本发明专利技术公开了一种以马铃薯渣为原料联产淀粉和功能性膳食纤维的综合加工方法，采用机械粉碎和生物酶降解等方法处理薯渣，显著改善物料的加工特性并有效促进目标物的释放和高活性成分的生成。同时采用介质循环利用的工艺，不仅节省了水的消耗，简化了后续浓缩工艺，而且有效实现了目标物的富集。所得淀粉产品与其它淀粉相比具有良好的透明度、膨润力和凝沉性，所得膳食纤维产品与同类产品相比可溶性膳食纤维所含比例高，胆酸钠吸附能力强，尤其是在胆固醇的吸附能力方面具有明显优势，说明其具有良好的物理特性及生理活性。本发明专利技术操作简单、方便，条件温和，设备要求低、原料利用率高并且节约能源利于环保。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于薯类淀粉加工副产物综合利用领域，涉及一种以马铃薯渣为原料联合 生产淀粉、膳食纤维的方法。
技术介绍
膳食纤维（DietaryFiber，简称DF)系指食物中不能被人体内源酶消化吸收的 植物细胞、多糖、木质素以及其它物质的总和。根据在水中的溶解性分为不溶性膳食纤维 (InsolubleDietaryFiber简称IDF)和可溶性膳食纤维（SolubleDietaryFiber简称 SDF)。不溶性膳食纤维具有预防肥胖症、便秘、结肠癌等功效，可溶性膳食纤维能够降低血 清胆固醇、抑制餐后血糖、改善肠道菌群。膳食纤维经过了30多年的研究和发展，已成为 发达国家广泛流行的保健食品，英国国家顾问委员会建议膳食纤维摄入量人均为25-30g/ 天，美国FDA推荐的总膳食纤维摄入量为人均20-35g/天。中国营养学会2000年提出：我 国成年人膳食纤维的适宜摄入量为30g/天左右，但据测算，我国人均每目的实际摄入量仅 为12克左右。 马铃薯渣是马铃薯加工淀粉所产生的副产物，一般每吨淀粉产生7吨左右的废 渣，饲用价值较低，且易腐败变质。同时由于马铃薯渣中富含淀粉、果胶、纤维素等食物成 分，不加以利用，不仅会增加环境治理的负担，也是资源的浪费。因此采用现代技术方法分 离回收淀粉，同步提取制备膳食纤维，可有效转化利用废渣中绝大部分固形物，在利用薯渣 残余价值的同时还有效处理了固废，具有双重作用。目前，国际市场已有马铃薯复合膳食纤 维产品，而国内关于薯渣的综合利用，多处于实验室研究阶段，鲜有规模加工的报道。已有 报道的薯渣膳食纤维产品制备方法主要是利用酸或酶处理，将渣中的淀粉和蛋白水解后排 入废水，回收剩余的固形物制得不溶性膳食纤维产品，此工艺不仅未使薯渣中的有价值成 份得到充分的利用，并且产生大量酸性有机废水，增加了新的污染源。
技术实现思路
本专利技术弥补现有技术不足，提出一种以马铃薯淀粉加工副产物薯渣为原料经生物 处理、物理分离等手段联产淀粉和功能性膳食纤维的加工方法。 本专利技术的加工方法中包括两条技术路线，技术路线1 :首先采用机械破碎法处理 马铃薯渣，然后将所得的浆料酶解后过滤，滤液分离出淀粉后，经浓缩、醇沉制备可溶性膳 食纤维，滤渣脱水干燥制备不溶性膳食纤维。技术路线2 :首先采用机械破碎法处理马铃薯 渣，然后对所得的浆料进行酶解处理并过滤，滤液分离出淀粉后，与滤渣混合均匀，再将料 液浓缩干燥制成可溶性膳食纤维与不溶性膳食纤维比例约为3:1的复合膳食纤维。两条 技术路线均在机械破碎环节循环使用滤液。技术路线1可得到具有较强功能性的膳食纤维 产品，技术路线2加工成本低，可得到比例合理的复合膳食纤维产品。 本专利技术方法的一个优选的具体实施方案如下： (1)混料除杂：在混料缸中将马铃薯渣加水混合均匀，水与原料的质量比为3? 10 : 1，所得料液泵入过滤器和旋流除砂器，去除沙粒等杂质； (2)机械破壁：将步骤（1)所得料液用胶体磨进行1?2次机械破壁处理得到均 质料液； (3)酶解过滤：调节步骤（2)所得均质料液pH为4?5,加入复合酶，酶浓度为 0. 01?5g/L，在40?50°C下进行酶促转化1?10h，然后将料液经压滤机过滤，分别得到 滤液和滤渣； (4)淀粉回收：将步骤（3)所得滤液经旋流器分离得到沉淀物和上清液，所得沉淀 物经干燥后制得淀粉； (5)提取介质循环：将步骤（4)所得上清液2/3-1/2回送到步骤（1)的混料缸中， 替代部分新鲜水与新加入的薯渣混合，水与原料的质量比保持3?10 : 1，按步骤（2)、 (3)、（4)进行新一轮提取，其余上清液连续排入平衡罐，同时连续收集滤渣； (6)制备膳食纤维：将步骤（5)所得上清液浓缩至原体积的1/5?1/10,得浓缩 液，向所述浓缩液中加入沉淀剂，静置2?24h，然后分离得上清液和沉淀，将沉淀干燥制得 可溶性膳食纤维；同时采用蒸馏回收上清液中的溶剂；将步骤（5)所得滤渣干燥制得不溶 性膳食纤维；或者 将步骤（5)所得上清液与步骤（3)所得滤渣混合均匀后真空浓缩至原体积的 1/2?1/5,然后将浓缩料液干燥制得复合膳食纤维。 本专利技术中，所述马铃薯渣为工业上以马铃薯为原料提取淀粉后的剩余榨渣。 本专利技术中，所述步骤（3)所述复合酶优选由纤维素酶、果胶酶、酸性蛋白酶、阿拉 伯木聚糖酶、甘露聚糖酶等半纤维素酶组成，其中纤维素酶酶活为20000?30000u/g，在 复合酶中占50-70 %，果胶酶酶活为10000?20000u/g，占10-30%，酸性蛋白酶酶活为 50000?10000011/^，占1-10%，阿拉伯木聚糖酶酶活为10000?3000011/^，占5-20%，甘露 聚糖酶酶活为2000?10000u/g，占5-20%。 本专利技术中，所述步骤（6)所述沉淀剂为体积百分浓度为90% -100%的乙醇水溶 液或体积百分浓度为90% -100%的丙酮水溶液，所述沉淀剂的用量为浓缩液体积的1?5 倍。 本专利技术方法的显著效果在于：将机械破碎法应用到薯渣处理工艺中，不仅可促进 包埋在马铃薯皮肉纤维中淀粉颗粒的释放，有效回收薯渣中的残余淀粉，并且实现薯渣纤 维微晶化，增大了酶与底物的接触面，利于后续酶促转化过程；采用提取介质循环利用的工 艺，不仅节省了水的消耗，简化了后续浓缩工艺，并有效实现了目标物的富集；采用生物酶 法实现细胞壁物质的降解转化，显著提高了功效成分可溶性膳食纤维的转化率，并有效改 善了物料的加工特性。 本专利技术方法操作简单、方便，条件温和，对设备要求低，同时得到淀粉和膳食纤维 两种产品，回收利用了薯渣中约81%的固形物，实现了马玲薯渣的全消纳利用。 经过实验对比，通过本专利技术加工方法所得的产品具有较好的物性及生理活性。本 专利技术方法所得淀粉产品与常规加工工艺所得淀粉相比具有良好的透明度、膨润力和凝沉 性，所得膳食纤维产品与同类产品相比可溶性膳食纤维所含比例高，胆酸钠吸附能力强，尤 其是在胆固醇的吸附能力方面具有明显优势。 【附图说明】 附图1和2是本专利技术的加工工艺流程图，分别显示了工艺路线1和工艺路线2。 【具体实施方式】 下面通过具体实施例对本专利技术作进一步的说明。 实施例1 (1)在混料缸中将50kg马铃薯渣加水混合均匀，水与原料的质量比为3 : 1，所得 料液泵入过滤器和旋流除砂器，去除沙粒等杂质； (2)将除杂后料液用胶体磨处理2min，得均质料液； (3)将所述均质料液调pH为4. 5,加入由纤维素酶、果胶酶、酸性蛋白酶、木聚糖 酶、甘露聚糖酶按质量比5 : 2 :I:I: 1组成的复合酶，酶浓度为2g/L，在45°C下进行 酶促转化lh，通过压滤机过滤，分别得到酶解后滤液和酶解后滤饼（即，滤渣，压滤机过滤 后得到的滤渣也可称作滤饼，下同）。 (4)将所述酶解后滤液通过旋流分离器分离得到上清液和沉淀，沉淀经真空转鼓 干燥机干燥得到I. 2kg淀粉。 (5)将步骤（4)所得上清液经真空蒸发器浓缩得浓缩液，体积为酶解后滤液体积 的1/10 ;向所述浓缩液中加入4倍体积的95%食用级乙醇，静置12h，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
马铃薯渣综合利用联产淀粉、膳食纤维的加工方法，其特征是包括如下步骤：(1)混料除杂：在混料缸中将马铃薯渣加水混合均匀，水与原料的质量比为3～10∶1；(2)机械破壁：将步骤(1)所得料液进行1～2次机械破壁处理，得到均质料液；(3)酶解过滤：调节步骤(2)所得均质料液pH为4～5，加入复合酶，酶浓度为0.01～5g/L，在40～50℃下进行酶促转化1～10h，然后将料液过滤，分别得到滤液和滤渣；(4)淀粉回收：将步骤(3)所得滤液分离得到沉淀物和上清液，所得沉淀物经干燥后制得淀粉；(5)提取介质循环：将步骤(4)所得上清液2/3‑1/2回送到步骤(1)的混料缸中，替代部分新鲜水与新加入的薯渣混合，水与原料的质量比保持3～10∶1，按步骤(2)、(3)、(4)进行新一轮提取，其余上清液连续排入平衡罐，同时连续收集滤渣；(6)制备膳食纤维：将步骤(5)所得上清液浓缩至原体积的1/5～1/10，得浓缩液，向所述浓缩液中加入沉淀剂，静置2～24h，然后分离得上清液和沉淀，将沉淀干燥制得可溶性膳食纤维；同时回收上清液中的溶剂；将步骤(5)所得滤渣干燥制得不溶性膳食纤维；或者将步骤(5)所得上清液与所得滤渣混合均匀后真空浓缩至原体积的1/2～1/5，然后将浓缩料液干燥制得复合膳食纤维。...
【技术特征摘要】
1. 马铃薯渣综合利用联产淀粉、膳食纤维的加工方法，其特征是包括如下步骤： (1) 混料除杂：在混料缸中将马铃薯渣加水混合均匀，水与原料的质量比为3? 10 ： 1 ； (2) 机械破壁：将步骤（1)所得料液进行1?2次机械破壁处理，得到均质料液； (3) 酶解过滤：调节步骤（2)所得均质料液pH为4?5,加入复合酶，酶浓度为0. 01? 5g/L，在40?50°C下进行酶促转化1?10h，然后将料液过滤，分别得到滤液和滤渣； (4) 淀粉回收：将步骤（3)所得滤液分离得到沉淀物和上清液，所得沉淀物经干燥后制 得淀粉； (5) 提取介质循环：将步骤（4)所得上清液2/3-1/2回送到步骤（1)的混料缸中，替代 部分新鲜水与新加入的薯渣混合，水与原料的质量比保持3?10 : 1，按步骤（2)、（3)、（4) 进行新一轮提取，其余上清液连续排入平衡罐，同时连续收集滤渣； (6) 制备膳食纤维：将步骤（5)所得上清液浓缩至原体积的1/5?1/10,得浓缩液，向 所述浓缩液中加入沉淀剂，静置2?24h，然后分离得上清液和沉淀，将沉淀干燥制得可溶 性膳食纤维；同时回收上清液中的溶剂；将步骤（5)所得滤渣干燥制得不...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘凌，孙慧，周明，吴娜，李国明，姜忠杰，
申请(专利权)人：中国食品发酵工业研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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