CN102550995A - 一种利用牛蒡根残渣制备膳食纤维的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用牛蒡根残渣制备膳食纤维的方法。本发明采用超声微波协同处理技术与酶技术，以菊糖提取后的牛蒡根残渣为原料，制备高品质、高纯度的膳食纤维。该方法包括以下过程：预煮、超声微波协同处理、复合酶解、沉淀、干燥与粉碎。该发明以牛蒡根残渣为原料，将超声微波协同处理与酶法结合起来制备优质膳食纤维，实现了废物利用，大大提高了牛蒡根的附加值。并且该技术对环境无污染，应用前景广阔。

Description

一种利用牛蒡根残渣制备膳食纤维的方法

技术领域

本发明涉及用牛蒡根残渣制备膳食纤维的方法，特别是利用超声微波协同处理与酶法制备膳食纤维的方法。

背景技术

膳食纤维的功效随着科学研究的深入越来越受到人们的重视，现在被人们称为“第七营养素”。最新研究表明，增加饮食中膳食纤维的含量可以减少冠心病、肥胖症、高血压、糖尿病的发病率，减轻长期大量饮酒对胰脏的损伤，降低血液中胆固醇的含量，提高肾切除者对氮的排泄功能，可以改善肠的吸收功能预防结肠癌，此外，在清除外源有害物质方面也有着独特的功能和效果。同时，高纤维食品的摄入也有利于控制糖尿病人的血糖，减少胰岛素阻抗的危险性。

因此，进行膳食纤维的研究对提高我国人民的健康水平具有极其深远的意义。从市场的角度看，目前在世界范围内，食品消费趋势正在转变，人们越来越重视食品对自身健康的影响。“花钱养生，花钱买健康”已成为趋势。膳食纤维作为功能食品基料，在我国的消费市场非常广阔，蕴藏着不可低估的经济价值。而提取菊糖后的牛蒡根残渣中含有大量的膳食纤维，根据前期实验结果，膳食纤维在牛蒡根残渣中的含量达40％以上。

近年来，酶法提取膳食纤维已成为国外研究的热点，而国内主要还是采用较为传统的方式生产工业用及食用膳食纤维。酶法的优点在于不需要高温、高压的水解条件，可以节约能源，操作方便，另外利用酶解方法可省去中和工艺及设备，并且没有污染。酶解生产出的膳食纤维具有较高的纯度，理化特性也会大大改善，这是酶法提取膳食纤维最主要的优点。

酶种类的选择应根据原料的性质和加工目的来确定。一般采用淀粉酶和蛋白酶。淀粉酶一般选用α-淀粉酶和糖化酶联用，α-淀粉酶能将原料中的淀粉水解成糊精和低聚糖，此时用有机溶剂(乙醇等)沉淀水溶性膳食纤维时，糊精和低聚糖也随之沉淀，就会影响产品产率及纯度。因此，应除去水解液中的糊精与低聚糖而保留水溶性膳食纤维；采用糖化酶专一地水解糊精、低聚糖，使之成为葡萄糖而溶于有机溶剂，从而可有效地沉淀可溶性纤维使产品的生理活性大为提高。

因此，本发明以提取菊糖后的牛蒡根残渣为原料，采用超声微波协同处理技术与复合酶技术制备高品质膳食纤维。一方面可以综合利用牛蒡根，大大提高附加值，另一方面，采用环境友好型的酶技术制备膳食纤维，既可以制得高品质、高纯度的膳食纤维，又可以避免环境污染。

发明内容

本发明所述的利用牛蒡根残渣制备膳食纤维的方法，包括以下步骤，

以提取菊糖后的牛蒡根为原料，加入适量水。牛蒡根残渣与水的质量比为1∶5-1∶30。将混合物煮沸，保持5-50min。

将煮过的牛蒡根残渣悬液放入超声微波协同处理器中，超声微波协同处理0.5-30min。超声波功率为0.05-10Kw，微波功率为0.1-25Kw。

将超声微波协同处理过的牛蒡根残渣悬液的pH调至4.0-6.5，加入复合酶进行酶解，温度控制在35-55℃，水解时间为10-30min。复合酶由淀粉酶、蛋白酶与糖化酶组成，三者的比例为1∶2∶1。复合酶加酶量为2-80mg/g(牛蒡根残渣)。

向酶解后的混合物中加入乙醇，使乙醇质量浓度达到70％-90％，低温静置1-8h。

将混合物离心2-30min，2000-4000r/min。并进行干燥。然后粉碎，包装。

本发明的有益效果是：

1、本发明以提取菊糖后的牛蒡根残渣为原料，首次采用超声微波协同处理技术，在超声波的强烈振动引起的碰撞和空化效应及微波引起的加热和膨胀效应的共同作用下，牛蒡根残渣被进一步破碎，细胞结构被破坏，从而能够有效的提高酶与底物的可及度和反应性，有利于发挥酶的效果，减少酶用量，提高膳食纤维产品的纯度，改善产品的理化性能。

2、本发明采用超声微波协同处理技术与复合酶技术制备膳食纤维，所制备的膳食纤维纯度高(含量达80％以上)，理化性能好，持水力、吸油力、膨胀性分别为16ml水/g干纤维、12g油/g干纤维、20mL/g干纤维。

3、本发明所制备的膳食纤维产品具有较强的抗氧化活性。因为采用酶法，所以制备的膳食纤维产品更安全、更健康，没有有害残留物，抗氧化性更强。

4、本发明以提取菊糖后的牛蒡根残渣为原料，制备了优质膳食纤维，实现了废物利用，大大提高了牛蒡根的附加值。

5、本发明的技术不会造成环境污染，是环境友好型制备技术。

具体实施方式

以下给出实施实例，对本发明作进一步说明。

实施例1

称量菊糖提取后的牛蒡根残渣3g，加入60mL水。将混合物煮沸，保持5min。

将煮过的牛蒡根残渣悬液放入超声微波协同处理器中，超声微波协同处理2min，超声波功率为50w，微波功率为600w。

将超声微波协同处理过的牛蒡根残渣混合物的pH调至4.5，加入复合酶，加酶量为10mg，50℃酶解10min。

向酶解过的悬浮液中加入乙醇，使乙醇质量浓度达到90％，0℃静置3h。

将混合物离心2min，4000r/min。90℃热风干燥至干。

粉碎至400目，包装。

本发明采用超声微波协同处理技术，在超声波与及微波的共同作用下，牛蒡根残渣被进一步破碎，细胞结构被破坏，从而能够有效的提高酶与底物的可及度和反应性，提高酶解效率，使所得的膳食纤维产品的蛋白质、淀粉的残留量显著降低，大大提高了所得膳食纤维产品的纯度。同时经过超声微波协同处理后，所得到的膳食纤维产品的性能也大为改观。

具体效果见下表：

结果表明，经过超声微波协同处理后，所得膳食纤维产品的纯度显著提高，同时，所得到的膳食纤维产品的持水力、吸油力、膨胀力等性能也大为改观。

实施例2

称量提取菊糖后的牛蒡根残渣100g，加入3000mL水。将混合物煮沸，保持40min。将煮过的牛蒡根残渣悬液放入超声微波协同处理器中，超声微波协同处理20min，超声波功率为500w，微波功率为5Kw。然后将所得混合物的pH调至5.5，加入复合酶3000mg，50℃水浴20min。向酶解过的悬浮液中加入乙醇，使乙醇质量浓度达到75％，5℃静置7h。3000r/min离心15min；进行80℃真空干燥。将产物粉碎至200目，包装。所得产品的纯度为82％。持水力、吸油力、膨胀力分别为：15ml水/g干纤维、13g油/g干纤维、20mL/g干纤维，

实施例3

称量提取菊糖后的牛蒡根残渣1g，加入15mL水。将混合物煮沸，保持10min。将煮过的牛蒡根残渣悬液放入超声微波协同处理器中，超声微波协同处理12min，超声波功率为100w，微波功率为300w。然后将混合物的pH调至6.0，加入复合酶70mg，50℃酶解10min。向酶解过的悬浮液中加入乙醇，使乙醇质量浓度达到80％，2℃静置1h。4000r/min离心2min；进行60℃真空干燥。将产物粉碎至300目，包装。所得产品的纯度为82％，持水力、吸油力、膨胀力分别为：16ml水/g干纤维、13g油/g干纤维、19mL/g干纤维。

Claims (6)

1.一种利用牛蒡根残渣制备膳食纤维的方法。其特征步骤为：

(1)以提取菊糖后的牛蒡根为原料，加入适量水。牛蒡根残渣与水的质量比为1∶5-1∶30。将混合物煮沸，保持5-50min。

(2)将煮过的牛蒡根残渣悬液放入超声微波协同处理器中，超声微波协同处理0.5-30min。

(3)将超声微波协同处理过的牛蒡根残渣悬液的pH调至4.0-6.5，加入复合酶进行酶解，温度控制在35-55℃，水解时间为10-30min。复合酶由淀粉酶、蛋白酶与糖化酶组成，淀粉酶、蛋白酶与糖化酶的比例为1∶2∶1。复合酶加酶量为2-80mg/g(牛蒡根残渣)。

(4)向酶解后的混合物中加入乙醇，使乙醇质量浓度达到70％-90％，低温静置1-8h。

(5)将混合物离心2-30min，2000-4000r/min。并进行干燥。然后粉碎，包装。

2.根据权利要求1所述的一种利用牛蒡根残渣制备膳食纤维的方法，其特征是步骤(1)条件为：牛蒡根残渣与水的质量比为1∶5-1∶30。煮沸时间为5-50min。

3.根据权利要求1所述的一种利用牛蒡根残渣制备膳食纤维的方法，其特征是步骤(2)超声微波协同处理，其条件为：超声波功率为0.05-10Kw，微波功率为0.1-25Kw，处理时间为0.5-30min。

4.根据权利要求1所述的一种利用牛蒡根残渣制备膳食纤维的方法，其特征是步骤(3)复合酶处理，其条件为：pH为4.0-6.5，温度控制在35-55℃，水解时间为10-30min。复合酶由淀粉酶、蛋白酶与糖化酶组成，淀粉酶、蛋白酶与糖化酶的比例为1∶2∶1。复合酶加酶量为2-80mg/g(牛蒡根残渣)。

5.根据权利要求1所述的一种利用牛蒡根残渣制备膳食纤维的方法，其特征是步骤(4)条件为：加入乙醇，使乙醇浓度达到70％-90％，在0-5℃静置1-8h。

6.根据权利要求1所述的一种利用牛蒡根残渣制备膳食纤维的方法，其特征是步骤(5)条件为：2000-4000r/min，离心2-30min；收集沉淀，进行60-100℃热风干燥或真空干燥或微波辅助干燥。然后粉碎至200-400目，包装。