CN102210458B - 一种藻渣膳食纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种藻渣膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：选取藻渣，先采用浸洗和梯度离心方式进行除杂净化处理，再将除杂净化处理后的藻渣利用复合植物水解酶酶解，最后经脱水、干燥和粉碎即可获得藻渣膳食纤维。该方法可以实现海藻渣的高值化回收利用，提高海藻原料利用率和经济效益，解决藻渣环境污染和琼胶生产企业的废物处理技术难题，同时对琼胶加工企业延伸产品加工链及膳食纤维生产工厂的工艺改造具有重大提升作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种藻渣膳食纤维的制备方法。
背景技术
随着琼胶工业的发展，这一行业产生的藻渣量十分惊人，平均每处理一吨海藻原料就产生1.2-2.0吨的藻渣，海藻平均利用率仅为10%-15%，由于藻渣含水量高达40%以上，整体带凝胶，极难处理，生产厂家多把这些藻渣作为废弃物倾倒，严重地污染了环境，也造成海藻资源的极大浪费。在琼胶藻渣（湿品）中含有如下成分：水分约40.0%，助滤剂约38%，热水可溶成分约3.0%，粗纤维约20%，由此可见藻渣中可利用成分主要是粗纤维和助滤剂。在国内外对琼胶藻渣的利用均有报道，我国曾报道利用琼胶藻渣作为竹子或树木的肥料，或通过硝酸氧化制造黏液酸，在美国也有少部分厂家将琼胶藻渣作为家畜饲料或制造纸原料。但由于多方面的原因，以上藻渣处理的方法并没有得到真正的推广利用，未形成企业化，致使问题依然不能解决。
膳食纤维是食品行业的重要原料，近年来由于其显著的生理活性和对食品品质的改善功能，在很多国家作为一种重要的功能型食品基料，市场需求量不断增长，价格逐渐升高。在膳食纤维行业中，利用废弃的残渣生产膳食纤维，在上世纪80年代已开始研究，并取得可观的经济效益。在国内外，利用废弃残渣生产膳食纤维主要定向在陆生农作物加工下脚料，如玉米皮、甘蔗渣、豆皮、豆渣、果渣、薯渣等，利用海藻渣生产膳食纤维在国内外还属首创。
发明内容
本发明的目的在于提供一种藻渣膳食纤维的制备方法，该制备方法采用浸洗、梯度离心和生物酶技术对藻渣进行了处理制备得渣膳食纤维，可以实现海藻渣的高值化回收利用，提高海藻原料利用率和经济效益，解决藻渣环境污染和琼胶生产企业的废物处理技术难题，同时对琼胶加工企业延伸产品加工链及膳食纤维生产工厂的工艺改造具有重大提升作用。
本发明的上述目的是通过如下技术方案来实现的：一种藻渣膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：选取藻渣，先采用浸洗和梯度离心方式进行除杂净化处理，再将除杂净化处理后的藻渣利用复合植物水解酶酶解，最后经脱水、干燥和粉碎即可获得藻渣膳食纤维。
上述藻渣膳食纤维的制备方法，具体可包括如下步骤：
(1) 选取藻渣，浸洗后在藻渣中加水，然后进行第一次离心分离，弃去上清液，取上层沉淀；再次加水进行第二次离心分离，弃去上清液，取上层沉淀，干燥后得粗纤维；
(2) 在步骤(1)所得粗纤维中加入水和复合植物水解酶，调节pH值为4.0-4.5，温度为50-55℃，进行酶解2.0-2.5h，酶解结束后调节pH至中性；
(3) 将酶解获得的混合液进行离心，取下层沉淀，进行脱水、干燥后粉碎，即得藻渣膳食纤维成品。
在上述步骤中：
步骤(1)中第一次离心分离时藻渣和水的重量体积比为1:10-15(kg/L)，离心机的转速为2500-3000 r/min，离心时间为10-15min；第二次离心分离时藻渣和水的重量体积比为1:5-10(kg/L)，离心机的转速为3500-4000 r/min，离心时间为5-10 min。
步骤(1)中离心弃去上清液后获得的沉淀有大概两层，上层为粗纤维，下层为助滤剂主要成分为硅酸盐等，保留需要的粗纤维，弃去下层助滤剂。
步骤(2)中所述的复合植物水解酶为阿拉伯聚糖酶、纤维素酶、β－葡聚糖酶、半纤维素酶和木聚糖酶的复合酶。该复合植物水解酶为商品复合酶，使用时根据需要购买即可。
步骤(2)中粗纤维和水的重量体积比为1:25-30(kg/L)，复合植物水解酶相对于粗纤维的加酶量为20-25 FBG/g，即每克粗纤维中复合植物水解酶的加酶量为20-25 FBG。
步骤(3)中采用离心的方式脱水，脱水时离心机的转速为2500-3000 r/min，离心时间为5 -10 min。
步骤(1)和步骤(3)中干燥时的温度为60-80℃。
本发明具有以下的优点：
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明作进一步的说明，其中以下采用的原料或者试剂，如无特殊指明均为市售。
实施例1
本实施例提供的藻渣膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1) 藻渣浸洗：取龙须菜藻渣（干品）20g，置2 L烧杯中，加水浸泡、搅拌分散均匀，过滤弃水，如此反复浸洗3次；
(2) 杂质分离：将步骤(1)浸洗的藻渣加250 mL水，分装于离心管中，在2500 r/min下离心10 min，弃上层清液后，取上层沉淀，再加200 mL水，在3500 r/min下离心10 min，倾去离心管上层清液，取沉淀上层，即得大约6g的藻渣粗纤维；
(3) 酶解：将以上藻渣粗纤维，加水75 mL，按照每克粗纤维中加入20~25FBG/g的加酶量，6g粗纤维需要6×（20~25）=120~150 FBG酶单位，商品酶活为100 FBG/mL，则加酶量为（120~150）/100=1.2~1.5mL，此实例中取1.3mL。加植物复合水解酶(100FBG/mL)1.3 mL，调pH4.5，维持温度55 ℃下酶解2 h，调pH7.0；其中本实施例中采用的复合植物水解酶Viscozymel，由丹麦诺维信公司生产，酶活力为100 FBG/mL，也可以采用达到同样效果的植物复合水解酶；
(4) 脱水：将酶解混合液倒入离心管中以2500 r/min离心5 min，倾去上清液，取下层沉淀物；
(5) 干燥、粉碎：将脱水后的沉淀物在70 ℃烘干、粉碎，过80 目筛，即得藻渣膳食纤维成品。
实施例2
本实施例提供的藻渣膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1) 藻渣浸洗：取江蓠藻渣（湿品）1 kg，置塑料桶中，加水浸泡、搅拌分散均匀，过滤弃水，如此反复浸洗2次；
(2) 杂质分离：将步骤(1)浸洗的藻渣加12 L水，分装于离心管中，在2500 r/min下离心15 min，弃上层清液后，取上层沉淀，再加6 L水，在3500 r/min下离心5 min，倾去离心管上层清液，取沉淀上层，即得大约200g的藻渣粗纤维；
(3) 酶解：将以上藻渣粗纤维，加水5 L，按照每克粗纤维中加入20~25FBG/g的加酶量，200g粗纤维需要200×（20~25）=4000-5000 FBG酶单位，商品酶活为180 FBG/g，则加酶量为（4000~5000）/180=22.2~27.8 g，此实例中取24 g。加植物复合水解酶(180FBG/g)24 g，调pH4.5，维持温度55 ℃下酶解2 h，调pH7.0；其中本实施例中采用的复合植物水解酶，由武汉远城科技发展有限公司生产，酶活力为180 FBG/g，也可以采用达到同样效果的其它植物复合水解酶；
(4) 脱水：将酶解混合液分装于离心管中以2500 r/min离心10 min，倾去上清液，取下层沉淀物；
(5) 干燥、粉碎：将脱水后的沉淀物在70 ℃左右烘干、粉碎，过80 目筛，即得藻渣膳食纤维成品。
实施例3
本实施例提供的藻渣膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1) 藻渣浸洗：取江蓠藻渣（湿品）10 kg，置大型塑料容器中，加水浸泡、搅拌分散均匀，过滤弃水，如此反复浸洗2次；
(2) 杂质分离：在步骤(1)浸洗后的藻渣中加入其10倍的水（以重量体积比计，kg/L），分装于离心管中，在3000 r/min下离心15 min，弃上层清液后，取上层沉淀，再加6 倍的水（以重量体积比计，kg/L），在4000 r/min下离心5 min，倾去离心管上层清液，取沉淀上层，即得大约2kg的藻渣粗纤维；
(3) 酶解：将以上藻渣粗纤维，加水50 L，加植物复合水解酶(复合植物水解酶Viscozymel，由丹麦诺维信公司生产，酶活力为100 FBG/mL，其它可以达到同样效果的植物复合水解酶也可以)450 mL，调pH4.0，维持温度50 ℃下酶解2.5 h，调pH7.0；
(4) 脱水：将酶解混合液分装于离心管中以3000 r/min离心8min，倾去上清液，取下层沉淀物；
(5) 干燥、粉碎：将脱水后的沉淀物在65℃左右烘干、粉碎，过80 目筛，即得藻渣膳食纤维成品。
以上实施实例对本发明不同的实施过程进行了详细的阐述，但是本发明的实施方式并不仅限于此。所述技术领域的普通技术人员依据本发明中公开的内容，均可实现本发明的目的。
Claims (6)
1.一种藻渣膳食纤维的制备方法，其特征是包括以下步骤：选取藻渣，先采用浸洗和梯度离心方式进行除杂净化处理，再将除杂净化处理后的藻渣利用复合植物水解酶酶解，最后经脱水、干燥和粉碎即可获得藻渣膳食纤维；所述的复合植物水解酶为阿拉伯聚糖酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、半纤维素酶和木聚糖酶。
2.根据权利要求1所述的藻渣膳食纤维的制备方法，其特征是包括以下步骤：
(1)选取藻渣，浸洗后在藻渣中加水，然后进行第一次离心分离，弃去上清液，取上层沉淀；再次加水进行第二次离心，弃去上清液，取上层沉淀，干燥后得粗纤维；
(2)在步骤(1)所得粗纤维中加入水和复合植物水解酶，调节pH值为4.0-4.5，温度为50-55℃，进行酶解2.0-2.5h，酶解结束后调节pH至中性；
(3)将酶解获得的混合液进行离心，取下层沉淀，进行脱水、干燥后粉碎，即得藻渣膳食纤维成品。
3.根据权利要求2所述的藻渣膳食纤维的制备方法，其特征是：步骤(1)中第一次离心分离时藻渣和水的重量体积比为1:10-15，离心机的转速为2500-3000r/min，离心时间为10-15min；第二次离心分离时藻渣和水的重量体积比为1:5-10，离心机的转速为3500-4000r/min，离心时间为5-10min。
4.根据权利要求2所述的藻渣膳食纤维的制备方法，其特征是：步骤(2)中粗纤维和水的重量体积比为1:25-30，每克粗纤维中复合植物水解酶的加酶量为20-25FBG。
5.根据权利要求2所述的藻渣膳食纤维的制备方法，其特征是：步骤(3)中采用离心的方式脱水，脱水时离心机的转速为2500-3000r/min，离心时间为5-10min。
6.根据权利要求2所述的藻渣膳食纤维的制备方法，其特征是：步骤(1)和步骤(3)中干燥时的温度为60-80℃。
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