一种制备饲料膳食纤维的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备饲料膳食纤维的方法。该方法包括如下步骤：1)将含有膳食纤维素的原料粉碎后过筛，加水浸泡，得到底物液；2)对底物液进行乳化，得到乳化后的底物液；3)向乳化后的底物液中加入酶进行酶解，将所得酶解液灭酶后，离心，收集沉淀，得到滤质；4)向滤质中接入益生菌发酵后，灭菌，干燥，得到所述饲料膳食纤维。该方法工艺简单，选用的纤维素原料价格低廉且来源丰富，且较传统碱法大大提高了纤维纯度和纤维产品的溶胀性和持水力，粗纤维含量≥60％，中性洗涤纤维(NDF)≥90％，酸性洗涤纤维(ADF)含量≥70％，水分≤10％，粗灰分≤0.5％，产品溶胀性≥4.5mL/g，持水力≥4.2g/g。

【技术实现步骤摘要】
一种制备饲料膳食纤维的方法
本专利技术属于农产品加工领域，涉及一种制备饲料膳食纤维的方法。
技术介绍
膳食纤维是指能抗机体小肠消化吸收而能在大肠中部分或全部发酵的植物性成分、碳水化合物及其类似物质的总称，主要包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶和树胶等多种成分。自1953年Hipsley第一次提出膳食纤维的概念，紧接着Higginson和Oettle在1960年提出食物中含有的丰富纤维物质可以预防结肠癌之后，人们开始高度关注膳食纤维。尤其是随着生活水平的提高，人们饮食日趋精细，导致富贵病(糖尿病、心血管病、肥胖、肠道癌、便秘等)呈现增加的趋势，严重威胁人体健康，而膳食纤维具有许多重要的生理功能，其摄入不足或缺乏将导致糖尿病及肠道代谢紊乱等疾病。早在1991年WHO专家组就将膳食纤维推荐入“人群膳食营养目标”中，将其列入继蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质和水之后的第七大营养素。因此，膳食纤维被认为对防治富贵病至关重要，作为一种极重要的功能性食品基料已成为食品领域研究的热门课题。同样地，饲料膳食纤维对于动物的健康生长也是至关重要的。它在机体内表现出大分子物质的多种生理特性，可归纳为发酵性、膨胀性、持水性、吸附性和离子交换作用等，这些生理特性为膳食纤维在动物中的积极作用提供了生理基础。越来越多的研究发现，适量的膳食纤维非但不会损害动物健康，还可以改善其生长状况并提高生产性能，在提供动物能量的同时，还能构成合理的日粮结构，维持动物机体的正常消化功能。尤其是在改善动物肠道健康中，摄入膳食纤维具有促进肠道蠕动、保持大便顺畅、防止便秘、清除肠道内的有毒有害物质、保持肠道清洁和促进肠道内的益生菌生长等功效，而且，膳食纤维对肠易激综合征、炎症性肠病和肠癌等常见肠道疾病也具有一定的预防和治疗作用，有利于保持肠道正常生理功能，修复和改善受损肠道环境，对于维护肠道健康有重要意义。例如，大量研究表明，纤维在防治仔猪腹泻方面具有特殊的功效，并且适量的膳食纤维有利于提高仔猪的生长性能；在母猪应用中，膳食纤维具有减少母猪便秘的发生，改善母猪奶水质量，高母猪的繁殖性能和改善母猪福利等效果。饲料中常用的纤维素来源有麦麸、豆皮、甜菜渣、玉米麸皮等，但这些粗纤维原料中纤维含量较低(如麸皮中粗纤维含量一般不超过10％)，添加量高时易导致饲料适口性差；原料中不溶性纤维很难被发酵，且酶活性被纤维包裹，无法释放，导致利用率低；同时，吸附能力差，不能起到吸附霉菌毒素的作用。因此，生产制备纤维素含量高、可发酵性好、溶胀性和持水力强的膳食纤维显得尤为重要。而花生壳、稻壳、玉米芯和豆荚等可以作为制备优质膳食纤维的原料来源，来源丰富，成本低廉，同时减少了资源的浪费。目前，膳食纤维的制备工艺大致可分为四类：粗分离法、化学分离法、膜分离法、化学试剂和酶结合分离法。其中，最常见的是通过碱法来制备，但该法中反复浸泡和频繁的热处理过程会明显破坏膳食纤维的生理特性(如减少纤维素产品的持水力和膨胀性)，而且大量排放的碱性废液会造成严重的环境污染问题。
技术实现思路
本专利技术的目的为提供一种制备饲料膳食纤维的方法。本专利技术提供的制备饲料膳食纤维的方法，包括如下步骤：1)将含有膳食纤维素的原料粉碎后过筛，加水浸泡，得到底物液；2)对步骤1)所得底物液进行乳化，得到乳化后的底物液；3)向步骤2)所得乳化后的底物液中加入酶进行酶解，将所得酶解液灭酶后，离心，收集沉淀，得到滤质；4)向步骤3)所得滤质中接入益生菌发酵后，灭菌，干燥，得到所述饲料膳食纤维。上述方法的步骤1)中，含有膳食纤维素的原料为一些常见的成本低廉的农产品副产物，具体可选自花生壳、玉米芯、稻壳和豆荚中的至少一种；所述粉碎步骤中，粉碎后的过筛目数为20-80目，具体为20目、40目、60目或80目；所述加水浸泡步骤中，粉碎后过筛的原料与水的用量比为1g：10-40mL，具体为1g：10mL、1g：20mL、1g：30mL或1g：40mL；浸泡的时间为12h-24h，具体为12h、16h、20h或24h。该步骤中，所用水具体可为常温清水。加水浸泡可以起到如下作用：除去一些水溶性杂质(如泥土、粉尘和水溶性蛋白质、碳水化合物等)，提高膳食纤维产品的纯度，减轻后续制备工艺中的提纯工作。所述步骤2)乳化步骤中，乳化的方法为采用均质机进行乳化；所述采用均质机进行乳化步骤中，均质压强为40MPa-160MPa，具体为40MPa、80MPa、120MPa或160MPa；乳化的时间为5min-20min，具体为5min、10min、15min、16min或20min。所述步骤3)中，所述酶选自淀粉酶和蛋白酶中的至少一种；其中，所述淀粉酶具体为α-淀粉酶，可购于美国Sigma公司，更具体可为美国Sigma公司出售的产品编号为10069的α-淀粉酶；所述α-淀粉酶的酶活具体可为50-1000U/mg，具体为380U/mg；所述α-淀粉酶的酶活的定义如下：1g或1mL的α-淀粉酶在60℃和pH值6.0的条件下，1h液化1g可溶性淀粉，即为1个酶活力单位；所述蛋白酶为碱性蛋白酶或木瓜蛋白酶；其中，所述碱性蛋白酶可购于美国Sigma公司，具体可为美国Sigma公司出售的产品编号为P8038的碱性蛋白酶；所述木瓜蛋白酶可购于美国Sigma公司，具体可为美国Sigma公司出售的产品编号为76218的木瓜蛋白酶；所述碱性蛋白酶的酶活具体可为5-30U/mg，具体为14U/mg；所述碱性蛋白酶的酶活的定义如下：1g或1mL碱性蛋白酶在40℃和pH值9-10的碱性条件下，1min水解酪蛋白生成1ug酪氨酸，即为1个酶活力单位；所述木瓜蛋白酶的酶活的定义如下：1g或1mL木瓜蛋白酶在40℃和pH值7.2的条件下，1min水解酪蛋白生成1ug酪氨酸，即为1个酶活力单位；所述木瓜蛋白酶的酶活具体可为5-100U/mg，具体为12U/mg；所述淀粉酶与步骤2)所得乳化后的底物液的用量比为1-2g：1L，具体为1g：1L、1.4g：1L、1.8g：1L或2g：1L；所述碱性蛋白酶与步骤2)所得乳化后的底物液的用量比为5-10g：1L，具体为5g：1L、6g：1L或10g：1L；所述木瓜蛋白酶与与步骤2)所得乳化后的底物液的用量比为5-10g：1L，具体为4g：1L、5g：1L或10g：1L。所述步骤3)酶解步骤中，酶解温度为40℃-60℃，具体为40℃、50℃、55℃或60℃；酶解的pH值为6.5-8.0，具体为6.5、7.0、7.5或8.0；酶解时间为20-90min，具体为20min、40min、60min或90min；所述步骤3)灭酶步骤中，灭酶的方法包括如下步骤：将所得酶解液在沸水浴中加热10min-30min，具体为将所得酶解液在沸水浴中加热15min；所述步骤3)离心步骤中，离心力为5000-7000g，具体为6000g；离心时间为10min-30min，具体可为15min。所述步骤4)发酵步骤中，所述益生菌选自保加利亚乳杆菌菌粉和嗜热乳酸链球菌菌粉中的至少一种；其中，所述保加利亚乳杆菌菌粉可购自南京便诊生物科技有限公司，产品编号为BZW23003，菌号为CICC6032；所述嗜热乳酸链球菌菌粉可购自南京便诊生物科技有限公司，产品编号为BZW2310本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备饲料膳食纤维的方法，包括如下步骤：1)将含有膳食纤维素的原料粉碎后过筛，加水浸泡，得到底物液；2)对步骤1)所得底物液进行乳化，得到乳化后的底物液；3)向步骤2)所得乳化后的底物液中加入酶进行酶解，将所得酶解液灭酶后，离心，收集沉淀，得到滤质；4)向步骤3)所得滤质中接入益生菌发酵后，灭菌，干燥，得到所述饲料膳食纤维。

【技术特征摘要】
1.一种制备饲料膳食纤维的方法，包括如下步骤：1)将含有膳食纤维素的原料粉碎后过筛，加水浸泡，得到底物液；所述原料为农产品副产物，具体选自花生壳、玉米芯、稻壳和豆荚中的至少一种；所述粉碎步骤中，粉碎后的过筛目数为20-80目；所述加水浸泡步骤中，粉碎后过筛的原料与水的用量比为1g：10-40mL；浸泡的时间为12h-24h；2)对步骤1)所得底物液进行乳化，得到乳化后的底物液；所述乳化的方法为采用均质机进行乳化；所述采用均质机进行乳化步骤中，均质压强为40MPa-160MPa；乳化的时间为5min-20min；3)向步骤2)所得乳化后的底物液中加入酶进行酶解，将所得酶解液灭酶后，离心，收集沉淀，得到滤质；4)向步骤3)所得滤质中接入益生菌发酵后，灭菌，干燥，得到所述饲料膳食纤维；所述步骤3)中，所述酶为淀粉酶和蛋白酶；其中，所述淀粉酶为α-淀粉酶；所述蛋白酶为碱性蛋白酶或木瓜蛋白酶；所述步骤4)发酵步骤中，所述益生菌选自保加利亚乳杆菌菌粉和嗜热乳酸链球菌菌粉中的至少一种。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述α-淀粉酶的酶活为50-1000U/mg；所述碱性蛋白酶的酶活为5-30U/mg；所述木瓜蛋白酶的酶活为5-100U/mg；所述淀粉酶与步骤2)所得乳化后的底物液的用量比为1-2g：1L；所述碱性蛋白酶或木瓜蛋白酶与步骤2)所得乳化后的底物液的用量比为5-10g：1L。3.根据权利要求1-2中任一所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，杨凤娟，王爱娜，冯占雨，唐国梁，董彦君，
申请(专利权)人：北京中农弘科生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11