CN102181076B - 一种富含黄酮的淀粉清洁制备及葛根资源综合利用的方法 - Google Patents

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Abstract

针对葛根资源利用时只关注淀粉或黄酮的利用，特别是葛粉生产中采用洗粉工艺产生大量废水污染以及水洗造成葛根黄酮流失，造成葛根资源的浪费等缺点，创建了无污染的汽爆技术破壁与简单机械分离等清洁制备富含葛根黄酮的葛粉方法；短时间(2-4min)低压蒸汽(0.5-1.0Mpa)破壁制粉，消除含高纤维(10-15％)组分干法制粉耗能缺点，缩短工艺周期，同时对淀粉具有一定的预熟化作用，增加富含黄酮葛粉的速溶性，提高了葛粉的应用价值；而为了避免高能耗的进一步分离少量淀粉的过程，将分离葛粉后残余的含有部分淀粉及纤维等的物料进行固态发酵生产化学品如乙醇、柠檬酸等，采用微生物直接利用的方式，实现葛根资源的高值化综合利用。

Description

一种富含黄酮的淀粉清洁制备及葛根资源综合利用的方法
技术领域
本发明属于农产品资源利用领域，特别涉及一种富含葛根素淀粉的清洁制备及葛根综合利用的方法。
背景技术
葛根(Radix Pueraria)是葛属植物的地下根，为多年生豆科藤本植物，始载于《神农本草经》，被列为中品，因富含淀粉和黄酮成分，被卫生部列为“既是食品又是药品”名录。近年来，国内外现代医学对葛根的药用成分和药理作用进行了深入的系统研究，表明葛根黄酮具有增加脑和冠脉流量等功能，可用于心脑血管等疾病的治疗，国内外的需求旺盛。
葛根中富含淀粉(俗称葛粉)，用葛根制作的食品透明度高、在脱水收缩及存储方面尤其是葛粉中若保留了葛根黄酮的成分，则比其他淀粉具有更大的优越性，所以，葛根是优良的保健食品原料。
但是，传统的葛粉多采用湿法制粉，生产工艺包括原料除杂、碎解、浸泡、打浆、沉降，分离等过程，完全是一种依靠原料碎解程度、水力作用使淀粉游离溶出的洗粉过程，需要使用大量的水，不但使淀粉行业成为污染大户，而且使大部分的黄酮成分随水流失，降低葛根淀粉的品质。一些研究者在葛粉提取中添加保护剂如专利200410026498.5中添加L-半胱氨酸、柠檬酸等溶液，提高葛根中黄酮的含量，但仍是沿用传统的水洗淀粉的工艺，淀粉中黄酮只能部分保存，且不能避免大量废水的产生。
葛根中除含有淀粉与葛根黄酮，另外还含有纤维、蛋白质等成分，上述葛粉生产工艺或关注较多的葛根中有效成分提取等都只是利用了葛根中的单一组分淀粉或黄酮的利用，造成葛根资源的浪费。
发明内容
针对目前葛根资源利用时只关注单一组分淀粉或黄酮的利用，造成葛根资源的浪费，特别是葛根淀粉生产是一种依靠原料碎解程度、水力作用使淀粉游离溶出的洗粉工艺，不但产生大量废水，而且造成葛根黄酮大量流失的缺点，提出一种富含葛根黄酮的淀粉清洁制备及葛根资源综合利用的方法。这种方法采用无污染汽爆方式将葛根细胞破壁，破壁后的物料采用机械分离的方法获得富含葛根黄酮的淀粉，分离后残余的含有部分淀粉及纤维等的物料进行固态发酵生产化学品如乙醇、丁醇等的原料，实现葛根资源的高值化综合利用。
为达到本发明的上述目的，采取的技术方案为：
(1)将新鲜葛根原料清除杂质、洗净后切成10-20cm的块状，然后置于汽爆罐内汽爆处理；
(2)将汽爆处理后的物料干燥，然后过60-80目筛将物料分为两部分：通过筛网的富含淀粉部分以及被截留的未通过筛网的含少量淀粉的残渣部分；
(3)将步骤(2)中的富含淀粉部分进一步粉碎处理，然后过100目-140目筛，将物料分为两部分：通过筛网的富含葛根黄酮成分的淀粉以及被截留的未通过筛网的残渣部分；
(4)将步骤(2)与步骤(3)中的残渣部分混合，糖化酶解后作为固态发酵原料生产乙醇、乳酸或柠檬酸。
所述的汽爆处理为在蒸汽压力0.5～1.0Mpa的条件下汽爆处理2～4min；
所述的糖化酶解为按照每克干汽爆物料加入10～200U的比例加入糖化酶、每克干汽爆物料加入5～60U的比例加入纤维素酶，在50～60℃水浴保温糖化酶解20～60min。
本发明的有益效果：
1、本发明采用无污染的汽爆技术破壁与简单机械分离方法制备富含葛根黄酮的葛粉，解决了传统葛粉生产中采用洗粉工艺产生大量废水污染以及水洗造成葛根黄酮流失的缺点，创建了富含葛根黄酮淀粉的清洁制备方法。
2、葛根经高温高压的水蒸汽短时间(2-4min)汽爆处理，缩短了葛根制粉的工艺周期(预浸、水洗时间至少2h，)，提高经济效益。
3、采用本发明方法制备的葛根淀粉中富含葛根黄酮，含量远远超过传统工艺生产的葛根，且高温高压蒸汽处理对淀粉具有一定的预熟化作用，使生产的葛根具备一定的速溶性，提高了葛粉的应用价值。
4、由于葛根原料含有约10％以上的纤维组分，本发明采用汽爆破壁制粉工艺，消除了葛根干法粉碎制粉能耗大的缺点，降低生产能耗，提高工业生产经济性。
5、本发明避免了高能耗的进一步分离少量淀粉的过程，将分离后残余的含有部分淀粉及纤维等的物料进行固态发酵生产化学品如乙醇、丁醇等，采用微生物直接利用的方式，实现葛根资源的高值化综合利用。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：将新鲜葛根原料1000g，清除杂质、洗净后切成10-20cm的块状，然后置于汽爆罐内在蒸汽压力0.5Mpa的条件下汽爆处理4min；将汽爆处理后的物料干燥，然后过80目筛将物料分为两部分：富含淀粉部分以及含部分的残渣部分；将上述富含淀粉部分进一步粉碎处理，然后过120目筛，得到富含葛根黄酮成分的淀粉以及残渣部分；将得到的残渣部分混合，按照每克干汽爆物料加入100U的比例加入糖化酶、每克干汽爆物料加入30U的比例加入纤维素酶，在55℃水浴保温糖化酶解30min糖化酶解；酶解后的物料酶解后的物料中冷却至37℃，加入0.1％(NH4)2SO4、0.1％KH2PO4以及0.15％活化后的酵母、之后在35℃条件下进行厌氧发酵60h，蒸馏收集乙醇。
实施例2：
将新鲜葛根原料1000g，清除杂质、洗净后切成10-20cm的块状，然后置于汽爆罐内在蒸汽压力0.8Mpa的条件下汽爆处理3min；将汽爆处理后的物料干燥，然后过80目筛将物料分为两部分：富含淀粉部分以及含部分的残渣部分；将上述富含淀粉部分进一步粉碎处理，然后过120目筛，得到富含葛根黄酮成分的淀粉以及残渣部分；将得到的残渣部分混合，按照每克干汽爆物料加入150U的比例加入糖化酶、每克干汽爆物料加入30U的比例加入纤维素酶，在60℃水浴保温糖化酶解30min糖化酶解；酶解后的物料中冷却至37℃，加入0.25％氮源(NH4)2SO4，0.03％KH2PO4，0.025％MgSO4·7H2O，0.05％ZnSO4·7H2O，接入10％的L-乳酸根霉菌(Rhizopus oryzaAS3.81)种子液，在32℃发酵60h，发酵结束后分离得到发酵液和固体发酵渣，乳酸对糖的转化率达到80％。
实施例3：
将新鲜葛根原料1000g，清除杂质、洗净后切成10-20cm的块状，然后置于汽爆罐内在蒸汽压力0.9Mpa的条件下汽爆处理2.5min；将汽爆处理后的物料干燥，然后过60目筛将物料分为两部分：富含淀粉部分以及含部分的残渣部分；将上述富含淀粉部分进一步粉碎处理，然后过140目筛，得到富含葛根黄酮成分的淀粉以及残渣部分；将得到的残渣部分混合，按照每克干汽爆物料加入10～50U的比例加入糖化酶、每克干汽爆物料加入35U的比例加入纤维素酶，在50℃水浴保温糖化酶解40min糖化酶解；酶解后的物料中冷却至39℃，加入0.03％氮源(NH4)2SO4，加入柠檬酸发酵菌种黑曲霉发酵60h，得到含15％的柠檬酸。

Claims (3)

1.一种富含黄酮的淀粉清洁制备及葛根资源综合利用的方法，其特征包括：
（1）将新鲜葛根原料清除杂质、洗净后切成10-20cm的块状，然后置于汽爆罐内汽爆处理；
（2）将汽爆处理后的物料干燥，然后过60-80目筛将物料分为两部分：通过筛网的富含淀粉部分以及被截留的未通过筛网的含少量淀粉的残渣部分；
（3）将步骤（2）中的富含淀粉部分进一步粉碎处理，然后过100目-140目筛，将物料分为两部分：通过筛网的富含葛根黄酮成分的淀粉以及被截留的未通过筛网的残渣部分；
（4）将步骤（2）与步骤（3）中的残渣部分混合，糖化酶解后作为固态发酵原料生产乙醇、乳酸或柠檬酸。
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤（1）所述的汽爆处理为在蒸汽压力0.5～1.0Mpa的条件下汽爆处理2～4min。
3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤（4）所述的糖化酶解为按照每克干汽爆物料加入10～200U糖化酶的比例加入糖化酶、每克干汽爆物料加入5～60U纤维素酶的比例加入纤维素酶，在50～60℃水浴保温糖化酶解20～60min。
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