CN102121036A - 一种用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属食品加工领域，涉及一种用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，包括以下步骤：无菌水、无机盐和菌种种子培养液加到灭菌的花生粉中，经发酵培养、振荡培养，真空抽滤、浓缩、无水乙醇沉淀、沸水溶解、离心、再浓缩、无水乙醇沉淀、离心、干燥、粉碎得水溶性膳食纤维产品，滤渣经脱色精制得不溶性膳食纤维产品。本发明制得的花生膳食纤维含量、纯度和活性高，水溶性膳食纤维产品非淀粉性多糖60％～90％，不溶性膳食纤维产品纯度80％～95％，可作为功能食品原料或功能保健食品，具防糖尿病、肥胖症、胆结石、结肠癌、乳腺癌、抗氧化性和除自由基、提高人体免疫力、降血压、改善和增进口腔、牙齿的功能，其生产工艺适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于食品加工领域，涉及一种用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法。
背景技术
膳食纤维(Dietary fiber，DF)是指能抵抗人体小肠消化吸收，而在人体大肠内部分或者全部发酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相类似物质的总和，包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物物质。根据其溶解性可分为水溶性膳食纤维(Water soluble dietary fiber，SDF)和不溶性膳食纤维(Insolubledietary fiber，IDF)两大类。SDF是指不能被人体消化道分泌的消化酶所消化，但可溶于温水或热水，且其水溶液又能被相当于四倍无水乙醇再沉淀的那部分非淀粉性多糖，主要是植物细胞内的储存物质和分泌物，以及部分微生物多糖和合成多糖，其组成主要有一些胶类物质，如果胶、阿拉伯胶、角叉胶、瓜儿豆胶、卡拉胶、黄原胶、琼脂等以及半乳甘露聚糖、葡聚糖、海藻酸盐、羧甲基纤维素(CMC)和真菌多糖等。IDF是指不能被人体消化道的酶消化，且不溶于热水的非淀粉性多糖，主要成分是纤维素、某些半纤维素、木质素、原果胶、壳聚糖和植物蜡等。根据研究证明，膳食纤维具有许多生理功能，可以预防和治疗现代文明病，如调节血糖水平，预防糖尿病；抗乳腺癌的作用；抗氧化性和清除自由基作用；抑制有毒发酵产物，预防结肠癌；治疗心血管病；降血压、降血脂作用等。因此，建议成人每天摄入膳食纤维总量为25-38g，其中SDF占20％，IDF占80％。
我国是世界花生生产、消费和出口大国，花生种植面积和年产量均居世界前列。每年花生产业会产生大量的花生壳、花生杆和花生根。花生壳营养丰富，它含有4.8-7.2％的蛋白质、65.7-79.3％的粗纤维、10.1％半纤维素、1.2-1.8％的粗脂肪、矿物质(Ca，Fe，Cu，Zn，Mn，B，Al，Sr，Ba，Na，P，K，Mg)和一些药用成分如木犀草素、β-谷固醇、皂甙和木糖等。花生杆中含有粗蛋白12.2％，粗纤维21.8％，钙2.8％，磷0.1％，赖氨酸0.40％，含硫氨基酸0.27％等营养成分。花生根中也含有丰富的粗纤维。可见，花生壳、花生杆和花生根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，这些资源没有得到很好的利用，尤其从花生壳、花生杆和花生根中提取膳食纤维还缺乏系统研究。
为了开发和利用花生产业，花生壳、花生杆和花生根这些潜在的膳食纤维资源，生产高附加值产品和解决环境污染问题，就要研究花生膳食纤维的制备工艺，而本发明所提供的制备工艺，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生产反应条件温和、选择性强、不破坏天然纤维结构、不损失具有重要生理功能的水溶性花生膳食纤维和不溶性花生膳食纤维产品的方法。
为达到上述目的，本发明采用以下步骤来实现：
一种用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于包含以下步骤：
第1步：制备菌种种子培养液：将冻干菌种经活化培养、扩大培养和种子培养得到菌种种子培养液；
第2步：花生粉的制备和灭菌；
第3步：发酵培养物制取：在制得的无菌花生粉中加入一定体积的无菌水、无机盐和第1步制得的菌种种子培养液，在一定温度下摇匀液体发酵培养或培养箱中固体发酵培养一定时间得到发酵培养物；
第4步：振荡培养及灭菌：发酵培养物加入一定体积的水，在一定温度的恒温水浴中振荡培养一定时间，振荡培养结束后，将液体发酵物或固体发酵物灭菌；
第5步：真空抽滤及发酵液制取：灭菌后的发酵物经真空抽滤，保留第一滤液和第一滤渣，第一滤渣用蒸馏水真空抽滤洗涤两次，得到洗涤液，将洗涤液与第一滤液合并得到发酵液；
第6步：发酵液经真空旋转蒸发浓缩得到第一浓缩液，在第一浓缩液中加入无水乙醇，摇匀，冰箱中静置过夜，取第一浓缩液与无水乙醇混合物经真空抽滤得到第二滤渣和第二滤液，第二滤液经真空旋转蒸发浓缩得到第二浓缩液，第二浓缩液加入无水乙醇，轻摇后经真空抽滤得到第三滤渣；
第7步：将第二滤渣和第三滤渣溶于沸水、离心、保留第一上清液，离心后的沉淀再经沸水溶解、离心两次，保留两次离心的上清液，与第一上清液合并，经真空旋转蒸发浓缩得到第三浓缩液；
第8步：第三浓缩液加入无水乙醇，轻摇，冰箱中静置过夜，取第三浓缩液与无水乙醇混合物离心，沉淀经干燥、粉碎得到水溶性膳食纤维产品；
第9步：第一滤渣经脱色精制得到不溶性膳食纤维产品。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第1步中所述菌种活化培养方法为：用无菌吸管吸取一定体积的液体PDY第一培养基，滴入菌种管内，轻轻振荡，使冻干菌体溶解成悬浮状液体，取约0.2ml菌悬液，转接于PDA培养基第一斜面上，在一定温度的培养箱中培养一定时间，得到活化菌种；所述扩大培养方法为：用接种环挑取1环活化菌种于PDA培养基第二斜面上，培养箱中一定温度下扩大培养一定时间，得到扩大培养菌种；所述种子培养方法是：将PDA培养基第二斜面上的菌种用无菌水淋洗成菌悬液，再将菌悬液接入装有100ml的PDY第二培养基的三角瓶中，一定温度下摇匀振荡培养一定时间，得到菌种种子培养液；所述的液体PDY第一培养基的配方为马铃薯20g/L，葡萄糖2g/L，酵母膏1g/L，PDY第一培养基的体积为0.3～0.4ml；所述的PDA培养基第一斜面的配方为马铃薯20g/L，葡萄糖2g/L，琼脂2g/L，活化培养条件为23～32℃，静置培养2～4天；所述的PDA培养基第二斜面的配方为马铃薯20g/L，葡萄糖2g/L，琼脂2g/L，扩大培养条件为23～32℃，静置培养2～4天；所述的液体PDY第二培养基的配方为马铃薯20g/L，葡萄糖2g/L，酵母膏1g/L，种子培养条件为23～32℃，摇匀150r/min振荡培养2～4天；所述菌种为黑曲霉、绿色木霉、米根霉、白地霉、裂褶菌中的一种。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第2步中所述的花生粉制备方法是将无霉烂、无虫蛀的花生壳、花生杆和花生根中的任何一种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；所述的花生粉灭菌方法为花生粉在高压灭菌锅内121℃灭菌10min。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第3步中所述的液体发酵培养过程为：取花生壳粉原料加入无菌水10～15ml/g原料，KH2PO4.1.88％～5.63％，(NH4)2SO4 1.88％～5.63％，MgSO4 1.88％～5.63％，菌龄2～4天的菌种种子液1.5～2.5ml/g原料，温度25～30℃，摇匀转速100～180r/min，培养6～10天；所述的固体发酵培养过程为：取花生壳粉原料加入无菌水1.5～2.5ml/g原料，KH2PO4.1.88％～5.63％，(NH4)2SO4 1.88％～5.63％，MgSO4 1.88％～5.63％，菌龄2～4天的菌种种子液1.5～2.5ml/g原料，温度25～30℃，培养箱静置培养6～10天。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第4步中所述的液体发酵培养物加入水的体积为0～40ml，固体发酵培养物加入水的体积为90～110ml，在35～50℃的恒温水浴振荡器中，以100～180r/min的转速振荡培养3～6h。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第4步中所述的液体发酵培养物或固体发酵培养物灭菌方法为发酵物在100℃水浴中保持10min。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第6步中所述的真空旋转蒸发浓缩条件为水浴加热温度为45～75℃，加入无水乙醇的体积为浓缩液体积的4倍。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第7步中所述的离心条件为15℃下，3000～5000r/min离心10～30min，真空旋转蒸发浓缩条件为水浴加热温度为45～75℃。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第8步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，用食品料理机粉碎干燥物。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第9步中所述的脱色精制方法为：用过氧化氢脱色，过氧化氢浓度1～10％，加入体积为80～120ml，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。
水溶性膳食纤维产品是一种淡黄色或乳白色粉末，它的主要活性成分为：非淀粉性多糖含量为60％～90％，在pH6.0～7.0的100℃水中溶胀并溶解，溶解后为淡黄色溶液。不溶性膳食纤维产品是一种乳白色粉末，纯度为80％～95％，不溶于冷水和热水，在水中可溶胀。膳食纤维的生理功能包括：调节血糖水平，预防糖尿病；低能量，预防肥胖症；抑制有毒发酵产物，预防结肠癌；抗乳腺癌的作用；抗氧化性和清除自由基作用；提高人体免疫能力；改善和增进口腔、牙齿的功能；防治胆结石和降低血压的作用。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，其生产工艺适合工业化生产，可作为功能食品原料或功能保健食品。
具体实施方式
实施例1
用无菌吸管吸取0.3ml的液体PDY第一培养基，滴入黑曲霉冻干菌种管内，轻轻振荡，使冻干菌体溶解成悬浮状液体，取约0.2ml菌悬液，转接于PDA培养基第一斜面上，在27℃的培养箱中培养3天，得到活化菌种；用接种环挑取1环活化菌种于PDA培养基第二斜面上，培养箱中27℃下扩大培养3天，得到扩大培养菌种；将PDA培养基第二斜面上的菌种用无菌水淋洗成菌悬液，再将菌悬液接入装有100ml的PDY第二培养基的三角瓶中，在27℃下摇匀150r/min振荡培养3天，得到菌种种子培养液；取无霉烂、无虫蛀的花生壳用流水清洗干净，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；花生粉在高压灭菌锅内121℃灭菌10min；取无菌花生粉8g，加入无菌水100ml，KH2PO4.1.88％，(NH4)2SO4 1.88％，MgSO4 1.88％，菌龄3天的菌种种子培养液15ml，在27℃下，以150r/min转速摇匀培养9天；液体发酵培养物加入20ml水，在45℃恒温水浴振荡器中，以150r/min的转速振荡培养4h；取出液体发酵培养物在100℃水浴中保持10min灭菌；灭菌后的发酵物经真空抽滤，保留第一滤液和第一滤渣；第一滤渣用蒸馏水真空抽滤洗涤两次，洗涤液与第一滤液合并得到发酵液；发酵液在60℃水浴中真空旋转蒸发浓缩，得到第一浓缩液；第一浓缩液中加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇，冰箱中静置过夜；取第一浓缩液与无水乙醇的混合物经真空抽滤得到第二滤渣和第二滤液，第二滤液在60℃水浴中真空旋转蒸发浓缩得到第二浓缩液，第二浓缩液加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇后经真空抽滤得到第三滤渣；第二滤渣和第三滤渣在沸水中溶解，15℃下4500r/min离心10min，保留第一上清液，离心后的沉淀再经相同条件沸水溶解、离心两次，保留两次离心的上清液，与第一上清液合并，在60℃水浴中真空旋转蒸发浓缩得到第三浓缩液；第三浓缩液加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇，冰箱中静置过夜；取第三浓缩液与无水乙醇混合物在15℃下4500r/min离心10min，保留沉淀；沉淀经冷冻干燥，食品料理机粉碎得到水溶性膳食纤维产品；第一滤渣加入5％的过氧化氢溶液100ml，在60℃下处理2h，60℃真空干燥，食品料理机粉碎得到不溶性膳食纤维产品。
实施例2
用无菌吸管吸取0.4ml的液体PDY第一培养基，滴入绿色木霉冻干菌种管内，轻轻振荡，使冻干菌体溶解成悬浮状液体，取约0.2ml菌悬液，转接于PDA培养基第一斜面上，在29℃的培养箱中培养4天，得到活化菌种；用接种环挑取1环活化菌种于PDA培养基第二斜面上，培养箱中29℃下扩大培养4天，得到扩大培养菌种；将PDA培养基第二斜面上的菌种用无菌水淋洗成菌悬液，再将菌悬液接入装有100ml的PDY第二培养基的三角瓶中，在29℃下摇匀150r/min振荡培养4天，得到菌种种子培养液；取无霉烂、无虫蛀的花生杆用流水清洗干净，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；花生粉在高压灭菌锅内121℃灭菌10min；取无菌花生粉10g，加入无菌水25ml，KH2PO4.1.88％，(NH4)2SO4 1.88％，MgSO4 1.88％，菌龄4天的菌种种子培养液18ml，在29℃下，培养箱静置培养10天；固体发酵培养物加入100ml水，在50℃恒温水浴振荡器中，以180r/min的转速振荡培养4h；取出固体发酵培养物在100℃水浴中保持10min灭菌；灭菌后的发酵物经真空抽滤，保留第一滤液和第一滤渣；第一滤渣用蒸馏水真空抽滤洗涤两次，洗涤液与第一滤液合并得到发酵液；发酵液在70℃水浴中真空旋转蒸发浓缩，得到第一浓缩液；第一浓缩液中加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇，冰箱中静置过夜；取第一浓缩液与无水乙醇的混合物经真空抽滤得到第二滤渣和第二滤液，第二滤液在70℃水浴中真空旋转蒸发浓缩得到第二浓缩液，第二浓缩液加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇后经真空抽滤得到第三滤渣；第二滤渣和第三滤渣在沸水中溶解，15℃下5000r/min离心15min，保留第一上清液，离心后的沉淀再经相同条件沸水溶解、离心两次，保留两次离心的上清液，与第一上清液合并，在70℃水浴中真空旋转蒸发浓缩得到第三浓缩液；第三浓缩液加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇，冰箱中静置过夜；取第三浓缩液与无水乙醇混合物在15℃下5000r/min离心15min，保留沉淀；沉淀经冷冻干燥，食品料理机粉碎得到水溶性膳食纤维产品；第一滤渣加入2％的过氧化氢溶液120ml，在70℃下处理3h，60℃真空干燥，食品料理机粉碎得到不溶性膳食纤维产品。
实施例3
用无菌吸管吸取0.3ml的液体PDY第一培养基，滴入米根霉冻干菌种管内，轻轻振荡，使冻干菌体溶解成悬浮状液体，取约0.2ml菌悬液，转接于PDA培养基第一斜面上，在30℃的培养箱中培养4天，得到活化菌种；用接种环挑取1环活化菌种于PDA培养基第二斜面上，培养箱中30℃下扩大培养4天，得到扩大培养菌种；将PDA培养基第二斜面上的菌种用无菌水淋洗成菌悬液，再将菌悬液接入装有100ml的PDY第二培养基的三角瓶中，在30℃下摇匀150r/min振荡培养4天，得到菌种种子培养液；取无霉烂、无虫蛀的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；花生粉在高压灭菌锅内121℃灭菌10min；取无菌花生粉8g，加入无菌水80ml，KH2PO4 3.76％，(NH4)2SO4 3.76％，MgSO4 3.76％，菌龄4天的菌种种子培养液18ml，在30℃下，以100r/min转速摇匀培养8天；液体发酵培养物加入40ml水，在40℃恒温水浴振荡器中，以120r/min的转速振荡培养5h；取出液体发酵培养物在100℃水浴中保持10min灭菌；灭菌后的发酵物经真空抽滤，保留第一滤液和第一滤渣；第一滤渣用蒸馏水真空抽滤洗涤两次，洗涤液与第一滤液合并得到发酵液；发酵液在70℃水浴中真空旋转蒸发浓缩，得到第一浓缩液；第一浓缩液中加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇，冰箱中静置过夜；取第一浓缩液与无水乙醇的混合物经真空抽滤得到第二滤渣和第二滤液，第二滤液在70℃水浴中真空旋转蒸发浓缩得到第二浓缩液，第二浓缩液加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇后经真空抽滤得到第三滤渣；第二滤渣和第三滤渣在沸水中溶解，15℃下5000r/min离心20min，保留第一上清液，离心后的沉淀再经相同条件沸水溶解、离心两次，保留两次离心的上清液，与第一上清液合并，在70℃水浴中真空旋转蒸发浓缩得到第三浓缩液；第三浓缩液加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇，冰箱中静置过夜；取第三浓缩液与无水乙醇混合物在15℃下5000r/min离心20min，保留沉淀；沉淀经冷冻干燥，食品料理机粉碎得到水溶性膳食纤维产品；第一滤渣加入3％的过氧化氢溶液120ml，在75℃下处理3h，60℃真空干燥，食品料理机粉碎得到不溶性膳食纤维产品。
实施例4
用无菌吸管吸取0.4ml的液体PDY第一培养基，滴入白地霉冻干菌种管内，轻轻振荡，使冻干菌体溶解成悬浮状液体，取约0.2ml菌悬液，转接于PDA培养基第一斜面上，在28℃的培养箱中培养3天，得到活化菌种；用接种环挑取1环活化菌种于PDA培养基第二斜面上，培养箱中28℃下扩大培养3天，得到扩大培养菌种；将PDA培养基第二斜面上的菌种用无菌水淋洗成菌悬液，再将菌悬液接入装有100ml的PDY第二培养基的三角瓶中，在28℃下摇匀150r/min振荡培养3天，得到菌种种子培养液；取无霉烂、无虫蛀的花生壳用流水清洗干净，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；花生粉在高压灭菌锅内121℃灭菌10min；取无菌花生粉15g，加入无菌水30ml，KH2PO4 1.88％，(NH4)2SO4 1.88％，MgSO4 1.88％，菌龄3天的菌种种子培养液30ml，在28℃下，培养箱静置培养8天；固体发酵培养物加入90ml水，在50℃恒温水浴振荡器中，以150r/min的转速振荡培养5h；取出固体发酵培养物在100℃水浴中保持10min灭菌；灭菌后的发酵物经真空抽滤，保留第一滤液和第一滤渣；第一滤渣用蒸馏水真空抽滤洗涤两次，洗涤液与第一滤液合并得到发酵液；发酵液在75℃水浴中真空旋转蒸发浓缩，得到第一浓缩液；第一浓缩液中加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇，冰箱中静置过夜；取第一浓缩液与无水乙醇的混合物经真空抽滤得到第二滤渣和第二滤液，第二滤液在75℃水浴中真空旋转蒸发浓缩得到第二浓缩液，第二浓缩液加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇后经真空抽滤得到第三滤渣；第二滤渣和第三滤渣在沸水中溶解，15℃下4000r/min离心25min，保留第一上清液，离心后的沉淀再经相同条件沸水溶解、离心两次，保留两次离心的上清液，与第一上清液合并，在75℃水浴中真空旋转蒸发浓缩得到第三浓缩液；第三浓缩液加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇，冰箱中静置过夜；取第三浓缩液与无水乙醇混合物在15℃下4000r/min离心25min，保留沉淀；沉淀经冷冻干燥，食品料理机粉碎得到水溶性膳食纤维产品；第一滤渣加入4％的过氧化氢溶液120ml，在60℃下处理3h，60℃真空干燥，食品料理机粉碎得到不溶性膳食纤维产品。
实施例5
用无菌吸管吸取0.4ml的液体PDY第一培养基，滴入黑曲霉冻干菌种管内，轻轻振荡，使冻干菌体溶解成悬浮状液体，取约0.2ml菌悬液，转接于PDA培养基第一斜面上，在28℃的培养箱中培养4天，得到活化菌种；用接种环挑取1环活化菌种于PDA培养基第二斜面上，培养箱中28℃下扩大培养4天，得到扩大培养菌种；将PDA培养基第二斜面上的菌种用无菌水淋洗成菌悬液，再将菌悬液接入装有100ml的PDY第二培养基的三角瓶中，在28℃下摇匀150r/min振荡培养4天，得到菌种种子培养液；取无霉烂、无虫蛀的花生杆用流水清洗干净，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；花生粉在高压灭菌锅内121℃灭菌10min；取无菌花生粉10g，加入无菌水25ml，KH2PO4 5.63％，(NH4)2SO4 3.76％，MgSO4 1.88％，菌龄4天的菌种种子培养液25ml，在28℃下，培养箱中静置培养10天；固体发酵培养物加入95ml水，在50℃恒温水浴振荡器中，以180r/min的转速振荡培养5h；取出固体发酵培养物在100℃水浴中保持10min灭菌；灭菌后的发酵物经真空抽滤，保留第一滤液和第一滤渣；第一滤渣用蒸馏水真空抽滤洗涤两次，洗涤液与第一滤液合并得到发酵液；发酵液在65℃水浴中真空旋转蒸发浓缩，得到第一浓缩液；第一浓缩液中加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇，冰箱中静置过夜；取第一浓缩液与无水乙醇的混合物经真空抽滤得到第二滤渣和第二滤液，第二滤液在65℃水浴中真空旋转蒸发浓缩得到第二浓缩液，第二浓缩液加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇后经真空抽滤得到第三滤渣；第二滤渣和第三滤渣在沸水中溶解，15℃下4000r/min离心30min，保留第一上清液，离心后的沉淀再经相同条件沸水溶解、离心两次，保留两次离心的上清液，与第一上清液合并，在65℃水浴中真空旋转蒸发浓缩得到第三浓缩液；第三浓缩液加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇，冰箱中静置过夜；取第三浓缩液与无水乙醇混合物在15℃下4000r/min离心30min，保留沉淀；沉淀经冷冻干燥，食品料理机粉碎得到水溶性膳食纤维产品；第一滤渣加入6％的过氧化氢溶液100ml，在80℃下处理1h，60℃真空干燥，食品料理机粉碎得到不溶性膳食纤维产品。
实施例6
用无菌吸管吸取0.4ml的液体PDY第一培养基，滴入绿色木霉冻干菌种管内，轻轻振荡，使冻干菌体溶解成悬浮状液体，取约0.2ml菌悬液，转接于PDA培养基第一斜面上，在28℃的培养箱中培养3天，得到活化菌种；用接种环挑取1环活化菌种于PDA培养基第二斜面上，培养箱中28℃下扩大培养3天，得到扩大培养菌种；将PDA培养基第二斜面上的菌种用无菌水淋洗成菌悬液，再将菌悬液接入装有100ml的PDY第二培养基的三角瓶中，在28℃下摇匀150r/min振荡培养3天，得到菌种种子培养液；取无霉烂、无虫蛀的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；花生粉在高压灭菌锅内121℃灭菌10min；取无菌花生粉20g，加入无菌水200ml，KH2PO4 3.76％，(NH4)2SO4 3.76％，MgSO4 5.63％，菌龄3天的菌种种子培养液30ml，在28℃下，以125r/min转速摇匀培养10天；液体发酵培养物加入40ml水，在45℃恒温水浴振荡器中，以175r/min的转速振荡培养6h；取出液体发酵培养物在100℃水浴中保持10min灭菌；灭菌后的发酵物经真空抽滤，保留第一滤液和第一滤渣；第一滤渣用蒸馏水真空抽滤洗涤两次，洗涤液与第一滤液合并得到发酵液；发酵液在75℃水浴中真空旋转蒸发浓缩，得到第一浓缩液；第一浓缩液中加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇，冰箱中静置过夜；取第一浓缩液与无水乙醇的混合物经真空抽滤得到第二滤渣和第二滤液，第二滤液在75℃水浴中真空旋转蒸发浓缩得到第二浓缩液，第二浓缩液加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇后经真空抽滤得到第三滤渣；第二滤渣和第三滤渣在沸水中溶解，15℃下5000r/min离心15min，保留第一上清液，离心后的沉淀再经相同条件沸水溶解、离心两次，保留两次离心的上清液，与第一上清液合并，在75℃水浴中真空旋转蒸发浓缩得到第三浓缩液；第三浓缩液加入其4倍体积的无水乙醇，轻摇，冰箱中静置过夜；取第三浓缩液与无水乙醇混合物在15℃下5000r/min离心15min，保留沉淀；沉淀经冷冻干燥，食品料理机粉碎得到水溶性膳食纤维产品；第一滤渣加入7％的过氧化氢溶液120ml，在75℃下处理3h，60℃真空干燥，食品料理机粉碎得到不溶性膳食纤维产品。
经过反复试验，申请人得到用下述方法步骤，都能得到花生膳食纤维：
第1步：制备菌种种子培养液：将冻干菌种经活化培养、扩大培养和种子培养得到菌种种子培养液；
第2步：花生粉的制备和灭菌；
第3步：发酵培养物制取：在制得的无菌花生粉中加入一定体积的无菌水、无机盐和第1步制得的菌种种子培养液，在一定温度下摇匀液体发酵培养或培养箱中固体发酵培养一定时间得到发酵培养物；
第4步：振荡培养及灭菌：发酵培养物加入一定体积的水，在一定温度的恒温水浴中振荡培养一定时间，振荡培养结束后，将液体发酵物或固体发酵物灭菌；
第5步：真空抽滤及发酵液制取：灭菌后的发酵物经真空抽滤，保留第一滤液和第一滤渣，第一滤渣用蒸馏水真空抽滤洗涤两次，得到洗涤液，将洗涤液与第一滤液合并得到发酵液；
第6步：发酵液经真空旋转蒸发浓缩得到第一浓缩液，在第一浓缩液中加入无水乙醇，摇匀，冰箱中静置过夜，取第一浓缩液与无水乙醇混合物经真空抽滤得到第二滤渣和第二滤液，第二滤液经真空旋转蒸发浓缩得到第二浓缩液，第二浓缩液加入无水乙醇，轻摇后经真空抽滤得到第三滤渣；
第7步：将第二滤渣和第三滤渣溶于沸水、离心、保留第一上清液，离心后的沉淀再经沸水溶解、离心两次，保留两次离心的上清液，与第一上清液合并，经真空旋转蒸发浓缩得到第三浓缩液；
第8步：第三浓缩液加入无水乙醇，轻摇，冰箱中静置过夜，取第三浓缩液与无水乙醇混合物离心，沉淀经干燥、粉碎得到水溶性膳食纤维产品；
第9步：第一滤渣经脱色精制得到不溶性膳食纤维产品。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第1步中所述菌种活化培养方法为：用无菌吸管吸取一定体积的液体PDY第一培养基，滴入菌种管内，轻轻振荡，使冻干菌体溶解成悬浮状液体，取约0.2ml菌悬液，转接于PDA培养基第一斜面上，在一定温度的培养箱中培养一定时间，得到活化菌种；所述扩大培养方法为：用接种环挑取1环活化菌种于PDA培养基第二斜面上，培养箱中一定温度下扩大培养一定时间，得到扩大培养菌种；所述种子培养方法是：将PDA培养基第二斜面上的菌种用无菌水淋洗成菌悬液，再将菌悬液接入装有100ml的PDY第二培养基的三角瓶中，一定温度下摇匀振荡培养一定时间，得到菌种种子培养液；所述的液体PDY第一培养基的配方为马铃薯20g/L，葡萄糖2g/L，酵母膏1g/L，PDY第一培养基的体积为0.3～0.4ml；所述的PDA培养基第一斜面的配方为马铃薯20g/L，葡萄糖2g/L，琼脂2g/L，活化培养条件为23～32℃，静置培养2～4天；所述的PDA培养基第二斜面的配方为马铃薯20g/L，葡萄糖2g/L，琼脂2g/L，扩大培养条件为23～32℃，静置培养2～4天；所述的液体PDY第二培养基的配方为马铃薯20g/L，葡萄糖2g/L，酵母膏1g/L，种子培养条件为23～32℃，摇匀150r/min振荡培养2～4天；所述菌种为黑曲霉、绿色木霉、米根霉、白地霉、裂褶菌中的一种。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第2步中所述的花生粉制备方法是将无霉烂、无虫蛀的花生壳、花生杆和花生根中的任何一种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；所述的花生粉灭菌方法为花生粉在高压灭菌锅内121℃灭菌10min。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第3步中所述的液体发酵培养过程为：取花生壳粉原料加入无菌水10～15ml/g原料，KH2PO4.1.88％～5.63％，(NH4)2SO4 1.88％～5.63％，MgSO4 1.88％～5.63％，菌龄2～4天的菌种种子液1.5～2.5ml/g原料，温度25～30℃，摇匀转速100～180r/min，培养6～10天；所述的固体发酵培养过程为：取花生壳粉原料加入无菌水1.5～2.5m/g原料，KH2PO4.1.88％～5.63％，(NH4)2SO4 1.88％～5.63％，MgSO4 1.88％～5.63％，菌龄2～4天的菌种种子液1.5～2.5ml/g原料，温度25～30℃，培养箱静置培养6～10天。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第4步中所述的液体发酵培养物加入水的体积为0～40ml，固体发酵培养物加入水的体积为90～110ml，在35～50℃的恒温水浴振荡器中，以100～180r/min的转速振荡培养3～6h。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第4步中所述的液体发酵培养物或固体发酵培养物灭菌方法为发酵物在100℃水浴中保持10min。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第6步中所述的真空旋转蒸发浓缩条件为水浴加热温度为45～75℃，加入无水乙醇的体积为浓缩液体积的4倍。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第7步中所述的离心条件为15℃下，3000～5000r/min离心10～30min，真空旋转蒸发浓缩条件为水浴加热温度为45～75℃。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第8步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，用食品料理机粉碎干燥物。
上述所述用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第9步中所述的脱色精制方法为：用过氧化氢脱色，过氧化氢浓度1～10％，加入体积为80～120ml，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。
水溶性膳食纤维产品是一种淡黄色或乳白色粉末，它的主要活性成分为：非淀粉性多糖含量为60％～90％，在pH6.0～7.0的100℃水中溶胀并溶解，溶解后为淡黄色溶液。不溶性膳食纤维产品是一种乳白色粉末，纯度为80％～95％，不溶于冷水和热水，在水中可溶胀。膳食纤维的生理功能包括：调节血糖水平，预防糖尿病；低能量，预防肥胖症；抑制有毒发酵产物，预防结肠癌；抗乳腺癌的作用；抗氧化性和清除自由基作用；提高人体免疫能力；改善和增进口腔、牙齿的功能；防治胆结石和降低血压的作用。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，其生产工艺适合工业化生产，可作为功能食品原料或功能保健食品。
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)
1.一种用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于包含以下步骤：
第1步：制备菌种种子培养液：将冻干菌种经活化培养、扩大培养和种子培养得到菌种种子培养液；
第2步：花生粉的制备和灭菌；
第3步：发酵培养物制取：在制得的无菌花生粉中加入一定体积的无菌水、无机盐和第1步制得的菌种种子培养液，在一定温度下摇匀液体发酵培养或培养箱中固体发酵培养一定时间得到发酵培养物；
第4步：振荡培养及灭菌：发酵培养物加入一定体积的水，在一定温度的恒温水浴中振荡培养一定时间，振荡培养结束后，将液体发酵物或固体发酵物灭菌；
第5步：真空抽滤及发酵液制取：灭菌后的发酵物经真空抽滤，保留第一滤液和第一滤渣，第一滤渣用蒸馏水真空抽滤洗涤两次，得到洗涤液，将洗涤液与第一滤液合并得到发酵液；
第6步：发酵液经真空旋转蒸发浓缩得到第一浓缩液，在第一浓缩液中加入无水乙醇，摇匀，冰箱中静置过夜，取第一浓缩液与无水乙醇混合物经真空抽滤得到第二滤渣和第二滤液，第二滤液经真空旋转蒸发浓缩得到第二浓缩液，第二浓缩液加入无水乙醇，轻摇后经真空抽滤得到第三滤渣；
第7步：将第二滤渣和第三滤渣溶于沸水、离心、保留第一上清液，离心后的沉淀再经沸水溶解、离心两次，保留两次离心的上清液，与第一上清液合并，经真空旋转蒸发浓缩得到第三浓缩液；
第8步：第三浓缩液加入无水乙醇，轻摇，冰箱中静置过夜，取第三浓缩液与无水乙醇混合物离心，沉淀经干燥、粉碎得到水溶性膳食纤维产品；
第9步：第一滤渣经脱色精制得到不溶性膳食纤维产品。
2.根据权利要求1所述的用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第1步中所述菌种活化培养方法为：用无菌吸管吸取一定体积的液体PDY第一培养基，滴入菌种管内，轻轻振荡，使冻干菌体溶解成悬浮状液体，取约0.2ml菌悬液，转接于PDA培养基第一斜面上，在一定温度的培养箱中培养一定时间，得到活化菌种；所述扩大培养方法为：用接种环挑取1环活化菌种于PDA培养基第二斜面上，培养箱中一定温度下扩大培养一定时间，得到扩大培养菌种；所述种子培养方法是：将PDA培养基第二斜面上的菌种用无菌水淋洗成菌悬液，再将菌悬液接入装有100ml的PDY第二培养基的三角瓶中，一定温度下摇匀振荡培养一定时间，得到菌种种子培养液；所述的液体PDY第一培养基的配方为马铃薯20g/L，葡萄糖2g/L，酵母膏1g/L，PDY第一培养基的体积为0.3～0.4ml；所述的PDA培养基第一斜面的配方为马铃薯20g/L，葡萄糖2g/L，琼脂2g/L，活化培养条件为23～32℃，静置培养2～4天；所述的PDA培养基第二斜面的配方为马铃薯20g/L，葡萄糖2g/L，琼脂2g/L，扩大培养条件为23～32℃，静置培养2～4天；所述的液体PDY第二培养基的配方为马铃薯20g/L，葡萄糖2g/L，酵母膏1g/L，种子培养条件为23～32℃，摇匀150r/min振荡培养2～4天；所述菌种为黑曲霉、绿色木霉、米根霉、白地霉、裂褶菌中的一种。
3.根据权利要求1所述的用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第2步中所述的花生粉制备方法是将无霉烂、无虫蛀的花生壳、花生杆和花生根中的任何一种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；所述的花生粉灭菌方法为花生粉在高压灭菌锅内121℃灭菌10min。
4.根据权利要求1所述的用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第3步中所述的液体发酵培养过程为：取花生壳粉原料加入无菌水10～15ml/g原料，KH2PO4.1.88％～5.63％，(NH4)2SO4 1.88％～5.63％，MgSO4 1.88％～5.63％，菌龄2～4天的菌种种子液1.5～2.5ml/g原料，温度25～30℃，摇匀转速100～180r/min，培养6～10天；所述的固体发酵培养过程为：取花生壳粉原料加入无菌水1.5～2.5ml/g原料，KH2PO4.1.88％～5.63％，(NH4)2SO4 1.88％～5.63％，MgSO4 1.88％～5.63％，菌龄2～4天的菌种种子液1.5～2.5ml/g原料，温度25～30℃，培养箱静置培养6～10天。
5.根据权利要求1所述的用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第4步中所述的液体发酵培养物加入水的体积为0～40ml，固体发酵培养物加入水的体积为90～110ml，在35～50℃的恒温水浴振荡器中，以100～180r/min的转速振荡培养3～6h。
6.根据权利要求1所述的用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第4步中所述的液体发酵培养物或固体发酵培养物灭菌方法为发酵物在100℃水浴中保持10min。
7.根据权利要求1所述的用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第6步中所述的真空旋转蒸发浓缩条件为水浴加热温度为45～75℃，加入无水乙醇的体积为浓缩液体积的4倍。
8.根据权利要求1所述的用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第7步中所述的离心条件为15℃下，3000～5000r/min离心10～30min，真空旋转蒸发浓缩条件为水浴加热温度为45～75℃。
9.根据权利要求1所述的用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第8步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，用食品料理机粉碎干燥物。
10.根据权利要求1所述的用微生物发酵法制备花生膳食纤维的方法，其特征在于第9步中所述的脱色精制方法为：用过氧化氢脱色，过氧化氢浓度1～10％，加入体积为80～120ml，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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