CN107874265A - 一种提取苹果渣膳食纤维的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供提取苹果渣膳食纤维的方法，包括：1)将苹果渣放入容器内；2)按照料液比1：30～1：10g/mL，将磷酸缓冲溶液加入到所述容器内；3)将重量百分比为10％～30％的混合酶加入到所述容器内，所述混合酶为蛋白酶和淀粉酶的混合，蛋白酶与淀粉酶的比例为1：1～1：3；4)将所述容器放入恒温水浴锅中进行酶解，温度为40～50℃，酶解时间为0.5～1.5h；5)将酶解液取出后灭酶、冷却；6)将酶解液常温状态下离心8～12min，收集沉淀物；7)烘干，制得苹果渣膳食纤维。本发明使用酶法提取苹果渣膳食纤维，提取效率高，提取时间短，反应条件温和，对营养物质的破坏小，保证提取物的纯度。
Description
技术领域
本发明涉及一种提取苹果渣膳食纤维的方法。
背景技术
2015年我国苹果年产量达到4261.3万t，随着苹果产量的不断增加，苹果浓缩汁的生产也日益壮大，有关资料显示，加工1000t苹果大约能够产生300t鲜果渣。这些果渣绝大部分被当作动物饲料、肥料、燃料或者直接废弃为垃圾，不恰当的处理不仅会造成资源浪费，而且很容易引起环境污染。目前已有研究表明，苹果渣中含有丰富的营养物质，尤其是其中的膳食纤维含量相当高，可以将其作为一种良好的膳食纤维来源。
膳食纤维作为一种重要的功能性成分，被称为“第七大营养素”。研究表明，膳食纤维能够降低冠心病、高血脂、糖尿病和肥胖的风险，还能预防多种癌症。根据膳食纤维的水溶性，可分为可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维，它们在机体内发挥不同的功能作用。膳食纤维广泛存在于农作物中，包括蔬菜、水果和谷物，尤其是他们的加工副产物中。因此，通过特定的处理方法和技术手段提取苹果渣膳食纤维具有十分重要的理论意义和经济价值。
目前，膳食纤维的提取方法主要有物理法、化学法和生物法。前人通过挤压技术、超高压技术、超微粉碎技术、酸碱处理、酶解、发酵等方法提取多种农作物副产物中的膳食纤维。然而，在目前这些提取方法中，还存在几个比较突出的问题，物理方法往往需要购置特殊的仪器设备，化学方法效果较差且存在试剂残留，会造成环境污染，因此仍需建立新的提取方法。
发明内容
针对所提到的问题，本发明提供了一种提取苹果渣膳食纤维的方法，包括：
1)将苹果渣放入容器内；
2)按照料液比1：30～1：10g/mL，将磷酸缓冲溶液加入到所述容器内；
3)将重量百分比为10％～30％的混合酶加入到所述容器内，所述混合酶为蛋白酶和淀粉酶的混合，蛋白酶与淀粉酶的比例为1：1～1：3；
4)将所述容器放入恒温水浴锅中进行酶解，温度为40～50℃，酶解时间为0.5～1.5h；
5)将酶解液取出后灭酶、冷却；
6)将酶解液常温状态下离心8～12min，收集沉淀物；
7)烘干，制得苹果渣膳食纤维。
优选方案是：步骤2中料液比为1：20。
优选方案是：步骤3中将重量百分比为30％的混合酶加入到所述容器内。
优选方案是：所述蛋白酶与淀粉酶的比例为1：1.2。
优选方案是：步骤4中，温度为45℃。
优选方案是：步骤4中，酶解时间为65min。
优选方案是：步骤6中，所述酶解液离心转速为1000rpm。
优选方案是：所述磷酸缓冲溶液pH为6～7。
优选方案是：所述容器为锥形瓶。
优选方案是：步骤7中烘干后，还包括成型步骤，其中，所述成型步骤为：将烘干后的苹果渣放入真空挤压机内，入料时按入料质量的5～8％添加水分，控制挤压温度在120～135℃，末端挤压温度在125～140℃，挤压腔压力为0.5MPa～1MPa。
本发明的有益效果如下：
1)本发明使用酶法提取苹果渣膳食纤维，提取效率高，提取时间短，反应条件温和，对营养物质的破坏小，保证提取物的纯度；
2)本发明中所使用的方法可将膳食纤维的产率提高到93.98％，大大提高了膳食纤维的产率；
3)提取过程中使用食品级酶价格低廉，可以降低生产成本。
附图说明
图1为混合酶用量对膳食纤维产率的影响示意图；
图2为料液比对膳食纤维产率的影响示意图；
图3为处理时间对膳食纤维产率的影响示意图；
图4为混合酶比例对膳食纤维产率的影响示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本发明提供了一种提取苹果渣膳食纤维的方法，包括：
1)将苹果渣放入容器内；
2)按照料液比1：30～1：10g/mL，将磷酸缓冲溶液加入到所述容器内；
3)将重量百分比为10％～30％的混合酶加入到所述容器内，所述混合酶为蛋白酶和淀粉酶的混合，蛋白酶与淀粉酶的比例为1：1～1：3；
4)将所述容器放入恒温水浴锅中进行酶解，温度为40～50℃，酶解时间为0.5～1.5h；
5)将酶解液取出后灭酶、冷却；
6)将酶解液常温状态下离心8～12min，收集沉淀物；
7)烘干，制得苹果渣膳食纤维。
优选方案是：步骤2中料液比为1：20。
优选方案是：步骤3中将重量百分比为30％的混合酶加入到所述容器内。
优选方案是：所述蛋白酶与淀粉酶的比例为1：1.2。
优选方案是：步骤4中，温度为45℃。
优选方案是：步骤4中，酶解时间为65min。
优选方案是：步骤6中，所述酶解液离心转速为1000rpm。
优选方案是：所述磷酸缓冲溶液pH为6～7。
优选方案是：所述容器为锥形瓶。
优选方案是：步骤7中烘干后，还包括成型步骤，其中，
所述成型步骤为：将干燥后的苹果渣放入真空挤压机内，入料时按入料质量的5～8％添加水分，控制挤压温度在120～135℃，末端挤压温度在125～140℃，挤压腔压力为0.5MPa～1MPa。
如图1所示，随着混合酶用量的增加，能够将淀粉和蛋白质迅速降解，膳食纤维的产率提高，用量达到20％时产率最高；之后继续增加混合酶，提高了膳食纤维纯度，以致产率下降，所以混合酶用量以20％为宜。
如图2所示，当料液比从1：10g/mL下降到1：20g/mL时，膳食纤维产率明显升高，此后，料液比继续下降，产率也开始降低。当膳食纤维含量一定时，溶剂用量的增加可以使苹果渣更加充分溶解，使膳食纤维更充分地溶出，但溶剂用量过高不利于甚至会阻碍膳食纤维的溶出，从而导致产率下降。
如图3所示，随着处理时间的延长，膳食纤维的产率先增加后减少，在1h时产率最高。这是由于蛋白质和淀粉通过与混合酶接触发生降解需要一定的时间，所以在一定时间范围内DF产率升高，但是时间继续延长，会导致膳食纤维的降解，从而使其产率下降。
如图4所示，随着淀粉酶含量的增加，膳食纤维的产率呈现先增加后减少，然后趋于平缓，在混合酶比例为1：2时，膳食纤维产率达到最大，所以蛋白酶：淀粉酶比例选为1：2为佳。
在单因素试验的结果上，以A混合酶用量(％)、B料液比(g/mL)、C处理时间(h)、D混合酶比例为因素，以苹果渣DF产率(％)为响应值，进行Box-Behnken试验。
响应面结果如下：
DF提取工艺优化试验设计及试验结果
应用Design Expert进行回归拟合分析，可得到提取条件与DF产率的二次多项式，模型为：
Y＝58.18+0.50A+1.10B+31.95C-5.36D-0.01AB-0.04AC+0.05AD-0.14BC+0.20BD+2.10CD-1.47e-003A2-0.02B2-13.43C2-1.12D2。
式中，Y为DF产率(％)，A、B、C、D分别代表混合酶用量、料液比、反应时间和混合酶比例。
NS：无显著性作用，P>0.05；*：显著，P<0.05；**：极显著，P<0.01
由二次回归分析模型方差分析结果可知，回归模型p<0.0001，说明回归模型极显著，失拟项p＝0.6093，失拟项不显著，R2和Adj R2分别为0.8357和0.6714，说明预测值和实测值之间具较好的相关性，回归模型与实际情况拟合性好，可以用这个模型来分析和预测混合酶法提取苹果渣膳食纤维。
结果表明，膳食纤维的最佳提取条件为混合酶用量30％，料液比1：20g/mL，反应时间1.13h，混合酶比例为1.2：1。考虑到实际操作，将最有条件调整为混合酶用量30％，料液比1：20g/mL，反应时间65min，混合酶比例为1：1.2。利用此条件进行验证试验，理论预测膳食纤维产率为94.32％，验证试验结果表明，膳食纤维实际产率为93.98％，与预测值没有显著性差异，证实了拟合的响应面模型具有良好的预测性，可以用来预测提取过程。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种提取苹果渣膳食纤维的方法，其特征在于，包括：
1)将苹果渣放入容器内；
2)按照料液比1：30～1：10g/mL，将磷酸缓冲溶液加入到所述容器内；
3)将重量百分比为10％～30％的混合酶加入到所述容器内，所述混合酶为蛋白酶和淀粉酶的混合，蛋白酶与淀粉酶的比例为1：1～1：3；
4)将所述容器放入恒温水浴锅中进行酶解，温度为40～50℃，酶解时间为0.5～1.5h；
5)将酶解液取出后灭酶、冷却；
6)将酶解液常温状态下离心8～12min，收集沉淀物；
7)烘干，制得苹果渣膳食纤维。
2.根据权利要求1所述的提取苹果渣膳食纤维的方法，其特征在于，步骤2中料液比为1：20。
3.根据权利要求1所述的提取苹果渣膳食纤维的方法，其特征在于，步骤3中将重量百分比为30％的混合酶加入到所述容器内。
4.根据权利要求1所述的提取苹果渣膳食纤维的方法，其特征在于，所述蛋白酶与淀粉酶的比例为1：1.2。
5.根据权利要求1所述的提取苹果渣膳食纤维的方法，其特征在于，步骤4中，温度为45℃。
6.根据权利要求1所述的提取苹果渣膳食纤维的方法，其特征在于，步骤4中，酶解时间为65min。
7.根据权利要求1所述的提取苹果渣膳食纤维的方法，其特征在于，步骤6中，所述酶解液离心转速为1000rpm。
8.根据权利要求1所述的提取苹果渣膳食纤维的方法，其特征在于，所述磷酸缓冲溶液pH为6～7。
9.根据权利要求1所述的提取苹果渣膳食纤维的方法，其特征在于，所述容器为锥形瓶。
10.根据权利要求1所述的提取苹果渣膳食纤维的方法，其特征在于，步骤7中烘干后，还包括成型步骤，所述成型步骤为：将干燥后的苹果渣放入真空挤压机内，入料时按入料质量的5～8％添加水分，控制挤压温度在120～135℃，末端挤压温度在125～140℃，挤压腔压力为0.5MPa～1MPa。
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