防心血管疾病、肥胖病、糖尿病、高血压、改善肠道内菌群功能、减少胃肠癌症发生、清除外源有害物质、抗氧化、清除自由基等生理效应，被称为继糖类、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质和水之后的“第七类营养素”。
按膳食纤维溶解性可分为水溶性纤维和不溶性纤维两大类。水溶性膳食纤维主要指细胞壁内的储存物质和分泌物，如果胶、部分半纤维素和植物胶等；不溶性膳食纤维主要指细胞壁的组成部分，如纤维素、部分半纤维素、木质素、壳聚糖和植物蜡等。
目前国内外提取膳食纤维的方法主要有化学提取法、酶提取法、化学-酶结合提取法、膜分离法和发酵法。对膳食纤维进行改性的方法有：生物技术方法(酶法和发酵法)、化学处理方法(主要有酸法、碱法)和物理方法(机械降解处理法)。这些方法都是单一、独立的，缺乏有效的结合，导致提取率低，产品活性低，或者工序过于复杂，不利于实现工业化。因此，急需一种可以高效提取高活性膳食纤维的方法，可以将提取与改性有效结合，得到符合人体需要的高活性膳食纤维产品。
超声波提取是应用超声波强化提取植物的有效成分，是一种物理破碎过程。超声波对物料主要产生独特的机械振动作用和空化作用效应。当超声波振动时能产生并传递强大的能量，引起物料质点以较大的速度和加速度进入振动状态，使物料结构发生变化，促使有效成分进入溶剂中；同时在液体中还会产生空化作用，即在有相当大的破坏应力的作用下，液体内形成空化泡的现象。公开号CN103122037A的专利公开了一种超声波提取枸杞多糖的方法，其经过超声波提取、过滤、醇沉、真空干燥得到提取率为7.03％的枸杞多糖；公开号CN102430041A的专利公开了超声波提取天冬总皂苷的方法，研究了超声波提取条件对天冬总皂苷得率和纯度的影响，经过浸泡、超声萃取、浓缩、脱脂后，获得提取率为3.371％、纯度为90.3％的产品；公开号CN102491880A的专利公开了从葡萄皮中提取白藜芦醇和色素的工艺，采用双溶剂与超声提取集成，经有机溶剂溶解、超声波提取、大孔树脂和硅胶柱层析进行分离纯化后，经真空干燥得到白藜芦醇和葡萄皮花色素粉末，其提取率分别为1.2％和22.9％，纯度均达到95％以上。
微波是频率介于300MHz和300GHz之间的电磁波，微波加热是通过被加热体内部偶极分子高频往复运动，产生“内摩擦热”而使被加热物料温度升高，不须任何热传导过程，就能使物料内外部同时加热，同时升温，加热速度快且均匀。由于微波具有穿透力强、选择性高、萃取效率高等特点，因而广泛应用于植物活性成分提取、食品干燥、灭菌等领域。公开号CN101475649A的专利公开了珊瑚菌多糖的提取工艺，原料经预处理后，进行微波提取、浓缩、醇沉、离心、干燥后获得的珊瑚菌多糖对小白鼠S-180、艾氏癌的抑制率为70％；公开号CN101475650A的专利公开了猴头多糖的提取工艺，采用微波提取法节省了提取时间，提高了效率，提取物具有免疫调节、抗肿瘤、抗衰老等作用。
目前国内对同时提取皮渣中水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的报道很少，尤其对椪柑膳食纤维的专利尚未有所报道。公开号CN102885318A的专利公开了一种甘薯膳食纤维的提取方法，采取α-淀粉酶、胰蛋白酶和糖化酶复合制备分离可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维，并研究了酶解条件对产品得率的影响，提取率分别为25.7％和55.9％；公开号CN103284152A的专利公开了一种从红豆杉中提取的膳食纤维、提取方法及用途，采用高压均质-酶结合法提取可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维，获得较高得率的红豆杉不溶性膳食纤维(80％-90％)，但其可溶性膳食纤维的含量较低(10％-13％)；公开号CN102871134A的专利公开了一种提取膳食纤维的方法，经电解水提取后，水浴加热、冷却后离心、浓缩、醇沉、干燥后得到豆粕可溶性、不溶性膳食纤维，含量分别为14.8％和53.7％；公开号CN103190632A的专利公开了一种可食用沙棘膳食纤维的制备方法，经超临界二氧化碳脱脂后的沙棘籽渣与水混合后，蛋白酶和纤维素酶复合酶解、真空浓缩、醇沉、喷雾干燥获得沙棘籽渣可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维，可溶性膳食纤维得率高于30％，不溶性膳食纤维得率达50％以上，而且不溶性膳食纤维具有较高的持水力和膨胀力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种椪柑膳食纤维的制备方法，同时得到两种高活性膳食纤维产品。
针对现有技术不足，本发明提供了一种椪柑膳食纤维的制备方法。
一种椪柑膳食纤维的制备方法，经过此方法得到可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维产品，具体步骤如下：
(1)原料的预处理：将待加工的椪柑皮渣用热水漂烫；其作用灭酶(PPO酶活性)，抑制酶促褐变。热烫后的椪柑皮渣干燥、粉碎，过筛备用；
(2)加水分散：将经步骤(1)粉碎后的椪柑皮渣加水分散，搅拌均匀；
(3)椪柑皮渣浸提：通过超声波辅助水浸提法或微波辅助水浸提法进行浸提；
超声波一种物理破碎过程，振动时能产生并传递强大的能量，引起物料质点以较大的速度和加速度进入振动状态，使物料结构发生变化，促使可溶性膳食纤维进入溶剂中；
微波处理使被加热物料温度升高，不须任何热传导过程，就能使物料内外部同时加热，同时升温，加热速度快且均匀，同时微波具有穿透力强、选择性高、萃取效率高等特点，可有效应用于可溶性膳食纤维的提取；
(4)复合酶进行酶解：将步骤(3)中所得浸提液用HCl溶液调节pH，依次加入纤维素酶、果胶裂解酶、β-葡聚糖酶进行酶解，得到酶解液。纤维素酶和果胶裂解酶的结合，促进果实皮层的细胞分解与脱落，降解细胞壁中的纤维素、半纤维素，使细胞壁膨胀、转化，使纤维素类物质降解，摧毁植物细胞壁，使细胞内容物溶出以释放内养分，同时有利于促进不溶性膳食纤维向可溶性膳食纤维的转化。β-葡聚糖酶能特异性的水解β-葡聚糖中的1,3-或1,4-等糖苷键，使之降解为低分子糖，破坏了植物细胞壁的结构，从而释放出营养物质。
(5)灭酶：将步骤(4)所得酶解液进行灭酶处理；
(6)离心处理：将步骤(5)所得灭酶后溶液通过离心分离工艺进行澄清，得到沉淀物和上清液；
(7)水洗处理：将经步骤(6)离心后所得沉淀物进行水洗处理，离心分离得到不溶性膳食纤维沉淀物；水洗多次提高不溶性膳食纤维的纯度。
(8)浓缩醇洗、醇沉、处理：将步骤(6)离心后所得上清液进行浓缩处理，得到浓缩液。所得浓缩液进行醇沉处理，离心分离得到醇沉沉淀物，再进行醇洗处理，离心分离得到可溶性膳食纤维沉淀物；
(9)真空干燥处理：将步骤(7)和步骤(8)所得不溶性膳食纤维沉淀物和可溶性膳食纤维沉淀物置于真空干燥箱中干燥，即得到不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维；
(10)保存加工：把经步骤(9)干燥所得的不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维粉碎成细粉后，装入铝箔包装袋内封口保存或进行产品加工。
所述步骤(1)中的椪柑皮渣为将洗净后的椪柑鲜果榨汁后得到的皮渣，其热烫温度为85℃～100℃，热烫时间为1min～3min。热烫后的椪柑皮渣沥水后，放入50℃～70℃电热恒温鼓风干燥箱中干燥24h～48h，干燥至含水质量分数为4％-7％，将其粉碎至60～80目，得到椪柑皮渣粉末。
所述步骤(2)中粉碎后的椪柑皮渣与水的混合比为1g：(3mL～5mL)。
所述步骤(3)中的超声辅助水浸提的浸提温度为40℃～80℃，固液比为1g：(10mL～25mL)，浸提时间为20min～60min，超声波功率为300W～500W，占空比为1：2，提取1～2次。
所述步骤(3)中的微波辅助水浸提的固液比1g：(10mL～25mL)，浸提时间为0.5min～10min，微波功率300W～700W，微波温度为50℃～90℃，提取1～2次。
所述纤维素酶的酶活定义为：1min从底物溶液中分解产生1μmol还原糖所需的酶量，即1个酶活单位，以U/mL表示；所述步骤(4)中纤维素酶的酶活为300U/mL～400U/mL；所述果胶裂解酶的酶活定义为：每分钟分解果胶，使235nm处消光值增加1.0的酶量，定义为1个酶活单位，以U/mL表示；所述步骤(4)中果胶裂解酶的酶活为400U/mL～500U/mL；所述β-葡聚糖酶的酶活定义为：1g固体酶粉或1mL酶液1min从浓度为5mg/mL的β-葡聚糖溶液中降解释放1μmol还原糖所需的酶量定义为1个酶活单位，以U/mL表示；所述步骤(4)中β-葡聚糖酶的酶活为5000U/mL～10000U/mL。
所述步骤(4)中用浓度为0.5mol/L的HCl溶液调节pH值至3.5～5.5，加入纤维素酶添加量为浸提液质量的1.0％～4.0％，置于50℃～70℃恒温水浴摇床中，转速为100r/min～120r/min，酶解时间为6h～10h；果胶裂解酶的添加量为浸提液质量的0.15％～0.30％，在30℃～60℃温度下搅拌酶解30min～80min；β-葡聚糖酶的添加量为浸提液质量的0.05％～0.20％，在30℃～60℃条件下搅拌酶解25min～60min。
所述步骤(5)中，将步骤(4)所得酶解液，在95℃灭酶2min，冷却至室温。
所述步骤(6)、步骤(7)和步骤(8)中离心转速分别为4000r/min～4200r/min，离心时间为20min～30min。
所述步骤(7)中，将步骤(6)离心后所得沉淀物水洗1～3次，固液比为1g：(5mL～10mL)，水洗温度为50℃～80℃，离心分离，得到不溶性膳食纤维沉淀物。
所述步骤(8)中，将步骤(6)离心后所得上清液在50℃～60℃，0.09MPa～0.1MPa的真空度下旋转蒸发浓缩至原体积的1/7～1/15，得到浓缩液。向所得浓缩液中添加3-7倍浓缩液体积的体积分数为55％～95％的乙醇进行醇沉，醇沉时间为4h～12h，醇沉温度为20℃～40℃，离心分离得到醇沉沉淀物。沉淀物进行醇洗处理，所用乙醇质量分数为55％～95％，醇洗次数为1～3次，醇洗温度为20℃～40℃，得到可溶性膳食纤维沉淀物。
所述步骤(9)中真空干燥的温度为40℃～60℃，真空度为0.6MPa～0.9MPa，干燥时间为2h～5h。
本发明的有益效果为：
(1)以椪柑加工生产中废弃的皮渣为原料，减少资源浪费；(2)采用既环保又较为简易、可行的方法制备椪柑膳食纤维，对生产操作和设备的要求不高；(3)超声波与酶解耦合的提取方法是利用超声波具有空化效应，机械效应和热效应，这些作用增大了介质分子的运动速度，提高介质的穿透能力，促进有效成分溶解及扩散，缩短提取时间，提高了水溶性膳食纤维的提取率，改变了膳食纤维的组成和结构，增强其吸附能力；微波与酶解耦合的提取方法加热速度快，物料的受热时间短，亦可在较低的温度条件下完成萃取操作，所以可有效保护膳食纤维的功能成分，具有节能、环保的特点。
附图说明
图1为本发明制备椪柑膳食纤维的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种椪柑膳食纤维的制备方法，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1
(1)原料的预处理：将洗净后的椪柑鲜果榨汁后得到的椪柑皮渣进行热烫处理，热烫温度为95℃，热烫时间为1.5min。热烫后所得椪柑皮渣，放入60℃电热恒温鼓风干燥箱中干燥36h，其含水质量分数为5％，将其粉碎至80目，得到预处理的椪柑皮渣粉末。
(2)加水分散：将经步骤(1)粉碎后的椪柑皮渣加水分散，固液比为1g：3mL，搅拌均匀，制成分散液；
(3)超声辅助水浸提：步骤(2)中分散液放置于超声浸提装置内，浸提温度为55℃，固液比为1g～15mL，浸提时间为30min，超声波功率为500W，占空比为1：2，提取2次，得到浸提液；
(4)复合酶进行酶解：向步骤(3)所得浸提液用浓度为0.5mol/L的HCl溶液调节pH值至5.0，依次加入纤维素酶、果胶裂解酶、β-葡聚糖酶进行酶解，得到酶解液；纤维素酶添加量为浸提液质量的2.0％，置于60℃恒温水浴摇床中，转速为120r/min，酶解时间为6h；果胶裂解酶的添加量为浸提液质量的0.20％，在40℃温度下搅拌酶解45min；β-葡聚糖酶的添加量为浸提液质量的0.10％，在35℃温度下搅拌酶解30min；
(5)灭酶：将步骤(4)中所得酶解液，在95℃灭酶2min，冷却至室温；
(6)离心处理：对步骤(5)中所得灭酶后的溶液进行离心，转速为4200r/min，时间为25min，得到沉淀物和上清液；
(7)水洗处理：将经步骤(6)离心后所得沉淀物水洗3次，固液比为1g：9mL，水洗温度为65℃，离心分离，得到不溶性膳食纤维沉淀物；
(8)浓缩、醇沉、醇洗处理：将经步骤(6)离心后所得上清液在60℃，0.09MPa的真空度下旋转蒸发浓缩至原体积的1/12，得到浓缩液。向所得浓缩液中添加4倍浓缩液体积的体积分数为95％的乙醇进行醇沉，醇沉温度为25℃，醇沉时间为8h，离心分离得到醇沉沉淀物。沉淀物进行醇洗处理，所用乙醇浓度为75％，醇洗次数为2次，醇洗温度为25℃，离心分离得到水溶性膳食纤维沉淀物；
(9)干燥处理：将步骤(7)和步骤(8)中所得沉淀物置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为50℃，真空度为0.9Mpa，干燥时间为3h，得到不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维；
(10)保存：把经步骤(9)干燥所得的不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维粉碎成细粉后，装入铝箔包装袋内封口保存或进行产品加工。
此条件下得到可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的提取率分别为25.94％和46.93％，纯度分别为91.22％和72.93％。可溶性膳食纤维的胆固醇吸附能力为29.72mg/g(pH＝2.0)、33.84mg/g(pH＝7.0)，胆酸钠吸附能力为498.32mg/g。不溶性膳食纤维的持水力为9.34g/g，持油力为7.21g/g，溶胀性为8.92mL/g。
实施例2
(1)原料的预处理：将洗净后的椪柑鲜果榨汁后得到的椪柑皮渣进行热烫处理，热烫温度为90℃，热烫时间为2min。热烫后所得椪柑皮渣，放入60℃电热恒温鼓风干燥箱中干燥36h，其含水质量分数为5％，将其粉碎至80目，得到预处理的椪柑皮渣粉末。
(2)加水分散：将经步骤(1)粉碎后的椪柑皮渣加水分散，固液比为1g：5mL，搅拌均匀，制成分散液；
(3)超声辅助水浸提：步骤(2)中分散液放置于超声浸提装置内，浸提温度为70℃，固液比为1g～25mL，浸提时间为40min，超声波功率为450W，占空比为1：2，提取2次，得到浸提液；
(4)复合酶进行酶解：向步骤(3)所得浸提液用浓度为0.5mol/L的HCl溶液调节pH值至4.5，依次加入纤维素酶、果胶裂解酶、β-葡聚糖酶进行酶解，得到酶解液；纤维素酶添加量为浸提液质量的4.0％，置于55℃恒温水浴摇床中，转速为120r/min，酶解时间为5h；果胶裂解酶的添加量为浸提液质量的0.30％，在50℃温度下搅拌酶解60min；β-葡聚糖酶的添加量为浸提液质量的0.15％，在45℃温度下搅拌酶解50min；
(5)灭酶：将步骤(4)中所得酶解液，在95℃灭酶2min，冷却至室温；
(6)离心处理：对步骤(5)中所得灭酶后的溶液进行离心，转速为4200r/min，时间为25min，得到沉淀物和上清液；
(7)水洗处理：将经步骤(6)离心后所得沉淀物水洗3次，固液比为1g：8mL，水洗温度为50℃，离心分离，得到不溶性膳食纤维沉淀物；
(8)浓缩、醇沉、醇洗处理：将经步骤(6)离心后所得上清液在50℃，0.09MPa的真空度下旋转蒸发浓缩至原体积的1/10，得到浓缩液。向所得浓缩液中添加4倍浓缩液体积的体积分数为95％的乙醇进行醇沉，醇沉温度为30℃，醇沉时间为10h，离心分离得到醇沉沉淀物。沉淀物进行醇洗处理，所用乙醇浓度为80％，醇洗次数为2次，醇洗温度为35℃，离心分离得到水溶性膳食纤维沉淀物；
(9)干燥处理：将步骤(7)和步骤(8)中所得沉淀物置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为60℃，真空度为0.9Mpa，干燥时间为2.5h，得到不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维；
(10)保存：把经步骤(9)干燥所得的不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维粉碎成细粉后，装入铝箔包装袋内封口保存或进行产品加工。
此条件下得到可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的提取率分别为26.72％和44.12％，纯度分别为92.01％和74.91％。可溶性膳食纤维的胆固醇吸附能力为30.21mg/g(pH＝2.0)、36.32mg/g(pH＝7.0)，胆酸钠吸附能力为502.12mg/g。不溶性膳食纤维的持水力为10.19g/g，持油力为6.98g/g，溶胀性为8.91mL/g。
实施例3
(1)原料的预处理：将洗净后的椪柑鲜果榨汁后得到的椪柑皮渣进行热烫处理，热烫温度为85℃，热烫时间为3min。热烫后所得椪柑皮渣，放入60℃电热恒温鼓风干燥箱中干燥36h，其含水质量分数为5％，将其粉碎至80目，得到预处理的椪柑皮渣粉末。
(2)加水分散：将经步骤(1)粉碎后的椪柑皮渣加水分散，固液比为1g：4mL，搅拌均匀，制成分散液；
(3)微波辅助水浸提：步骤(2)中分散液放置于微波浸提装置内，浸提温度为80℃，固液比为1g～15mL，浸提时间为8min，微波功率为650W，提取2次，得到浸提液；
(4)复合酶进行酶解：向步骤(3)所得浸提液用浓度为0.5mol/L的HCl溶液调节pH值至4.0，依次加入纤维素酶、果胶裂解酶、β-葡聚糖酶进行酶解，得到酶解液；纤维素酶添加量为浸提液质量的3.0％，置于50℃恒温水浴摇床中，转速为120r/min，酶解时间为8h；果胶裂解酶的添加量为浸提液质量的0.25％，在45℃温度下搅拌酶解50min；β-葡聚糖酶的添加量为浸提液质量的0.20％，在30℃温度下搅拌酶解60min；
(5)灭酶：将步骤(4)中所得酶解液，在95℃灭酶2min，冷却至室温；
(6)离心处理：对步骤(5)中所得灭酶后的溶液进行离心，转速为4200r/min，时间为25min，得到沉淀物和上清液；
(7)水洗处理：将经步骤(6)离心后所得沉淀物水洗2次，固液比为1g：6mL，水洗温度为70℃，离心分离，得到不溶性膳食纤维沉淀物；
(8)浓缩、醇沉、醇洗处理：将经步骤(6)离心后所得上清液在55℃，0.09MPa的真空度下旋转蒸发浓缩至原体积的1/8，得到浓缩液。向所得浓缩液中添加7倍浓缩液体积的体积分数为95％的乙醇进行醇沉，醇沉温度为25℃，醇沉时间为5h，离心分离得到醇沉沉淀物。沉淀物进行醇洗处理，所用乙醇浓度为85％，醇洗次数为3次，醇洗温度为30℃，离心分离得到水溶性膳食纤维沉淀物；
(9)干燥处理：将步骤(7)和步骤(8)中所得沉淀物置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为50℃，真空度为0.9Mpa，干燥时间为5h，得到不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维；
(10)保存：把经步骤(9)干燥所得的不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维粉碎成细粉后，装入铝箔包装袋内封口保存或进行产品加工。
此条件下得到可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的提取率分别为25.11％和45.93％，纯度分别为90.32％和73.72％。可溶性膳食纤维的胆固醇吸附能力为28.37mg/g(pH＝2.0)、34.23mg/g(pH＝7.0)，胆酸钠吸附能力为487.53mg/g。不溶性膳食纤维的持水力为9.32g/g，持油力为5.93g/g，溶胀性为9.03mL/g。
实施例4
(1)原料的预处理：将洗净后的椪柑鲜果榨汁后得到的椪柑皮渣进行热烫处理，热烫温度为95℃，热烫时间为1min。热烫后所得椪柑皮渣，放入60℃电热恒温鼓风干燥箱中干燥36h，其含水质量分数为5％，将其粉碎至80目，得到预处理的椪柑皮渣粉末。
(2)加水分散：将经步骤(1)粉碎后的椪柑皮渣加水分散，固液比为1g：4.5mL，搅拌均匀，制成分散液；
(3)微波辅助水浸提：步骤(2)中分散液放置于微波浸提装置内，浸提温度为70℃，固液比为1g～20mL，浸提时间为9min，微波功率为700W，提取2次，得到浸提液；
(4)复合酶进行酶解：向步骤(3)所得浸提液用浓度为0.5mol/L的HCl溶液调节pH值至6.0，依次加入纤维素酶、果胶裂解酶、β-葡聚糖酶进行酶解，得到酶解液；纤维素酶添加量为浸提液质量的3.5％，置于60℃恒温水浴摇床中，转速为120r/min，酶解时间为6h；果胶裂解酶的添加量为浸提液质量的0.15％，在40℃温度下搅拌酶解60min；β-葡聚糖酶的添加量为浸提液质量的0.10％，在50℃温度下搅拌酶解30min；
(5)灭酶：将步骤(4)中所得酶解液，在95℃灭酶2min，冷却至室温；
(6)离心处理：对步骤(5)中所得灭酶后的溶液进行离心，转速为4200r/min，时间为25min，得到沉淀物和上清液；
(7)水洗处理：将经步骤(6)离心后所得沉淀物水洗3次，固液比为1g：10mL，水洗温度为50℃，离心分离，得到不溶性膳食纤维沉淀物；
(8)浓缩、醇沉、醇洗处理：将经步骤(6)离心后所得上清液在60℃，0.09MPa的真空度下旋转蒸发浓缩至原体积的1/13，得到浓缩液。向所得浓缩液中添加5倍浓缩液体积的体积分数为90％的乙醇进行醇沉，醇沉温度为40℃，醇沉时间为7h，离心分离得到醇沉沉淀物。沉淀物进行醇洗处理，所用乙醇浓度为75％，醇洗次数为2次，醇洗温度为35℃，离心分离得到水溶性膳食纤维沉淀物；
(9)干燥处理：将步骤(7)和步骤(8)中所得沉淀物置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为60℃，真空度为0.9Mpa，干燥时间为4h，得到不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维；
(10)保存：把经步骤(9)干燥所得的不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维粉碎成细粉后，装入铝箔包装袋内封口保存或进行产品加工。
此条件下得到可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维的提取率分别为27.32％和43.35％，纯度分别为92.81％和72.93％。可溶性膳食纤维的胆固醇吸附能力为30.31mg/g(pH＝2.0)、36.92mg/g(pH＝7.0)，胆酸钠吸附能力为498.46mg/g。不溶性膳食纤维的持水力为11.82g/g，持油力为6.83g/g，溶胀性为10.52mL/g。
Claims (12)
1.一种椪柑膳食纤维的制备方法，其特征在于，经过此方法得到可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维产品，具体步骤如下：
(1)原料的预处理：将待加工的椪柑皮渣用热水漂烫，热烫后的椪柑皮渣干燥、粉碎，过筛备用；
(2)加水分散：将经步骤(1)粉碎后的椪柑皮渣加水分散，搅拌均匀；
(3)椪柑皮渣浸提：通过超声波辅助水浸提法或微波辅助水浸提法进行浸提；
(4)复合酶进行酶解：将步骤(3)中所得浸提液用HCl溶液调节pH，依次加入纤维素酶、果胶裂解酶、β-葡聚糖酶进行酶解，得到酶解液；
(5)灭酶：将步骤(4)所得酶解液进行灭酶处理；
(6)离心处理：将步骤(5)所得灭酶后溶液通过离心分离工艺进行澄清，得到沉淀物和上清液；
(7)水洗处理：将经步骤(6)离心后所得沉淀物进行水洗处理，离心分离得到不溶性膳食纤维沉淀物；
(8)浓缩、醇沉、醇洗处理：将步骤(6)离心后所得上清液进行浓缩处理，得到浓缩液；所得浓缩液进行醇沉处理，离心分离得到醇沉沉淀物，再进行醇洗处理，离心分离得到可溶性膳食纤维沉淀物；
(9)真空干燥处理：将步骤(7)和步骤(8)所得不溶性膳食纤维沉淀物和可溶性膳食纤维沉淀物置于真空干燥箱中干燥，即得到不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维；
(10)保存加工：把经步骤(9)干燥所得的不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维粉碎成细粉后，装入铝箔包装袋内封口保存或进行产品加工。
2.根据权利要求1所述的一种椪柑膳食纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的椪柑皮渣为将洗净后的椪柑鲜果榨汁后得到的皮渣，其热烫温度为85℃～100℃，热烫时间为1min～3min；热烫后的椪柑皮渣沥水后，放入50℃～70℃电热恒温鼓风干燥箱中干燥24h～48h，干燥至含水质量分数为4％-7％，将其粉碎至60～80目，得到椪柑皮渣粉末。
3.根据权利要求1所述的一种椪柑膳食纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中粉碎后的椪柑皮渣与水的混合比为1g：(3mL～5mL)。
4.根据权利要求1所述的一种椪柑膳食纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的超声辅助水浸提的浸提温度为40℃～80℃，固液比为1g：(10mL～25mL)，浸提时间为20min～60min，超声波功率为300W～500W，占空比为1：2，提取1～2次。
5.根据权利要求1所述的一种椪柑膳食纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的微波辅助水浸提的固液比1g：(10mL～25mL)，浸提时间为0.5min～10min，微波功率300W～700W，微波温度为50℃～90℃，提取1～2次。
6.根据权利要求1所述的一种椪柑膳食纤维的制备方法，其特征在于，所述纤维素酶的酶活定义为：1min从底物溶液中分解产生1μmol还原糖所需的酶量，即1个酶活单位，以U/mL表示；所述步骤(4)中纤维素酶的酶活为300U/mL～400U/mL；所述果胶裂解酶的酶活定义为：每分钟分解果胶，使235nm处消光值增加1.0的酶量，定义为1个酶活单位，以U/mL表示；所述步骤(4)中果胶裂解酶的酶活为400U/mL～500U/mL；所述β-葡聚糖酶的酶活定义为：1g固体酶粉或1mL酶液1min从浓度为5mg/mL的β-葡聚糖溶液中降解释放1μmol还原糖所需的酶量定义为1个酶活单位，以U/mL表示；所述步骤(4)中β-葡聚糖酶的酶活为5000U/mL～10000U/mL。
7.根据权利要求1所述的一种椪柑膳食纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中用浓度为0.5mol/L的HCl溶液调节pH值至3.5～5.5，加入纤维素酶添加量为浸提液质量的1.0％～4.0％，置于50℃～70℃恒温水浴摇床中，转速为100r/min～120r/min，酶解时间为6h～10h；果胶裂解酶的添加量为浸提液质量的0.15％～0.30％，在30℃～60℃温度下搅拌酶解30min～80min；β-葡聚糖酶的添加量为浸提液质量的0.05％～0.20％，在30℃～60℃条件下搅拌酶解25min～60min。
8.根据权利要求1所述的一种椪柑膳食纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，将步骤(4)所得酶解液，在95℃灭酶2min，冷却至室温。
9.根据权利要求1所述的一种椪柑膳食纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)、步骤(7)和步骤(8)中离心转速分别为4000r/min～4200r/min，离心时间为20min～30min。
10.根据权利要求1所述的一种椪柑膳食纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中，将步骤(6)离心后所得沉淀物水洗1～3次，固液比为1g：(5mL～10mL)，水洗温度为50℃～80℃，离心分离，得到不溶性膳食纤维沉淀物。
11.根据权利要求1所述的一种椪柑膳食纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(8)中，将步骤(6)离心后所得上清液在50℃～60℃，0.09MPa～0.1MPa的真空度下旋转蒸发浓缩至原体积的1/7～1/15，得到浓缩液；向所得浓缩液中添加3-7倍浓缩液体积的体积分数为55％～95％的乙醇进行醇沉，醇沉时间为4h～12h，醇沉温度为20℃～40℃，离心分离得到醇沉沉淀物；沉淀物进行醇洗处理，所用乙醇质量分数为55％～95％，醇洗次数为1～3次，醇洗温度为20℃～40℃，得到可溶性膳食纤维沉淀物。
12.根据权利要求1所述的一种椪柑膳食纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(9)中真空干燥的温度为40℃～60℃，真空度为0.6MPa～0.9MPa，干燥时间为2h～5h。
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