一种挤压膨化辅助酶解提取葛根渣中可溶性膳食纤维的方法技术

本发明专利技术提供了一种挤压膨化辅助酶解提取葛根渣中可溶性膳食纤维的方法。本发明专利技术方法与其他传统方法比较，经过高温短时挤压膨化处理，物料在挤压机腔筒内受到强烈的剪切作用，部分纤维素大分子转化成可溶性小分子，不溶性膳食纤维组分会断裂部分连接键，转变成较小的可溶性分子，同时，进行高温蒸煮处理、汽爆处理、超声处理相结合的方式，提取率可达50％以上，明显高于未经挤压膨化处理的葛根渣。可溶性膳食纤维比例的提高，更能满足人体的生理需要。该方法应用范围广、成本较低、实用性高，实现了葛根渣高附加值产物的综合利用。本发明专利技术的方法利用葛根渣副产品作为原料，能够减少资源浪费以及环境污染的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种挤压膨化辅助酶解提取葛根渣中可溶性膳食纤维的方法
本专利技术属于功能食品原料加工领域，涉及一种可溶性葛根膳食纤维的加工，尤其涉及一种挤压膨化辅助酶解提取葛根渣中可溶性膳食纤维的加工方法。
技术介绍
膳食纤维是一种重要的非营养素，它是碳水化合物中的一类非淀粉多糖及寡糖等不消化部分，它既不能被人体胃肠道消化吸收，也不能产生能量。然而近年来，越来越多的研究表明膳食纤维的摄入与人体健康密切相关，摄入足量膳食纤维会降低便秘、肥胖、糖尿病、心血管疾病和肠道癌症发生的危险。例如，膳食纤维能在肠道中大量吸收水分，使粪便保持柔软状态，有效使肠道中的益菌活性化，促进益菌大量繁殖，创造肠道生态健康，尤其是适用于改善长期便秘；同时，提高膳食中的膳食纤维含量能够使摄入的热能减少，在肠道内营养的消化吸收也下降，也可延长食物在肠内的停留时间、降低葡萄糖的吸收速度，不仅具有减肥的功效，而且能够改善糖尿病症状。膳食纤维根据是否溶解于水可分为可溶性膳食纤维和非可溶性膳食纤维。许多植物原料及其副产品中绝大多数膳食纤维为非可溶性膳食纤维。葛根渣含有较高量的纤维成分，因此也被用作制备膳食纤维。在食品工业中制备可溶性膳食纤维大多数是将非可溶性膳食纤维改性转化成可溶性膳食纤维。然而，传统的处理方法生产的葛根渣可溶性膳食纤维大多存在纯度低、产量低、口感差等问题，有的甚至还会造成产品持水能力降低，影响膳食纤维功效。为此，研发一种能够解决上述问题的葛根膳食纤维的制备方法是非常必要的。葛根渣，其是葛根压榨后的渣滓，质地粗硬，目前国内从事葛根产品的开发多以生产葛粉、葛根粒、葛根饮料、黄酮浸膏等产品，在提取完有效成分后，剩下的葛根渣被当作垃圾倾倒，非常可惜。葛根具有解热、改善微循环、舒张平滑肌、抵抗自发性心律不齐、降血压、调节血脂的作用；还可以提高学习记忆、具有抗肿瘤的作用，并且能降低血乙醇浓度，具有解酒作用等。葛根中含有丰富的膳食纤维，有助消化和防止阑尾炎、心脏病、结肠癌等多种疾病的功能，其膳食纤维具有持水性、螯合性，可与阴离子交换，可以改善消化系统中菌群微环境，对人体的健康起着极为重要的作用，从葛根中提取纤维素，具有重要的开发利用与经济价值。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供了一种应用范围广、成本较低、实用性高的挤压膨化辅助酶解提取葛根中可溶性膳食纤维的方法。本专利技术提供一种挤压膨化辅助酶解提取葛根渣中可溶性膳食纤维的方法，该方法包括：(1)前处理：将葛根加工剩余的葛根副产品经干燥、粉碎后加蒸馏水于110-120℃蒸煮30-40min后经浓缩、干燥、粉碎；(2)挤压膨化处理：采用双螺杆挤压膨化机对粉碎后的葛根渣进行挤压膨化处理，挤压膨化条件为：葛根渣含水量8-12％，挤出温度100-120℃，螺杆转速120-180r/min；待挤压膨化后的葛根渣冷却至室温后，进行进一步粉碎；(3)汽爆处理：将挤压膨化处理并粉碎后的葛根渣边搅拌边缓慢喷洒加水，将含水量调节至100-150％，然后停止搅拌并取出，密封5-30min，再将葛根渣装入汽爆装置中，在1-4min升至0.8-1.0MPa，保压50-80s后瞬间卸压，取出原料加入浓度为2.5-3％的NaOH溶液，在160-200W功率下提取25-30min得提取液，再将提取液以5500-6000r/min离心3-4min后过滤，取滤渣为膳食纤维原料；(4)半成品制备：将步骤(3)得到的膳食纤维原料加水，膳食纤维原料与水的质量比为1:3-5，再加入水解酶和淀粉酶酶解1-4h，膳食纤维原料与水解酶、淀粉酶的质量比为1：0.02-0.03：0.03-0.06，酶解温度为30-50℃，pH值为4.0-6.0，过滤后取滤液为半成品；(5)纯化：对步骤(3)中的半成品加热灭活，过滤后取滤液，滤液经浓缩得到浓缩液，再在浓缩液中加入无水乙醇，浓缩液与无水乙醇的质量比为1:2-5，混匀后静置1.5-2h，然后以4000-4500r/min离心8-15min后取沉淀物；(6)后处理：将步骤(5)中制得的沉淀物经均质、干燥即得可溶性葛根膳食纤维。步骤(3)中所述的滤渣加水，滤渣与水的质量比1:1-6，再加入脱杂酶酶解1-3.5h，滤渣与脱杂酶的质量比为1:0.025-0.035，酶解温度为25-55℃，pH值为5.0-8.0，过滤后取滤渣为膳食纤维原料。优选地，所述的脱杂酶为a-淀粉酶和/或蛋白酶。优选地，所述的酶解温度为50-55℃，pH值为6-6.5。优选地，所述的水解酶为纤维素酶或纤维素酶与半纤维素酶的复合酶。优选地，所述的葛根副产品为葛根渣。优选地，所述的脱杂酶为淀粉酶和蛋白酶，淀粉酶与蛋白酶的质量比为7-9:1-3。优选地，所述的水解酶为纤维素酶与半纤维素酶的复合酶，纤维素酶与半纤维素酶的质量比为6-7:3-4。优选地，步骤(3)中所述的过滤得到的滤液中加稀乙酸，调节pH至4.5-5.5，低温静置2-6h析出沉淀后过滤得滤渣，再在滤渣中加入浓度为2-4％的NaOH溶液混合均匀，再加稀乙酸，调节pH至4.5-5.5，低温静置2-6h析出沉淀后过滤得滤渣，滤渣经干燥、粉碎后与步骤(6)制成品混合。本专利技术获得的可溶性膳食纤维的提取率为50％以上。本专利技术的有益效果：1、本专利技术提供的挤压膨化辅助酶解提取葛根渣中可溶性膳食纤维的方法与其他传统方法比较，经过高温短时挤压膨化处理，物料在挤压机腔筒内受到强烈的剪切作用，部分纤维素大分子转化成可溶性小分子，不溶性膳食纤维组分会断裂部分连接键，转变成较小的可溶性分子。挤压辅助酶解法提取可溶性膳食纤维，其提取率高于酶解法提取可溶性膳食纤维。通过本专利技术方法提取全脂葛根渣可溶性膳食纤维，提取率可达50％以上，明显高于未经挤压膨化处理的葛根渣。可溶性膳食纤维比例的提高，更能满足人体的生理需要。该方法应用范围广、成本较低、实用性高，实现了葛根渣高附加值产物的综合利用。2、本专利技术的方法在前处理时采用对原料进行高温蒸煮处理、汽爆处理、超声处理相结合的方式，能够有效破坏原料结构组织，使其内含物充分暴露，并结合脱杂处理，进一步降低原料中非膳食纤维成分，经前处理后的原料不仅有利于增强纤维素酶或纤维素酶与半纤维素酶的复合酶的酶解效果，使酶解更充分从而提高制成品纯度，而且能够有效改善制成品的适口性；经酶解后再进行纯化，进一步提高纯度，制成品可溶性膳食纤维具有纯度高的优点，尤其适用于高品质可溶性膳食纤维的制备；本专利技术对前处理中滤液采用碱法提取亲水性半纤维素，进一步提高可溶性膳食纤维产量；本专利技术的方法制成品可溶性膳食纤维还具有纤维粒径小、持水能力以及膨胀能力强的优点；本专利技术的方法利用葛根渣副产品作为原料，能够减少资源浪费以及环境污染的问题。本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然以下描述了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。实施例1本实施例提供一种挤压膨化辅助酶解提取葛根渣中可溶性膳食纤维的方法，其特征于：(1)前处理：将葛根加工剩余的葛根副产品经干燥、粉碎后加蒸馏水于110℃蒸煮30min后经浓缩、干燥、粉碎；(2)挤压膨化处理：采用双螺杆挤压膨化机对粉碎后的葛根渣进行挤压膨化处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挤压膨化辅助酶解提取葛根渣中可溶性膳食纤维的方法，其特征在于，该方法包括：(1)前处理：将葛根加工剩余的葛根副产品经干燥、粉碎后加蒸馏水于110‑120℃蒸煮30‑40min后经浓缩、干燥、粉碎；(2)挤压膨化处理：采用双螺杆挤压膨化机对粉碎后的葛根渣进行挤压膨化处理，挤压膨化条件为：葛根渣含水量8‑12％，挤出温度100‑120℃，螺杆转速120‑180r/min；待挤压膨化后的葛根渣冷却至室温后，进行进一步粉碎；(3)汽爆处理：将挤压膨化处理并粉碎后的葛根渣边搅拌边缓慢喷洒加水，将含水量调节至100‑150％，然后停止搅拌并取出，密封5‑30min，再将葛根渣装入汽爆装置中，在1‑4min升至0.8‑1.0MPa，保压50‑80s后瞬间卸压，取出原料加入浓度为2.5‑3％的NaOH溶液，在160‑200W功率下提取25‑30min得提取液，再将提取液以5500‑6000r/min离心3‑4min后过滤，取滤渣为膳食纤维原料；(4)半成品制备：将步骤(3)得到的膳食纤维原料加水，膳食纤维原料与水的质量比为1:3‑5，再加入水解酶和淀粉酶酶解1‑4h，膳食纤维原料与水解酶、淀粉酶的质量比为1：0.02‑0.03：0.03‑0.06，酶解温度为30‑50℃，pH值为4.0‑6.0，过滤后取滤液为半成品；(5)纯化：对步骤(3)中的半成品加热灭活，过滤后取滤液，滤液经浓缩得到浓缩液，再在浓缩液中加入无水乙醇，浓缩液与无水乙醇的质量比为1:2‑5，混匀后静置1.5‑2h，然后以4000‑4500r/min离心8‑15min后取沉淀物；(6)后处理：将(5)步骤中制得的沉淀物经均质、干燥即得制成品可溶性葛根膳食纤维。...

【技术特征摘要】
1.一种挤压膨化辅助酶解提取葛根渣中可溶性膳食纤维的方法，其特征在于，该方法包括：(1)前处理：将葛根加工剩余的葛根副产品经干燥、粉碎后加蒸馏水于110-120℃蒸煮30-40min后经浓缩、干燥、粉碎；(2)挤压膨化处理：采用双螺杆挤压膨化机对粉碎后的葛根渣进行挤压膨化处理，挤压膨化条件为：葛根渣含水量8-12％，挤出温度100-120℃，螺杆转速120-180r/min；待挤压膨化后的葛根渣冷却至室温后，进行进一步粉碎；(3)汽爆处理：将挤压膨化处理并粉碎后的葛根渣边搅拌边缓慢喷洒加水，将含水量调节至100-150％，然后停止搅拌并取出，密封5-30min，再将葛根渣装入汽爆装置中，在1-4min升至0.8-1.0MPa，保压50-80s后瞬间卸压，取出原料加入浓度为2.5-3％的NaOH溶液，在160-200W功率下提取25-30min得提取液，再将提取液以5500-6000r/min离心3-4min后过滤，取滤渣为膳食纤维原料；(4)半成品制备：将步骤(3)得到的膳食纤维原料加水，膳食纤维原料与水的质量比为1:3-5，再加入水解酶和淀粉酶酶解1-4h，膳食纤维原料与水解酶、淀粉酶的质量比为1：0.02-0.03：0.03-0.06，酶解温度为30-50℃，pH值为4.0-6.0，过滤后取滤液为半成品；(5)纯化：对步骤(3)中的半成品加热灭活，过滤后取滤液，滤液经浓缩得到浓缩液，再在浓缩液中加入无水乙醇，浓缩液与无水乙醇的质量比为1:2-5，混匀后静置1.5-2h，然后以4000-4500r/min离心8-15min后取沉淀物...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志伟，李明，祝雪梅，雷媛媛，李评，吴麦玲，李豫强，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42