CN101797038A - 一种花生膳食纤维超声波或微波辅助提取及纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食品加工领域，涉及一种花生膳食纤维超声波或微波辅助提取及纯化方法，包括以下步骤：将制得的花生粉经超声波或微波辅助提取，再经沉淀蛋白、膜过滤浓缩、柱层析、无水乙醇沉淀、离心、干燥得到水溶性膳食纤维；超声波或微波处理后的花生粉物料经复合酶水解、脱色精制得到不溶性膳食纤维。以本发明制得的水溶性膳食纤维产品非淀粉性多糖50％～90％，不溶性膳食纤维产品纯度80％～95％，具有防止冠心病，控制、治疗肥胖病，调节血糖，治疗糖尿病，调节血脂，预防高血压，调整肠胃功能，预防癌症，消除外源有害物质等生理功能，可作功能食品原料或保健食品。用发明方法可得到含量、纯度和活性高的花生膳食纤维，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于食品加工领域，涉及一种采用超声波或微波来辅助提取及纯化花生膳食纤维的方法。
背景技术
“膳食纤维”一词1953年由英国流行病学专家菲普斯利提出。英国营养病学专家楚维尔于1972年提出“食物纤维”的概念，并在其发表两篇著名营养学报告中指出，现代文明病的发病率与食物纤维的消耗量成反比；食用高纤维含量的饮食在一定程度上可以预防高血脂症、高血压病、心脏病、糖尿病、肥胖病等。这两份标志性的报告拉开了人类研究膳食纤维的序幕。膳食纤维是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，这一定义包括食物中大量组成成分如纤维素、半纤维素、木质素、胶质、改性纤维素、粘质、寡糖、果胶以及其它小量组成成分，如蜡质、角质、软木质。膳食纤维主要的生理功能可归纳为：防止冠心病；控制、治疗肥胖病；调节血糖值，治疗糖尿病；调节血脂，预防高血压；调整肠胃功能，预防癌症；消除外源有害物质。
我国对膳食纤维的制取研究、应用研究和生产尚处于起步阶段。目前国内的研究大体可分为四个方面：膳食纤维对人体生理效应的研究；膳食纤维源分布和农副产品综合利用研究；完善和提高膳食纤维工业制取方法研究；膳食纤维在食品加工中的应用研究。
目前，从膳食纤维源的选择上来看，业已研究的纤维品种主要有小麦麸皮纤维、大豆纤维和甜菜纤维3种，此外尚可开发的品种包括：燕麦纤维、蔗渣纤维、米糠纤维、玉米纤维及部分果皮纤维。我国是世界花生生产、消费和出口大国，花生总产量和出口量均居世界前列。每年，花生产业会产生大量的副产品如花生壳、花生杆和花生根，它们是天然膳食纤维很好的来源，可以作为新的膳食纤维源。但是，这些副产品没有得到很好的利用，尤其从花生副产品中提取膳食纤维还缺乏系统研究。
为了开发花生壳、花生杆和花生根这些潜在的膳食纤维资源，提高花生产业的附加值和社会经济效益，解决环境污染问题，就要研究花生膳食纤维的提取及纯化方法，而本发明所提供的制备方法，可加工出花生膳食纤维产品，能满足上述需要。
发明内容
本发明的目的是提供含量、纯度和活性高的花生膳食纤维产品的提取及纯化方法；本方法提取及纯化的花生膳食纤维包含水溶性的和不溶性的。
为达到上述目的，本发明是采用以下技术方案来实现的：
一种花生膳食纤维超声波或微波辅助提取及纯化方法，其特征在于它包含以下步骤：
(1)花生粉的制备；
(2)在上述所得花生粉放入容器中，并加入酸提取剂并作浸泡处理，将容器放入超声波或微波萃取仪中处理；
(3)将上述超声波处理好的混合物质进行真空抽滤处理，得到第一次滤液及第一次滤渣；
(4)将第一次滤渣放入容器中，并加入酸提取剂，将容器放入超声波或微波萃取仪中处理；处理完后进行第二次真空抽滤处理，得到第二次滤液及第二次滤渣；
(5)将第二次滤渣放入容器中，并加入酸提取剂，将容器放入超声波或微波萃取仪中处理；处理完后进行第三次真空抽滤处理，得到第三次滤液及第三次滤渣；
(6)合并第一次滤液、第二次滤液和第三次滤液，经真空旋转蒸发浓缩得到第一浓缩液；
(7)第一浓缩液中加入三氯甲烷和正丁烷经Savage法沉淀蛋白，或者酶法与Savage联用法沉淀蛋白，剧烈振摇一定时间，离心，除去水层与有机层交界处的变性蛋白质，水层仍按照上述方法反复除蛋白5次，得到上清液水层；
(8)上清液水层经超滤、纳滤或反渗透等膜过滤浓缩，得到第二浓缩液；
(9)第二浓缩液经纤维素琼脂糖凝胶(DEAE Sepharose)和G系列葡聚糖凝胶(Sephadex G)柱层析，得到层析液；
(10)层析液中加入相当于层析液体积4倍量的无水乙醇，轻轻摇动均匀后，在4℃冰箱中静置8h，得到白色絮状沉淀，离心，干燥、粉碎得到水溶性膳食纤维；
(11)步骤(5)得到的第三次滤渣经复合酶、在一定条件下水解，水解后的物料在沸水浴中作加热灭酶处理，经蒸馏水洗涤，物料中加入过氧化氢脱色，脱色后的物料再经蒸馏水洗涤，真空抽滤后干燥、粉碎得到花生不溶性膳食纤维产品。
至此，完成了本发明所需的花生水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维产品的提取及纯化。
当然，优选地，上述步骤(1)中所述的花生粉的制备，是将原料用流水清洗干净，在鼓风干燥箱中80℃干燥，干燥后的原料用植物粉碎机粉碎，粉碎物再经食品料理机精磨，精磨物过50目筛，收集筛下物作为提取膳食纤维的花生粉。
进一步地，上述所述的原料为无霉烂、无虫蛀的花生壳、花生杆和花生根；所述的花生粉为花生壳、花生杆和花生根粉碎过筛后的粉末。
当然，优选地，上述步骤(2)中所述的酸提取剂，为柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、琥珀酸、乳酸及醋酸等有机酸，硫酸、磷酸、硝酸、盐酸、硼酸等无机酸中的任何一种，酸提取剂的质量百分含量为1％～10％。
当然，优选地，上述步骤(2)、步骤(4)和步骤(5)所述的超声处理，其超声频率为25KHz、28KHz、40KHz、45KHz、53KHz、80KHz、100KHz，超声功率为100W～300W，超声温度为20℃～80℃，超声处理时间为10～120min。
当然，优选地，上述步骤(2)所述的浸泡处理，当后续用超波处理时，浸泡时间为5min以下；当后续用微波处理时，浸泡时间为40～90min，微波功率为500～1000W，微波温度为50～100℃，微波处理时间为1～10min。
优选地，上述步骤(6)所述的真空旋转蒸发浓缩条件为水浴加热温度为45～75℃。
优选地，上述步骤(7)所述的Savage法沉淀蛋白中，三氯甲烷的加入量为浓缩液1的1/4，正丁烷的加入量为三氯甲烷的1/4。
进一步地，上述所述的蛋白酶的加入量为浓缩液1的0.2％～1.0％，酶液的pH值5.0～8.0，酶液处理时间为30～60min，处理温度40～60℃。
优选地，上述步骤(7)所述的蛋白酶法与Savage联用法沉淀蛋白中，蛋白酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、复合蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶中的任何一种或一种以上。
进一步地，上述所述的蛋白酶法与Savage联用法沉淀蛋白中，三氯甲烷的加入量为酶解液的1/4，正丁烷的加入量为三氯甲烷的1/4。
优选地，步骤(7)所述的剧烈振摇时间为5～20min，以1500～3000r/min离心10～30min。
优选地，步骤(8)所述的超滤、纳滤或反渗透所用的膜组件为卷式或中空纤维式膜组件，截留分子量为200～10000Da，操作压力为0～0.5MPa，操作温度为20～40℃，pH值为3.0～10.0。
优选地，步骤(9)所述的纤维素琼脂糖凝胶为DEAE Sepharose CL-6B，柱层析条件为流速0.1～0.5ml/min，洗脱剂蒸馏水、0.01～1.0mol/L的NaCl溶液或0.01～1.0mol/L的硼砂溶液，G系列葡聚糖凝胶为Sephadex G-10，15，50，75，100系列凝胶柱的任何一种，柱层析条件为流速0.1～1.0ml/min，洗脱剂蒸馏水或0.01～1.0mol/L的NaCl溶液。
优选地，步骤(10)所述的离心条件为15℃下，3000～5000r/min离心10～30min，干燥方法为冷冻干燥和40℃真空干燥中的任何一种，粉碎用食品料理机。
优选地，步骤(11)所述的复合酶为蛋白酶、α-淀粉酶和脂肪酶，加酶量为1％～10％，酶液pH值范围为5.0～8.0，酶解温度为30～55℃，酶解时间为1～5h。
进一步地，上述所述蛋白酶为：木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、复合蛋白酶、风味蛋白酶中的任何一种
优选地，步骤(11)所述的灭酶处理时间为1～10min。
优选地，步骤(11)所述的过氧化氢脱色中：过氧化氢浓度1～10％，处理时间1～3h，处理温度50～80℃，干燥方法为60℃真空干燥，粉碎用食品料理机。
经本发明方法得到的水溶性膳食纤维产品是一种淡黄色粉末，其中含有非淀粉性多糖50％～90％，在pH6.0～7.0的100℃水中溶胀，溶解后为淡黄色溶液。经本发明方法得到的不溶性膳食纤维产品是一种淡黄色粉末，纯度为80％～95％，不溶于冷水和热水，在水中可溶胀。本发明提取的花生膳食纤维产品具有防止冠心病，控制、治疗肥胖病，调节血糖值，治疗糖尿病，调节血脂，预防高血压，调整肠胃功能，预防癌症，消除外源有害物质等生理功能，可作为功能食品原料或功能保健食品。由于采用本发明的方法，可得到含量、纯度和活性高的花生膳食纤维，适合工业化生产。
具体实施方式
实施例1
取无霉烂、无虫蛀的花生壳、花生杆和花生根用流水清洗干净，在鼓风干燥箱中80℃干燥，干燥后的原料用植物粉碎机粉碎，粉碎物再经食品料理机精磨，精磨物过50目筛，收集筛下物作为提取膳食纤维的花生粉；将所得花生粉加入质量百分含量为3％的柠檬酸提取剂，在超声波萃取仪中，以超声频率25kHz、超声功率210W和超声温度70℃处理60min，真空抽滤处理，保留滤液，滤渣再经两次相同条件的超声、真空抽滤处理，并三次抽滤液在60℃水浴中真空旋转蒸发得到第一浓缩液，第一浓缩液作为水溶性膳食纤维的提取液，滤渣作为提取不溶性膳食纤维的物料；第一浓缩液中加入相当于其1/4体积的三氯甲烷，再加入相当于三氯甲烷1/4体积的正丁烷经Savage法除蛋白，剧烈振摇15min，以2500r/min离心15min，除去水层与有机层交界处的变性蛋白质，水层仍按照上述方法反复除蛋白5次，得到上清液水层；上清液水层经超滤，选用截留分子量为5000Da的中空纤维式膜组件，在操作压力0.1MPa，操作温度25℃，pH值7.0条件下浓缩，得到第二浓缩液；第二浓缩液经纤维素琼脂糖凝胶(DEAE Sepharose CL-6B)柱，以蒸馏水流速为0.2ml/min条件洗脱，收集洗脱液，再经G系列葡聚糖凝胶(Sephadex G 75)柱，以蒸馏水流速为0.2ml/min条件洗脱，得到层析液；层析液中加入相当于层析液体积4倍量的无水乙醇，轻轻摇动均匀后，在4℃冰箱中静置8h，得到白色絮状沉淀，在15℃下，4500r/min离心15min，40℃真空干燥、用食品料理机粉碎得到水溶性膳食纤维；提取不溶性膳食纤维的物料加入2％的由木瓜蛋白酶、α-淀粉酶和脂肪酶组成的复合酶液，在pH值为7.0，酶解温度为45℃，酶解时间为5h条件下水解，水解后的物料在沸水浴中加热5min，灭酶，物料经蒸馏水洗涤，再加入2％过氧化氢，在50℃下处理1.5h脱色，脱色后的物料再经蒸馏水洗涤，真空抽滤，60℃真空干燥、用食品料理机粉碎得到花生不溶性膳食纤维产品。经测量水溶性膳食纤维中含有非淀粉性多糖50％，不溶性膳食纤维的纯度为80％。
实施例2
取无霉烂、无虫蛀的花生壳、花生杆和花生根用流水清洗干净，在鼓风干燥箱中80℃干燥，干燥后的原料用植物粉碎机粉碎，粉碎物再经食品料理机精磨，精磨物过50目筛，收集筛下物作为提取膳食纤维的花生粉；将所得花生粉加入质量百分含量为1％的醋酸提取剂，在超声波萃取仪中，以超声频率40kHz、超声功率270W和超声温度80℃处理90min，真空抽滤处理，保留滤液，滤渣再经两次相同条件的超声、真空抽滤处理，合并三次抽滤液在70℃水浴中真空旋转蒸发得到浓缩液1，浓缩液1作为水溶性膳食纤维的提取液，滤渣作为提取不溶性膳食纤维的物料；浓缩液1中加入相当于其1/4体积的三氯甲烷，再加入相当于三氯甲烷1/4体积的正丁烷经Savage法除蛋白，剧烈振摇20min，以2000r/min离心20min，除去水层与有机层交界处的变性蛋白质，水层仍按照上述方法反复除蛋白5次，得到上清液水层；上清液水层经超滤，选用截留分子量为10000Da的中空纤维式膜组件，在操作压力0.3MPa，操作温度25℃，pH值7.0条件下浓缩，得到浓缩液2；浓缩液2经纤维素琼脂糖凝胶(DEAESepharose CL-6B)柱，以蒸馏水流速为0.3ml/min条件洗脱，收集洗脱液，再经G系列葡聚糖凝胶(Sephadex G50)柱，以蒸馏水流速为0.5ml/min条件洗脱，得到层析液；层析液中加入相当于层析液体积4倍量的无水乙醇，轻轻摇动均匀后，在4℃冰箱中静置8h，得到白色絮状沉淀，在15℃下，4000r/min离心20min，冷冻干燥、用食品料理机粉碎得到水溶性膳食纤维；提取不溶性膳食纤维的物料加入1％的由中性蛋白酶、α-淀粉酶和脂肪酶组成的复合酶液，在pH值为7.0，酶解温度为40℃，酶解时间为2h条件下水解，水解后的物料在沸水浴中加热3min，灭酶，物料经蒸馏水洗涤，再加入1％过氧化氢，在45℃下处理2h脱色，脱色后的物料再经蒸馏水洗涤，真空抽滤，60℃真空干燥、用食品料理机粉碎得到花生不溶性膳食纤维产品。经测量水溶性膳食纤维中含有非淀粉性多糖60％，不溶性膳食纤维的纯度为85％。
实施例3
取无霉烂、无虫蛀的花生壳、花生杆和花生根用流水清洗干净，在鼓风干燥箱中80℃干燥，干燥后的原料用植物粉碎机粉碎，粉碎物再经食品料理机精磨，精磨物过50目筛，收集筛下物作为提取膳食纤维的花生粉；将所得花生粉加入质量百分含量为10％的柠檬酸提取剂，在超声波萃取仪中，以超声频率45kHz、超声功率300W和超声温度80℃处理120min，真空抽滤处理，保留滤液，滤渣再经两次相同条件的超声、真空抽滤处理，合并三次抽滤液在65℃水浴中真空旋转蒸发得到浓缩液1，浓缩液1作为水溶性膳食纤维的提取液，滤渣作为提取不溶性膳食纤维的物料；浓缩液1中加入0.8％的中性蛋白酶，其pH值为7.0，酶解时间为60min，酶解温度为55℃，酶解结束后，在酶解液中加入相当于其1/4体积的三氯甲烷，再加入相当于三氯甲烷1/4体积的正丁烷，剧烈振摇20min，以3000r/min离心20min，除去水层与有机层交界处的变性蛋白质，水层仍按照上述方法反复除蛋白5次，得到上清液水层；上清液水层经纳滤，选用截留分子量为800Da的中空纤维式膜组件，在操作压力0.05MPa，操作温度30℃，pH值7.0条件下浓缩，得到浓缩液2；浓缩液2经纤维素琼脂糖凝胶(DEAE Sepharose CL-6B)柱，以蒸馏水流速为0.4ml/min条件洗脱，收集洗脱液，再经G系列葡聚糖凝胶(Sephadex G100)柱，以蒸馏水流速为0.1ml/min条件洗脱，得到层析液；层析液中加入相当于层析液体积4倍量的无水乙醇，轻轻摇动均匀后，在4℃冰箱中静置8h，得到白色絮状沉淀，在15℃下，4000r/min离心30min，冷冻干燥、用食品料理机粉碎得到水溶性膳食纤维；提取不溶性膳食纤维的物料加入5％的由风味蛋白酶、α-淀粉酶和脂肪酶组成的复合酶液，在pH值为7.0，酶解温度为55℃，酶解时间为2h条件下水解，水解后的物料在沸水浴中加热7min，灭酶，物料经蒸馏水洗涤，再加入10％过氧化氢，在65℃下处理2h脱色，脱色后的物料再经蒸馏水洗涤，真空抽滤，60℃真空干燥、用食品料理机粉碎得到花生不溶性膳食纤维产品。经测量水溶性膳食纤维中含有非淀粉性多糖70％，不溶性膳食纤维的纯度为90％。
实施例4
取无霉烂、无虫蛀的花生壳、花生杆和花生根用流水清洗干净，在鼓风干燥箱中80℃干燥，干燥后的原料用植物粉碎机粉碎，粉碎物再经食品料理机精磨，精磨物过50目筛，收集筛下物作为提取膳食纤维的花生粉；将所得花生粉加入质量百分含量为5％的柠檬酸提取剂，浸泡50min，在微波萃取仪中，以微波功率800W、微波温度80℃处理6min，真空抽滤处理，保留滤液，滤渣再经两次相同条件的微波、真空抽滤处理，合并三次抽滤液在75℃水浴中真空旋转蒸发得到浓缩液1，浓缩液1作为水溶性膳食纤维的提取液，滤渣作为提取不溶性膳食纤维的物料；浓缩液1中加入0.5％的复合蛋白酶，其pH值为7.0，酶解时间为30min，酶解温度为45℃，酶解结束后，在酶解液中加入相当于其1/4体积的三氯甲烷，再加入相当于三氯甲烷1/4体积的正丁烷，剧烈振摇20min，以3000r/min离心20min，除去水层与有机层交界处的变性蛋白质，水层仍按照上述方法反复除蛋白5次，得到上清液水层；上清液水层经纳滤，选用截留分子量为1000Da的中空纤维式膜组件，在操作压力0.05MPa，操作温度30℃，pH值6.5条件下浓缩，得到浓缩液2；浓缩液2经纤维素琼脂糖凝胶(DEAESepharose CL-6B)柱，以0.02mol/ml的NaCl流速为0.1ml/min条件洗脱，收集洗脱液，再经G系列葡聚糖凝胶(Sephadex G100)柱，以0.02mol/ml的NaCl流速为0.1ml/min条件洗脱，得到层析液；层析液中加入相当于层析液体积4倍量的无水乙醇，轻轻摇动均匀后，在4℃冰箱中静置8h，得到白色絮状沉淀，在15℃下，5000r/min离心25min，冷冻干燥、用食品料理机粉碎得到水溶性膳食纤维；提取不溶性膳食纤维的物料加入3％的由碱性蛋白酶、α-淀粉酶和脂肪酶组成的复合酶液，在pH值为7.5，酶解温度为50℃，酶解时间为2h条件下水解，水解后的物料在沸水浴中加热8min，灭酶，物料经蒸馏水洗涤，再加入1％过氧化氢，在60℃下处理1h脱色，脱色后的物料再经蒸馏水洗涤，真空抽滤，60℃真空干燥、用食品料理机粉碎得到花生不溶性膳食纤维产品。经测量水溶性膳食纤维中含有非淀粉性多糖80％，不溶性膳食纤维的纯度为95％。
实施例5
取无霉烂、无虫蛀的花生壳、花生杆和花生根用流水清洗干净，在鼓风干燥箱中80。℃干燥，干燥后的原料用植物粉碎机粉碎，粉碎物再经食品料理机精磨，精磨物过50目筛，收集筛下物作为提取膳食纤维的花生粉；将所得花生粉加入质量百分含量为1％的磷酸提取剂，浸泡80min，在微波萃取仪中，以微波功率1000W、微波温度90℃处理3min，真空抽滤处理，保留滤液，滤渣再经两次相同条件的微波、真空抽滤处理，合并三次抽滤液在70℃水浴中真空旋转蒸发得到浓缩液1，浓缩液1作为水溶性膳食纤维的提取液，滤渣作为提取不溶性膳食纤维的物料；浓缩液1中加入0.6％的风味蛋白酶，其pH值为7.0，酶解时间为45min，酶解温度为50℃，酶解结束后，在酶解液中加入相当于其1/4体积的三氯甲烷，再加入相当于三氯甲烷1/4体积的正丁烷，剧烈振摇20min，以2000r/min离心30min，除去水层与有机层交界处的变性蛋白质，水层仍按照上述方法反复除蛋白5次，得到上清液水层；上清液水层经超滤，选用截留分子量为3000Da的中空纤维式膜组件，在操作压力0.3MPa，操作温度25℃，pH值7.0条件下浓缩，得到浓缩液2；浓缩液2经纤维素琼脂糖凝胶(DEAESepharose CL-6B)柱，以蒸馏水流速为0.5ml/min条件洗脱，收集洗脱液，再经G系列葡聚糖凝胶(Sephadex G50)柱，以蒸馏水流速为0.5ml/min条件洗脱，得到层析液；层析液中加入相当于层析液体积4倍量的无水乙醇，轻轻摇动均匀后，在4℃冰箱中静置8h，得到白色絮状沉淀，在15℃下，5000r/min离心25min，40℃真空干燥、用食品料理机粉碎得到水溶性膳食纤维；提取不溶性膳食纤维的物料加入4％的由复合蛋白酶、α-淀粉酶和脂肪酶组成的复合酶液，在pH值为7.0，酶解温度为55℃，酶解时间为3h条件下水解，水解后的物料在沸水浴中加热4min，灭酶，物料经蒸馏水洗涤，再加入5％过氧化氢，在60℃下处理2.5h脱色，脱色后的物料再经蒸馏水洗涤，真空抽滤，60℃真空干燥、用食品料理机粉碎得到花生不溶性膳食纤维产品。经测量水溶性膳食纤维中含有非淀粉性多糖85％，不溶性膳食纤维的纯度为88％。
实施例6
取无霉烂、无虫蛀的花生壳、花生杆和花生根用流水清洗干净，在鼓风干燥箱中80℃干燥，干燥后的原料用植物粉碎机粉碎，粉碎物再经食品料理机精磨，精磨物过50目筛，收集筛下物作为提取膳食纤维的花生粉；将所得花生粉加入质量百分含量为5％的琥珀酸提取剂，浸泡90min，在微波萃取仪中，以微波功率900W、微波温度100℃处理4min，真空抽滤处理，保留滤液，滤渣再经两次相同条件的微波、真空抽滤处理，合并三次抽滤液在70℃水浴中真空旋转蒸发得到浓缩液1，浓缩液1作为水溶性膳食纤维的提取液，滤渣作为提取不溶性膳食纤维的物料；浓缩液1中加入相当于其1/4体积的三氯甲烷，再加入相当于三氯甲烷1/4体积的正丁烷经Savage法除蛋白，剧烈振摇20min，以3000r/min离心30min，除去水层与有机层交界处的变性蛋白质，水层仍按照上述方法反复除蛋白5次，得到上清液水层；上清液水层经反渗透，选用截留分子量为10000Da的卷式纤维式膜组件，在操作压力0MPa，操作温度35℃，pH值7.0条件下浓缩，得到浓缩液2；浓缩液2经纤维素琼脂糖凝胶(DEAESepharose CL-6B)柱，以0.03mol/L的NaCl溶液流速为0.1ml/min条件洗脱，收集洗脱液，再经G系列葡聚糖凝胶(Sephadex G100)柱，以0.01mol/L的NaCl溶液流速为0.05ml/min条件洗脱，得到层析液；层析液中加入相当于层析液体积4倍量的无水乙醇，轻轻摇动均匀后，在4℃冰箱中静置8h，得到白色絮状沉淀，在15℃下，5000r/min离心10min，40℃真空干燥、用食品料理机粉碎得到水溶性膳食纤维；提取不溶性膳食纤维的物料加入3％的由风味蛋白酶、α-淀粉酶和脂肪酶组成的复合酶液，在pH值为6.5，酶解温度为50℃，酶解时间为3.5h条件下水解，水解后的物料在沸水浴中加热10min，灭酶，物料经蒸馏水洗涤，再加入8％过氧化氢，在70℃下处理1h脱色，脱色后的物料再经蒸馏水洗涤，真空抽滤，60℃真空干燥、用食品料理机粉碎得到花生不溶性膳食纤维产品。经测量水溶性膳食纤维中含有非淀粉性多糖90％，不溶性膳食纤维的纯度为92％。
上述任一实施例中所述的花生粉的制备，是将原料用流水清洗干净，在鼓风干燥箱中80℃干燥，干燥后的原料用植物粉碎机粉碎，粉碎物再经食品料理机精磨，精磨物过50目筛，收集筛下物作为提取膳食纤维的花生粉；且所述的原料为无霉烂、无虫蛀的花生壳、花生杆和花生根；所述的花生粉为花生壳、花生杆和花生根粉碎过筛后的粉末。
上述任一实施例中所述的酸提取剂，为柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、琥珀酸、乳酸及醋酸等有机酸，硫酸、磷酸、硝酸、盐酸、硼酸等无机酸中的任何一种，酸提取剂的质量百分含量为1％～10％。
上述实施例1至实施例3中所述的超声波萃取仪，其超声频率为25KHz、28KHz、40KHz、45KHz、53KHz、80KHz、100KHz，超声功率为100W～300W，超声温度为20℃～80℃，超声处理时间为10～120min。
上述实施例1至实施例3中所述的浸泡，其时间为5min以下。
上述实施例4至实施例6中所述的浸泡，其时间为40～90min。
上述实施例4至实施例6中所述的微波萃取仪，其微波功率为500～1000w，微波温度为50～100℃，微波处理时间为1～10min。
上述任一实施例中所述的真空旋转蒸发浓缩条件为水浴加热温度为45～75℃。
上述任一实施例中所述的三氯甲烷的加入量为浓缩液1的1/4，正丁烷的加入量为三氯甲烷的1/4。
上述实施例3、实施例4和实施例5中所述的蛋白酶的加入量为浓缩液1的0.2％～1.0％，酶液的pH值5.0～8.0，酶液处理时间为30～60min，处理温度40～60℃；所述蛋白酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、复合蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶中的任何一种或一种以上。
上述任一实施例中所述的剧烈振摇时间为5～20min，以1500～3000r/min离心10～30min。
上述任一实施例中所述的超滤、纳滤或反渗透所用的膜组件为卷式或中空纤维式膜组件，截留分子量为200～10000Da，操作压力为0～0.5MPa，操作温度为20～40℃，pH值为3.0～10.0。
上述任一实施例中所述的DEAE Sepharose为DEAE Sepharose CL-6B，柱层析条件为流速0.1～0.5ml/min，洗脱剂蒸馏水、0.01～1.0mol/L的NaCl溶液或0.01～1.0mol/L的硼砂溶液，G系列葡聚糖凝胶(Sephadex G)为Sephadex G-10，15，50，75，100系列凝胶柱的任何一种，柱层析条件为流速0.1～1.0ml/min，洗脱剂蒸馏水或0.01～1.0mol/L的NaCl溶液。
上述任一实施例中所述的离心条件为15℃下，3000～5000r/min离心10～30min，干燥方法为冷冻干燥和40℃真空干燥中的任何一种，粉碎用食品料理机。
上述任一实施例中所述的复合酶为蛋白酶、α-淀粉酶和脂肪酶，加酶量为1％～10％，酶液pH值范围为5.0～8.0，酶解温度为30～55℃，酶解时间为1～5h；所述蛋白酶为：木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、复合蛋白酶、风味蛋白酶中的任何一种
上述任一实施例中所述的灭酶处理时间为1～10min。
上述任一实施例中所述的的过氧化氢脱色中：过氧化氢浓度1～10％，处理时间1～3h，处理温度50～80℃，干燥方法为60℃真空干燥，粉碎用食品料理机。
经本发明方法得到的水溶性膳食纤维产品是一种淡黄色粉末，其中含有非淀粉性多糖50％～90％，在pH6.0～7.0的100℃水中溶胀，溶解后为淡黄色溶液。经本发明方法得到的不溶性膳食纤维产品是一种淡黄色粉末，纯度为80％～95％，不溶于冷水和热水，在水中可溶胀。本发明提取的花生膳食纤维产品具有防止冠心病，控制、治疗肥胖病，调节血糖值，治疗糖尿病，调节血脂，预防高血压，调整肠胃功能，预防癌症，消除外源有害物质等生理功能，可作为功能食品原料或功能保健食品。由于采用本发明的方法，可得到含量、纯度和活性高的花生膳食纤维，适合工业化生产。
本文具体说明了本发明示例性实施实例和目前的优选实施方式，应当理解，本发明的构思可以按其他种种形式实施运用，它们同样落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种花生膳食纤维超声波或微波辅助提取及纯化方法，其特征在于它包含以下步骤：
(1)花生粉的制备；
(2)在上述所得花生粉放入容器中，并加入酸提取剂并作浸泡处理，将容器放入超声波或微波萃取仪中处理；
(3)将上述超声波处理好的混合物质进行真空抽滤处理，得到第一次滤液及第一次滤渣；
(4)将第一次滤渣放入容器中，并加入酸提取剂，将容器放入超声波或微波萃取仪中处理；处理完后进行第二次真空抽滤处理，得到第二次滤液及第二次滤渣；
(5)将第二次滤渣放入容器中，并加入酸提取剂，将容器放入超声波或微波萃取仪中处理；处理完后进行第三次真空抽滤处理，得到第三次滤液及第三次滤渣；
(6)合并第一次滤液、第二次滤液和第三次滤液，经真空旋转蒸发浓缩得到第一浓缩液；所述的真空旋转蒸发浓缩条件为水浴加热温度为45～75℃；
(7)第一浓缩液中加入三氯甲烷和正丁烷经Savage法沉淀蛋白，或者酶法与Savage联用法沉淀蛋白，剧烈振摇一定时间，离心，除去水层与有机层交界处的变性蛋白质，水层仍按照上述方法反复除蛋白5次，得到上清液水层；
(8)上清液水层经超滤、纳滤或反渗透等膜过滤浓缩，得到第二浓缩液；
(9)第二浓缩液经纤维素琼脂糖凝胶和G系列葡聚糖凝胶柱层析，得到层析液；
(10)层析液中加入相当于层析液体积4倍量的无水乙醇，摇动均匀后，在4℃冰箱中静置8h，得到白色絮状沉淀，离心，干燥、粉碎得到水溶性膳食纤维；
(11)步骤(5)得到的第三次滤渣经复合酶、在一定条件下水解，水解后的物料在沸水浴中作加热灭酶处理，经蒸馏水洗涤，物料中加入过氧化氢脱色，脱色后的物料再经蒸馏水洗涤，真空抽滤后干燥、粉碎得到花生不溶性膳食纤维产品。
2.根据权利要求1所述的花生膳食纤维超声波或微波辅助提取及纯化方法，其特征在于，步骤(1)中所述的花生粉的制备，是将原料用流水清洗干净，在鼓风干燥箱中80℃干燥，干燥后的原料用植物粉碎机粉碎，粉碎物再经食品料理机精磨，精磨物过50目筛，收集筛下物作为提取膳食纤维的花生粉；上述所述的原料为无霉烂、无虫蛀的花生壳、花生杆和花生根；所述的花生粉为花生壳、花生杆和花生根粉碎过筛后的粉末。
3.根据权利要求1所述的花生膳食纤维超声波或微波辅助提取及纯化方法，其特征在于，步骤(2)中所述的酸提取剂，为有机酸或无机酸，酸提取剂的质量百分含量为1％～10％；步骤(2)所述的浸泡处理，当后续用超波处理时，浸泡时间为5min以下；当后续用微波处理时，浸泡时间为40～90min，微波功率为500～1000W，微波温度为50～100℃，微波处理时间为1～10min。
4.根据权利要求1所述的花生膳食纤维超声波或微波辅助提取及纯化方法，其特征在于，步骤(2)、步骤(4)和步骤(5)所述的超声处理，其超声频率为25KHz或28KHz或40KHz或45KHz或53KHz或80KHz或100KHz，超声功率为100W～300W，超声温度为20℃～80℃，超声处理时间为10～120min。
5.根据权利要求1所述的花生膳食纤维超声波或微波辅助提取及纯化方法，其特征在于，步骤(7)所述的Savage法沉淀蛋白中，三氯甲烷的加入量为浓缩液的1/4，正丁烷的加入量为三氯甲烷的1/4；步骤(7)所述的蛋白酶法与Savage联用法沉淀蛋白中，三氯甲烷的加入量为酶解液的1/4，正丁烷的加入量为三氯甲烷的1/4；步骤(7)所述的剧烈振摇时间为5～20min，以1500～3000r/min离心10～30min。
6.根据权利要求1所述的花生膳食纤维超声波或微波辅助提取及纯化方法，其特征在于，步骤(7)所述的蛋白酶法与Savage联用法沉淀蛋白中，蛋白酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、复合蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶中的任何一种或一种以上；步骤(7)所述的蛋白酶的加入量为浓缩液的0.2％～1.0％，酶液的pH值5.0～8.0，酶液处理时间为30～60min，处理温度40～60℃。
7.根据权利要求1所述的花生膳食纤维超声波或微波辅助提取及纯化方法，其特征在于，步骤(8)所述的超滤、纳滤或反渗透所用的膜组件为卷式或中空纤维式膜组件，截留分子量为200～10000Da，操作压力为0～0.5MPa，操作温度为20～40℃，pH值为3.0～10.0。
8.根据权利要求1所述的花生膳食纤维超声波或微波辅助提取及纯化方法，其特征在于，步骤(9)所述的纤维素琼脂糖凝胶为DEAE Sepharose CL-6B，柱层析条件为流速0.1～0.5ml/min，洗脱剂蒸馏水、0.01～1.0mol/L的NaCl溶液或0.01～1.0mol/L的硼砂溶液，G系列葡聚糖凝胶为Sephadex G-10，15，50，75，100系列凝胶柱的任何一种，柱层析条件为流速0.1～1.0ml/min，洗脱剂蒸馏水或0.01～1.0mol/L的NaCl溶液。
9.根据权利要求1所述的花生膳食纤维超声波或微波辅助提取及纯化方法，其特征在于，步骤(10)所述的离心条件为15℃下，3000～5000r/min离心10～30min，干燥方法为冷冻干燥和40℃真空干燥中的任何一种，粉碎用食品料理机。
10.根据权利要求1所述的花生膳食纤维超声波或微波辅助提取及纯化方法，其特征在于，步骤(11)所述的复合酶为蛋白酶、α-淀粉酶和脂肪酶，加酶量为1％～10％，酶液pH值范围为5.0～8.0，酶解温度为30～55℃，酶解时间为1～5h；所述蛋白酶为：木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、复合蛋白酶、风味蛋白酶中的任何一种；步骤(11)所述的灭酶时间为1～10min；步骤(11)所述的过氧化氢脱色中：过氧化氢浓度1～10％，处理时间1～3h，处理温度50～80℃，干燥方法为60℃真空干燥，粉碎用食品料理机。
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120613 Termination date: 20130414 |