CN109007858A - 一种水稻中sdf的提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于SDF提取工艺技术领域，特别涉及一种水稻中SDF的提取方法。称取水稻样品，加入蒸馏水，混匀并放入微波中加热20min，调节pH值后依次加入耐高温α‑淀粉酶、中性蛋白酶、葡萄糖苷酶，且每加入一种酶均进行水浴加热，最后过滤、浓缩后乙醇溶液醇沉过夜，干燥后得提取物SDF。本发明使用微波‑酶法提取SDF，适用于水稻的茎、叶片、籽粒、壳等部位，适用性广。

Description

一种水稻中SDF的提取方法

技术领域

本发明属于SDF提取工艺技术领域，特别涉及一种水稻中SDF的提取方法。

背景技术

水稻生长过程涉及乳熟前期、乳熟中期、乳熟后期、蜡熟期和成熟期等阶段。乳熟是农作物成熟过程的一个阶段，谷物经灌浆，营养物质逐渐积累，乳熟期的谷粒逐渐***谷壳呈绿色。蜡熟期，水稻籽粒内部成熟到一定程度，籽粒基本***，谷壳逐渐发黄但仍有浅绿色。在整个变化过程中水稻的不同部分是营养成分发生了巨大的变化，会有膳食纤维不同程度的积累。

膳食纤维(DietaryFiber)作为人类第七种营养素，可有效地提升膳食质量，对当前饮食结构改善有较好的促进作用，因而受到了广泛的关注。膳食纤维按照其水溶性特点不同，可以分为水溶性膳食纤维(Soluble dietary fiber，SDF)和水不溶性膳食纤维(Insoluble dietary fiber，IDF)两大类。不溶性膳食纤维分为木质素，纤维素和半纤维素，主要来源于全谷物粮食类，包括麦类、米类及豆类等谷物，以及蔬菜和水果等果蔬类。水溶性膳食纤维分为果胶、β-葡聚糖、半乳甘露糖胶和大量不易消化的低聚糖类，也包括菊糖，主要来源于果胶、海藻、魔芋等，另外谷物植株中也含有。每个类别的膳食纤维都有不同的生理功效，例如，水不溶性膳食纤维与水吸收和肠调节有关，而水溶性膳食纤维与血液中胆固醇有关。国内外对于水溶性膳食纤维研究较为广泛，但是对于水稻中的水溶性膳食纤维涉及较少，而且水稻中各种副产物如叶片、茎、壳等大部分都用作焚烧，这无疑是一种浪费和破坏环境，若能将水稻中的水溶性膳食纤维加工成副产物进行合理利用，有利于水稻增值，创造经济效益。为此，本发明研究了一种水稻中SDF的提取方法。

发明内容

本发明使用微波-酶法提取SDF，适用于水稻的茎、叶片、籽粒、壳等部位，适用性广。

本发明提供了一种水稻中SDF的提取方法，包括以下步骤：

S1，称取水稻样品，加入蒸馏水，混匀并放入微波中加热20min，然后调节pH值至6.0，再加入耐高温α-淀粉酶并使之质量浓度为0.1％-0.5％，97℃水浴加热10-50min，自然冷却至室温后得水解混合液；

S2，将S1中水解混合液调节pH值至7.0，加入中性蛋白酶并使之质量浓度为0.2％，60℃水浴加热30min，自然冷却至室温后调节pH值至4.5，再加入葡萄糖苷酶并使之质量浓度为0.2％，60℃水浴加热30min，得酶解混合液；

S3，S3，将S2中酶解混合液灭酶处理，过滤并保留滤液，70℃下浓缩至滤液体积的三分之一，得浓缩液，用相当于浓缩液4倍体积的乙醇溶液醇沉过夜，离心，将沉淀干燥得SDF。

优选的，S1中的水稻样品为水稻中茎、叶片、籽粒、壳中的其中一种。

优选的，S1中水稻样品和蒸馏水用量的料液比为1:15-35g/mL。

优选的，S1中微波加热的功率为350-550W。

优选的，S3中离心条件为：3500r/min、离心20min。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明使用微波-酶法提取SDF，适用于水稻的茎、叶片、籽粒、壳等部位，适用性广，该方法测得的鲜食水稻壳的提取率为11.25％，提取效率高，为鲜食水稻水溶性膳食纤维的性质测定和副产品的开发利用提供参考价值。

附图说明

图1为本发明实施例1中不同料液比对提取SDF的影响图；

图2为本发明实施例2中不同耐高温α-淀粉酶用量对提取SDF的影响图；

图3为本发明实施例3中不同耐高温α-淀粉酶酶解时间对提取SDF的影响图；

图4为本发明实施例4中不同微波功率对提取SDF的影响图；

图5为本发明实施例5中水稻叶片不同时期SDF含量变化图；

图6为本发明实施例5中水稻茎不同时期SDF含量变化图；

图7为本发明实施例5中水稻壳不同时期SDF含量变化图；

图8为本发明实施例5中水稻米粒不同时期SDF含量变化图。

具体实施方式

下面结合附图1-8对本发明的几个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

实施例1

一种水稻中SDF的提取方法，包括以下步骤：

S1，称取鲜食水稻茎样品，加入蒸馏水，水稻样品和蒸馏水用量的料液比为1:30g/mL，混匀并放入微波中加热20min，微波加热的功率为450W，然后调节pH值至6.0，再加入耐高温α-淀粉酶并使之质量浓度为0.2％，97℃水浴加热10min，自然冷却至室温后得水解混合液；

S2，将S1中水解混合液调节pH值至7.0，加入中性蛋白酶并使之质量浓度为0.2％，60℃水浴加热30min，自然冷却至室温后调节pH值至4.5，再加入葡萄糖苷酶并使之质量浓度为0.2％，60℃水浴加热30min，得酶解混合液；

S3，将S2中酶解混合液灭酶处理，过滤并保留滤液，采用旋转蒸发仪在70℃下浓缩至滤液体积的三分之一，得浓缩液，用相当于浓缩液4倍体积的95％的乙醇醇沉过夜(时间为12-16h)，3500r/min条件下离心20min，将沉淀干燥得SDF。

为探讨最佳料液比，以水稻样品和蒸馏水用量的料液比为单因素变量，另外设置料液比分别为1:15g/mL、1:20g/mL、1:25g/mL、1:35g/mL的试验组，提取的SDF结果如图1：随着液料比的增加SDF的提取含量曲线是先增加后平缓下降的，在料液比为1:25g/mL时水稻的SDF提取率高达11.1％，原因是随着料液比的增加物料与水的接触面积增加，水稻样品中的SDF充分溶解，得到的SDF提取率最大，而当料液比过大时则会使纤维素遭到破坏。因此料液比1:25g/mL为最佳。

实施例2

一种水稻中SDF的提取方法，包括以下步骤：

S1，称取鲜食水稻茎样品，加入蒸馏水，水稻样品和蒸馏水用量的料液比为1:30g/mL，混匀并放入微波中加热20min，微波加热的功率为450W，然后调节pH值至6.0，再加入耐高温α-淀粉酶并使之质量浓度为0.2％，97℃水浴加热20min，自然冷却至室温后得水解混合液；

S2，将S1中水解混合液调节pH值至7.0，加入中性蛋白酶并使之质量浓度为0.2％，60℃水浴加热30min，自然冷却至室温后调节pH值至4.5，再加入葡萄糖苷酶并使之质量浓度为0.2％，60℃水浴加热30min，得酶解混合液；

S3，将S2中酶解混合液灭酶处理，过滤并保留滤液，采用旋转蒸发仪在70℃下浓缩至滤液体积的三分之一，得浓缩液，用相当于浓缩液4倍体积的95％的乙醇醇沉过夜，3500r/min条件下离心20min，将沉淀干燥得SDF。

为探讨耐高温α-淀粉酶最佳用量，以耐高温α-淀粉酶用量为单因素变量，另外设置浓度比分别为0.1％、0.3％、0.4％、0.5％的试验组，提取的SDF结果如图2：随着耐高温α-淀粉酶用量的增加，SDF的提取率呈先上升后呈平缓下降的趋势，当α-淀粉酶用量为0.3％时，SDF的提取率达到最大值11.0％，原因是酶用量不足时淀粉水解不完全，用量过高时膳食纤维中容易水解出半纤维素等活性物质，造成SDF提取率的下降。因此，耐高温α-淀粉酶最佳用量为0.3％。

实施例3

一种水稻中SDF的提取方法，包括以下步骤：

S1，称取鲜食水稻茎样品，加入蒸馏水，水稻样品和蒸馏水用量的料液比为1:30g/mL，混匀并放入微波中加热20min，微波加热的功率为400W，然后调节pH值至6.0，再加入耐高温α-淀粉酶并使之质量浓度为0.2％，97℃水浴加热10min，自然冷却至室温后得水解混合液；

S2，将S1中水解混合液调节pH值至7.0，加入中性蛋白酶并使之质量浓度为0.2％，60℃水浴加热30min，自然冷却至室温后调节pH值至4.5，再加入葡萄糖苷酶并使之质量浓度为0.2％，60℃水浴加热30min，得酶解混合液；

S3，将S2中酶解混合液灭酶处理，过滤并保留滤液，采用旋转蒸发仪在70℃下浓缩至滤液体积的三分之一，得浓缩液，用相当于浓缩液4倍体积的95％的乙醇醇沉过夜，3500r/min条件下离心20min，将沉淀干燥得SDF。

为探讨耐高温α-淀粉酶最佳酶解时间，以耐高温α-淀粉酶酶解时间为单因素变量，另外设置酶解时间分别为20min、30min、40min、50min的试验组，提取的SDF结果如图3：随着酶解时间的延长，膳食纤维的提取率先增加后下降，当酶解时间为30min时，SDF的提取率达到最大值为10.9％。因此酶解时间最佳为30min。

实施例4

一种水稻中SDF的提取方法，包括以下步骤：

S1，称取鲜食水稻茎样品，加入蒸馏水，水稻样品和蒸馏水用量的料液比为1:30g/mL，混匀并放入微波中加热20min，微波加热的功率为350W，然后调节pH值至6.0，再加入耐高温α-淀粉酶并使之质量浓度为0.2％，97℃水浴加热10min，自然冷却至室温后得水解混合液；

S2，将S1中水解混合液调节pH值至7.0，加入中性蛋白酶并使之质量浓度为0.2％，60℃水浴加热30min，自然冷却至室温后调节pH值至4.5，再加入葡萄糖苷酶并使之质量浓度为0.2％，60℃水浴加热30min，得酶解混合液；

S3，将S2中酶解混合液灭酶处理，过滤并保留滤液，采用旋转蒸发仪在70℃下浓缩至滤液体积的三分之一，得浓缩液，用相当于浓缩液4倍体积的95％的乙醇醇沉过夜，3500r/min条件下离心20min，将沉淀干燥得SDF。

为探讨最佳微波功率，以微波功率为单因素变量，另外设置微波功率分别为400W、450W、500W、550W的试验组，提取的SDF结果如图4：随着微波功率的延长，SDF的提取率先增加后下降，当微波功率为450W时，SDF的提取率达到最大值为11.0％，当微波功率超过450W后，提取率逐渐下降，可因为微波功率高温度升高破坏和水稻壳中SDF结构，使得其中一部分SDF分解为小分子物质，提取率降低。因此微波功率450W最佳。

实施例5

为验证本发明中提取SDF方法的适用范围，以实施例1-4得出的优化参数为实验条件，分别针对水稻的叶片、茎、壳、籽粒，提取其不同时期(乳熟前期、乳熟中期、乳熟后期、蜡熟期和成熟期)的SDF含量，结果如图5-8，图5为水稻叶片不同时期SDF含量变化图，图6为水稻茎不同时期SDF含量变化图，图7为水稻壳不同时期SDF含量变化图，图8为水稻米粒不同时期SDF含量变化图。另外，不同水稻部位不同时期的SDF含量理论值如表1：

表1不同水稻部位不同时期的SDF含量理论值

表1中理论值对比图5-8可知，本发明对SDF的提取率接近理论值，说明本发明的方法提取效率高。

需要说明的是，本发明权利要求书中采用的步骤方法与上述实施例相同，为了防止赘述，本发明的描述了优选的实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种水稻中SDF的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，称取水稻样品，加入蒸馏水，混匀并放入微波中加热20min，然后调节pH值至6.0，再加入耐高温α-淀粉酶并使之质量浓度为0.1％-0.5％，97℃水浴加热10-50min，自然冷却至室温后得水解混合液；

S2，将S1中水解混合液调节pH值至7.0，加入中性蛋白酶并使之质量浓度为0.2％，60℃水浴加热30min，自然冷却至室温后调节pH值至4.5，再加入葡萄糖苷酶并使之质量浓度为0.2％，60℃水浴加热30min，得酶解混合液；

S3，将S2中酶解混合液灭酶处理，过滤并保留滤液，70℃下浓缩至滤液体积的三分之一，得浓缩液，用相当于浓缩液4倍体积的乙醇溶液醇沉过夜，离心，将沉淀干燥得SDF。

2.如权利要求1所述的水稻中SDF的提取方法，其特征在于，S1中的水稻样品为水稻中茎、叶片、籽粒、壳中的其中一种。

3.如权利要求1所述的水稻中SDF的提取方法，其特征在于，S1中水稻样品和蒸馏水用量的料液比为1:15-35g/mL。

4.如权利要求1所述的水稻中SDF的提取方法，其特征在于，S1中微波加热的功率为350-550W。

5.如权利要求1所述的水稻中SDF的提取方法，其特征在于，S3中离心条件为：3500r/min、离心20min。