一种发酵制备麸皮水溶性膳食纤维的方法技术

本发明专利技术公开了一种发酵制备水溶性膳食纤维的方法，所述方法采用米根霉作为单一菌种进行固态发酵。本发明专利技术方法选用米根霉发酵小麦麸皮制备水溶性膳食纤维，该方法简单实用，且产物得率高、纯度高，对麦麸中水溶性膳食纤维的提取工艺进行了优化，为进一步对水溶性膳食纤维进行结构鉴定和理化分析奠定基础。

A method for preparation of water soluble dietary fiber from wheat bran by fermentation

The invention discloses a method for preparing water-soluble dietary fiber by fermentation. The method uses Rhizopus oryzae as a single strain to carry out solid state fermentation. The method of preparing water soluble dietary fiber from Rhizopus myrhizae fermenting wheat bran is simple and practical, with high yield and high purity. The extraction process of water-soluble dietary fiber in wheat bran is optimized, which lays the foundation for further structural identification and physicochemical analysis of water-soluble dietary fiber.

【技术实现步骤摘要】
一种发酵制备麸皮水溶性膳食纤维的方法
本专利技术属于食品加工制造
，涉及小麦麸皮固态发酵，具体涉及水溶性膳食纤维的提取和分级，尤其是一种发酵制备麸皮水溶性膳食纤维的方法。
技术介绍
我国拥有丰富的膳食纤维资源，但天然膳食纤维资源中SDF比例非常低，只占3％～4％，远不能满足市场需求。膳食纤维具有预防便秘、降血糖、降血脂等生理功能并且在食品中应用广泛。小麦年产量我国居世界第一位，作为面粉制造业的主要副产品，麦麸含有多种营养成分，是一种有益健康的膳食纤维资源，但我国麦麸多用于饲料行业，附加值低，若能提高麦麸中水溶性膳食纤维含量，可以提高行业产能。目前，提取水溶性膳食纤维的方法主要有化学法、酶法、酶法与化学法结合，但因其成本高、环境污染问题、工艺复杂等缺点逐渐被弱化。水提醇沉法因操作步骤简单，设备成本相对较低，适合大规模生产。通过检索，尚未发现与本专利技术申请相关的专利公开文献。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种发酵制备麸皮水溶性膳食纤维的方法，该方法选用米根霉发酵小麦麸皮制备水溶性膳食纤维，该方法简单实用，且产物得率高、纯度高。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种发酵制备水溶性膳食纤维的方法，所述方法采用米根霉作为单一菌种进行固态发酵。而且，所述发酵条件为：取小麦麸皮，加入蒸馏水，调节含水量至总质量的50～60％，搅拌分散均匀，封口，121℃高压灭菌20min，冷却至室温后，按接种量8～10％接入均匀分散的种子菌球培养液，霉菌培养箱内28～32℃培养4～5天。而且，所述方法制备得到的水溶性膳食纤维为均一组分。而且，具体步骤如下：(a)菌种活化；土豆斜面培养基PDA：向烧杯中加入100mL蒸馏水，加热至沸腾，依次加入马铃薯浸出粉0.6％，无水葡萄糖2.0％，琼脂1.5～2.0％，搅拌至全部溶解，趁热分装，每支试管加塞后包扎，在121℃高压条件下灭菌20min，冷却至50～60℃，摆斜面，制成斜面试管培养基；其中，上述百分数为在100ml蒸馏水中的比例，按照100ml蒸馏水100g换算；在超净工作台中，将保存于4℃的米根霉接种于上述斜面试管培养基上，25℃培养箱中培养3～4天，待其长出成熟孢子后，得已活化斜面，置于冰箱中4℃保存；(b)种子培养；液体培养基：在250mL锥形瓶中加入葡萄糖10g/L，蛋白胨1g/L，蒸馏水50mL，吐温–80100μL，微量元素50μL，营养盐溶液5mL，1mol/L柠檬酸缓冲液2.5mL，121℃条件下灭菌20min，得种子液体培养基，冷却备用；其中，所述微量元素为ZnSO4·7H2O1.4g/L、MgSO4·H2O1.6g/L、Fe2(SO4)3·7H2O5.0g/L；所述营养盐溶液为MgSO4·7H2O3.0g/L、KH2PO42.0g/L、(NH4)2SO41.4g/L、尿素3.0g/L；种子液体培养：用无菌水冲洗已活化斜面，制备孢子悬液，稀释至孢子浓度为106～108个/mL后，加入玻璃珠分散均匀；在250mL锥形瓶中装入50mL种子液体培养基，将孢子接种于液体培养基内，接种量为10％，28～30℃温控摇床中培养72h，摇床转速140r/min，得种子培养液；(c)固态发酵；发酵培养基：取小麦麸皮20.0g，用蒸馏水将含水量调节至50％～60％，搅拌分散均匀，封口后121℃灭菌20min，冷却至室温待用；固体发酵培养：向每个发酵用容器中加入接种量为8～10％的种子培养液，置于霉菌培养箱内，在28～30℃下培养4～5天；(d)对步骤(c)中得到的麸皮进行淀粉酶、糖化酶处理；按300U/g麸皮加入耐高温α–淀粉酶，95℃恒温搅拌30min；冷却物料至60℃，按230U/g麸皮加入糖化酶，60℃恒温搅拌30min；95℃加热15min灭酶处理，用碘液检测是否还有淀粉残留以达到完全去除淀粉目的；(e)浸提；浸提液为蒸馏水，固液比1:8，提取温度90℃，提取时间1h，重复提取三次，得粗多糖溶液；(f)酶解；取粗多糖溶液，添加13.12U/g麸皮的碱性蛋白酶，调节pH为7.0，55℃水浴加热，酶解时间1.2h，95℃高温加热15min灭酶处理，离心，取上清液，得酶解后的粗多糖溶液；(g)TCA法脱蛋白；取酶解后的粗多糖溶液继续脱蛋白，加入等体积的TCA溶液，使TCA最终浓度达到1.5％，混合均匀后静置30min，离心，取上清液；(h)乙醇梯度沉淀；精密称取250mgSDF，配制成50mL悬浮液，分批多次加入95％乙醇，每次加入5mL，最终使乙醇体积浓度达到90％以上，边加边搅，每次所得醇沉液4℃下静置2h，5000r/min离心10min，收集沉淀，蒸馏水透析并冷冻干燥后得到各级多糖，称重并采用苯酚-硫酸法测定总糖含量，以总糖含量计算收率；将(h)步骤中沉淀产物离心、冻干即为麸皮水溶性膳食纤维。而且，所述步骤(h)中乙醇梯度沉淀时，当最终乙醇沉淀体积浓度分别为35％、65％、80％时较其它体积浓度的水溶性膳食纤维产率高。本专利技术取得的优点和积极效果是：本专利技术方法选用米根霉发酵小麦麸皮制备水溶性膳食纤维，该方法简单实用，且产物得率高、纯度高，对麦麸中水溶性膳食纤维的提取工艺进行了优化，为进一步对水溶性膳食纤维进行结构鉴定和理化分析奠定基础。附图说明图1为本专利技术中乙醇梯度沉淀获得的各级组分分子量分布检测结果图；图2为本专利技术中乙醇梯度沉淀获得的FI组分液相鉴定结果图；其中，发酵后的膳食纤维组分在乙醇浓度为35％；图3为本专利技术中乙醇梯度沉淀获得的FII组分液相鉴定结果图；其中，发酵后的膳食纤维组分在乙醇浓度为35～65％；图4为本专利技术中乙醇梯度沉淀获得的FIII组分液相鉴定结果图；其中，发酵后的膳食纤维组分在乙醇浓度为65～80％。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本专利技术的保护范围。本专利技术中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规的市售产品；本专利技术中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。一种发酵制备水溶性膳食纤维的方法，所述方法采用米根霉作为单一菌种进行固态发酵。具体地，所述发酵条件为：取小麦麸皮，加入蒸馏水，调节含水量至总质量的50～60％，搅拌分散均匀，封口，121℃高压灭菌20min，冷却至室温后，按接种量8～10％接入均匀分散的种子菌球培养液，霉菌培养箱内28～32℃培养4～5天。具体地，所述方法制备得到的水溶性膳食纤维为均一组分。具体地，具体步骤如下：(a)菌种活化；土豆斜面培养基PDA：向烧杯中加入100mL蒸馏水，加热至沸腾，依次加入马铃薯浸出粉0.6％，无水葡萄糖2.0％，琼脂1.5～2.0％，搅拌至全部溶解，趁热分装，每支试管加塞后包扎，在121℃高压条件下灭菌20min，冷却至50～60℃，摆斜面，制成斜面试管培养基；其中，上述百分数为在100ml蒸馏水中的比例，按照100ml蒸馏水100g换算；在超净工作台中，将保存于4℃的米根霉接种于上述斜面试管培养基上，25℃培养箱中培养3～4天，待其长出成熟孢子后，得已活化斜面，置于冰箱中4℃保存；(b)种子培养；液体培养基：在250mL锥形瓶中加入葡萄糖10g/L，蛋白胨1g/L，蒸馏水50mL，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发酵制备水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：所述方法采用米根霉作为单一菌种进行固态发酵。

【技术特征摘要】
1.一种发酵制备水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：所述方法采用米根霉作为单一菌种进行固态发酵。2.根据权利要求1所述的发酵制备水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：所述发酵条件为：取小麦麸皮，加入蒸馏水，调节含水量至总质量的50～60％，搅拌分散均匀，封口，121℃高压灭菌20min，冷却至室温后，按接种量8～10％接入均匀分散的种子菌球培养液，霉菌培养箱内28～32℃培养4～5天。3.根据权利要求1所述的发酵制备水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：所述方法制备得到的水溶性膳食纤维为均一组分。4.根据权利要求1至3任一项所述的发酵制备水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：具体步骤如下：(a)菌种活化；土豆斜面培养基PDA：向烧杯中加入100mL蒸馏水，加热至沸腾，依次加入马铃薯浸出粉0.6％，无水葡萄糖2.0％，琼脂1.5～2.0％，搅拌至全部溶解，趁热分装，每支试管加塞后包扎，在121℃高压条件下灭菌20min，冷却至50～60℃，摆斜面，制成斜面试管培养基；其中，上述百分数为在100ml蒸馏水中的比例，按照100ml蒸馏水100g换算；在超净工作台中，将保存于4℃的米根霉接种于上述斜面试管培养基上，25℃培养箱中培养3～4天，待其长出成熟孢子后，得已活化斜面，置于冰箱中4℃保存；(b)种子培养；液体培养基：在250mL锥形瓶中加入葡萄糖10g/L，蛋白胨1g/L，蒸馏水50mL，吐温–80100μL，微量元素50μL，营养盐溶液5mL，1mol/L柠檬酸缓冲液2.5mL，121℃条件下灭菌20min，得种子液体培养基，冷却备用；其中，所述微量元素为ZnSO4·7H2O1.4g/L、MgSO4·H2O1.6g/L、Fe2(SO4)3·7H2O5.0g/L；所述营养盐溶液为MgSO4·7H2O3.0g/L、KH2PO42.0g/L、(NH4)2SO41.4g/L、尿素3.0g/L；种子液体培养：用无菌水冲洗已活化斜面，制备孢子悬液，稀释至孢子浓度为106～108个/mL后，加入玻璃珠分散均匀；在25...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴涛，陈怡君，李茜，张民，刘锐，隋文杰，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津,12