CN102669685A - 山杏果肉膳食纤维制品及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及山杏果肉膳食纤维制品及其制备方法。其中，制备山杏果肉膳食纤维制品的方法包括：将山杏果肉进行前处理；利用微生物菌液对经过前处理的山杏果肉进行发酵提取；将获得的悬浊提取物进行第一离心，以便获得第一沉淀物及上清液；将上清液进行浓缩处理；将获得的浓缩液依次进行乙醇沉淀处理和第二离心，以便获得第二沉淀物；分别将第一沉淀物和第二沉淀物进行真空冷冻干燥处理，以便获得不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维，其构成山杏果肉膳食纤维制品。本发明的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法，工艺简单，成本低，效率高，制备的山杏果肉膳食纤维制品可溶性膳食纤维含量高，生理活性好，抗氧化性能和降血糖效果明显。

Description

山杏果肉膳食纤维制品及其制备方法

技术领域

本发明涉及山杏加工的综合利用改进领域。具体地，本发明涉及山杏果肉膳食纤维制品及其制备方法。

背景技术

近些年来，随着人们生活水平大幅提高，饮食日趋精细，糖尿病、心血管病、肥胖、肠道癌、便秘等一些现代文明病越来越普遍。膳食纤维作为保健食品的功能因子，近年来在世界各国也得到了广泛的关注和迅速的发展。许多食品专家把膳食纤维作为21世纪的功能食品、热门食品。有些营养学家把膳食纤维看作是继蛋白质、脂肪、糖、矿物质、维生素和水六大营养素之后的第七大营养素，膳食纤维包括可溶性膳食纤维SDF(Soluble Dietary Fiber)和不溶性膳食纤维IDF(Insoluble Dietary Fiber)。属于SDF的主要有能与乙醇发生沉淀的高分子低聚糖。膳食纤维虽然不能被小肠消化吸收，但是在大肠能部分或者全部发酵，已经有研究证明其发酵产物对人身体有一定的生理良性效应。然而，膳食纤维很多重要的生理功能都与水溶性膳食纤维有很大的关系，但许多天然存在的膳食纤维资源中的水溶性膳食纤维所占比例都较小，无法达到膳食平衡要求。因此，生产水溶性膳食纤维所占比例合理的高活性膳食纤维对平衡人们的日常膳食具有重要意义。

然而，目前的制备膳食纤维的方法仍有待改进。

发明内容

本发明是基于发明人的下列发现而完成的：

山杏[Armeniaca sibirica（L.）Lam.]，蔷薇科杏属植物，主要分布于我国黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、甘肃、河北、山西等省区。山杏为我国三北防护林的主栽树种之一，现有栽培面积约占三北防护林保存面积的1/8，果实年产量约20~30万吨，果肉、杏核各约10~15万吨。然而，在目前的山杏加工生产中，由于酸涩适口性差，山杏果肉常被直接废弃，这样不仅会造成资源的严重浪费，还经常导致环境污染。而研究发现，山杏果肉中膳食纤维含量较高（超过50%），因此，以山杏生产企业加工过程中废弃的果肉为原料生产高活性的山杏果肉膳食纤维制品，意义重大。

此外，在膳食纤维的生产方法上，过去多采用化学法生产膳食纤维，近年来，化学法的局限性与不足之处越来越突出，人们不断寻找和探讨新的方法。而随着生物技术的快速发展，生物酶法在提取膳食纤维方面的优越性越来越受到人们的重视。

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种以山杏生产企业加工过程中废弃的果肉为原料生产高活性的山杏果肉膳食纤维制品的方法。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种制备山杏果肉膳食纤维制品的方法。根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤：将山杏果肉进行前处理；利用微生物菌液对经过前处理的山杏果肉进行发酵提取，以便获得悬浊提取物；将悬浊提取物进行第一离心，以便获得第一沉淀物及上清液；将上清液进行浓缩处理，以便获得浓缩液；将浓缩液依次进行乙醇沉淀处理和第二离心，以便获得第二沉淀物；以及分别将第一沉淀物和第二沉淀物进行真空冷冻干燥处理，以便获得不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维，该不溶性膳食和可溶性膳食纤维纤维构成山杏果肉膳食纤维制品。发明人惊奇地发现，本发明的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法，以山杏生产企业加工过程中山杏取仁后的废弃果肉为生产原料，不仅能够变废为宝，充分地利用山杏资源，提高山杏的综合利用率，增加山杏产业链附加值，还能够有效地降低膳食纤维制品的生产成本，并且能够有效地减少因废弃果肉堆积而造成的环境污染，为山杏加工产业的健康发展开辟了一条新的低碳环保途径。此外，根据本发明的实施例，本发明的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法，工艺简单易行，成本低，效率高，并且利用该方法制备获得的山杏果肉膳食纤维制品，其可溶性膳食纤维含量高，生理活性高，抗氧化性能和降血糖效果明显，并且具有降压降脂等生理代谢功能作用，能够有效地用于营养保健品制备。

根据本发明的实施例，在本发明的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法中，将山杏果肉进行前处理可以进一步包括：将山杏果肉于40℃-50℃的烘箱内进行烘干；将烘干的果肉进行除杂，并利用电动磨粉机将经过除杂的果肉进行粉碎；以及将经过粉碎的果肉过40目筛，以便获得经过前处理的山杏果肉。由此，能够显著提高后续实验的可溶性膳食纤维得率。

根据本发明的实施例，在本发明的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法中，微生物菌液是绿色木霉发酵液，其是通过以下步骤制备的：将冻存的（即于冰箱中冷藏的）绿色木霉菌种接种于菌种活化培养基中，并于37℃下恒温培养72-96h进行活化，以便获得活化的绿色木霉，其中，菌种活化培养基是通过将200g马铃薯汁，20g葡萄糖，20g琼脂和1000mL蒸馏水配制成pH自然的混合物，并于121℃下灭菌20min获得的；将活化的绿色木霉接种于种子培养基中，并于37℃的微生物恒温培养箱中进行扩大培养72-96h，以便使活化的绿色木霉产生孢子，其中种子培养基是通过以下方法制备的：将2.0g NaNO₃，1.0gK₂HPO₄，0.5g KCL，0.5g MgSO₄·7H₂O，0.01g FeSO₄·7H₂O，30g蔗糖和20g琼脂进行混合，并用蒸馏水定容至1L配制成pH自然的混合物，然后于121℃下灭菌20min；以及将孢子转移至液体发酵培养基中，于30℃-32℃，150r/min下进行振荡培养96h，以便获得绿色木霉发酵液，其中液体发酵培养基中的孢子接种量为5%-10%，液体发酵培养基是通过以下方法制备的：将200g马铃薯汁、20g葡萄糖和1000mL蒸馏水进行混合，配制成pH自然的混合物，然后于121℃下灭菌20min。由此，获得的绿色木霉发酵液，即微生物菌液，能够有效地对经过前处理的山杏果肉进行发酵提取。其中，配制各种培养基时，可同比例调节其各成分的含量。

根据本发明的实施例，在本发明的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法中，利用微生物菌液对经过前处理的山杏果肉进行发酵提取可以进一步包括：将经过前处理的山杏果肉于微生物菌液中进行浸泡处理。根据本发明的实施例，进行浸泡处理的具体步骤不受特别限制，只要能够使经过前处理的山杏果肉进行充分地发酵即可。具体地，根据本发明的一些实施例，可以按照料液比1：10的比例，于45℃下，将经过前处理的山杏果肉置于微生物菌液中进行浸泡处理6小时，其中在进行浸泡处理初始，料液混合物的pH值为6。由此，后续能够提取获得的山杏果肉可溶性膳食纤维含量最高。

根据本发明的实施例，在本发明的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法中，第一离心可以进一步包括：将悬浊提取物于4℃，5000-8000rpm下进行离心5-10min，然后利用去离子水洗涤沉淀三次，并合并上清液，以便获得第一沉淀物及上清液。

此外，根据本发明的一些具体示例，在本发明的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法中，可以进一步包括：将第一沉淀物进行双氧水脱色处理。根据本发明的实施例，进行双氧水脱色处理的具体步骤不受特别限制，只要能够使第一沉淀物充分脱色即可。根据本发明的一些实施例，双氧水脱色处理可以进一步包括：于50℃下，利用浓度为5%的双氧水将第一沉淀物进行脱色处理2小时，其中进行脱色处理时料液pH值为8；以及利用蒸馏水将经过脱色处理的第一沉淀物进行洗涤，至无双氧水气味。需要说明的是，在本文中所使用的表达方式“进行脱色处理时料液pH值为8”是指，进行脱色处理时，加热前要将加入双氧水的第一沉淀物的pH值调节为8。

根据本发明的实施例，在本发明的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法中，浓缩处理是通过将上清液进行减压旋转蒸发而实现的，其中减压旋转蒸发是利用SHB-3循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）和RE-5203旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）进行的，具体步骤如下：首先将上清液倒入圆底烧瓶中，使液体体积小于圆底烧瓶体积的2/3，然后将圆底烧瓶接入旋转蒸发器的接口处，接着打开旋转蒸发器水浴锅，将温度调至40-45℃；然后，待温度到达上述设定值后，打开真空泵，将真空度减至0.09MPa；最后，按下旋转蒸发器上的旋转按钮，随即减压旋转蒸发开始。

根据本发明的实施例，在本发明的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法中，将4倍体积的无水乙醇溶液倒入所述浓缩液中并静置12小时，以便将浓缩液进行乙醇沉淀处理。由此，能够使浓缩液中的沉淀充分析出。

根据本发明的实施例，在本发明的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法中，第二离心可以进一步包括：将经过乙醇沉淀处理的浓缩液于4℃，8000rpm下进行离心10-15min，弃去上清液，得到沉淀，并依次采用无水乙醇洗涤沉淀两次，无水分析纯丙酮洗涤沉淀两次，以便获得第二沉淀物。

根据本发明的实施例，在本发明的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法中，真空冷冻干燥处理可以进一步包括：

首先，分别将第一沉淀物和第二沉淀物进行预冻处理，即在冰箱冷冻室内（-18℃下）放置不少于24小时，使其无流动水即可。由此，能够方便后续进行真空冷冻干燥处理。

接着，利用真空冷冻干燥机，分别将经过预冻处理的第一沉淀物和第二沉淀物进行真空冷冻干燥处理。根据本发明的实施例，进行真空冷冻干燥处理的设备、具体细节及处理时间并无明确限制，只要能够使沉淀物干燥无冰块即可。根据本发明的一些实施例，采用美国Thermo Fisher Scientific公司的型号为Thermo Heto Power Dry LL1500Freeze Dryer的真空冷冻干燥机进行真空冷冻干燥处理。根据本发明的一些具体示例，进行真空冷冻干燥处理时，真空冷冻干燥机的冷阱温度为-110℃。

根据本发明的另一方面，本发明提供了一种山杏果肉膳食纤维制品。根据本发明的实施例，该山杏果肉膳食纤维制品是由本发明的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法制备的。发明人惊奇地发现，本发明的山杏果肉膳食纤维制品，成本低，且其可溶性膳食纤维含量高，生理活性高，抗氧化性能和降血糖效果明显，并且具有降压降脂等生理代谢功能作用，营养价值不容忽视，其作为营养保健品则极具推广应用前景，并且还能够有效地用于其它营养保健品的制备，市场价值非常高。

需要说明的是，本发明的山杏果肉膳食纤维制品及其制备方法，是本发明的申请人通过艰苦的创造性劳动和优化的工作而完成的。

此外，还需要说明的是，在本文中所使用的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，以便能够方便地区别两次离心操作以及两种沉淀物，而不能理解为指示或暗示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本发明一个实施例的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

一般方法：

参照图1，本发明的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法可以包括以下步骤：

首先，将山杏果肉进行前处理；

其次，利用微生物菌液对经过前处理的山杏果肉进行发酵提取，以便获得悬浊提取物；

接着，将所得的悬浊提取物进行第一离心，以便获得第一沉淀物及上清液；

接下来，将上述获得的上清液进行浓缩处理，以便获得浓缩液；

然后，将浓缩液依次进行乙醇沉淀处理和第二离心，以便获得第二沉淀物；

最后，分别将第一沉淀物和第二沉淀物进行真空冷冻干燥处理，以便获得不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维，该不溶性膳食和可溶性膳食纤维纤维构成山杏果肉膳食纤维制品。

实施例1：

根据本发明的制备山杏果肉膳食纤维制品的方法，按照以下步骤制备山杏果肉膳食纤维制品：

1.1山杏果肉前处理

将山杏生产企业加工过程中废弃的山杏果肉进行前处理：将山杏果肉于40℃-50℃的烘箱内进行烘干；将烘干的果肉进行除杂，并利用电动磨粉机将经过除杂的果肉进行粉碎；以及将经过粉碎的果肉过40目筛，以便获得经过前处理的山杏果肉。

1.2微生物菌液发酵提取

按照料液比1∶10的比例，于45℃下，将经过前处理的山杏果肉置于绿色木霉发酵液中进行浸泡处理6小时，以便利用微生物菌液对经过前处理的山杏果肉进行发酵提取，获得悬浊提取物，其中在进行浸泡处理初始，料液混合物的pH值为6。

其中，绿色木霉发酵液是通过以下步骤制备的：

首先，将冻存的（即于冰箱中冷藏的）绿色木霉菌种接种于菌种活化培养基中，并于37℃下恒温培养72-96h进行活化，以便获得活化的绿色木霉，其中，菌种活化培养基是通过将200g马铃薯汁，20g葡萄糖，20g琼脂和1000mL蒸馏水配制成pH自然的混合物，并于121℃下灭菌20min获得的。

接着，将活化的绿色木霉接种于种子培养基中，并于37℃的微生物恒温培养箱中进行扩大培养72-96h，以便使活化的绿色木霉产生孢子，其中种子培养基是通过以下方法制备的：将2.0g NaNO₃，1.0gK₂HPO₄，0.5g KCL，0.5gMgSO₄·7H₂O，0.01g FeSO₄·7H₂O，30g蔗糖和20g琼脂进行混合，并用蒸馏水定容至1L配制成pH自然的混合物，然后于121℃下灭菌20min。

然后，将孢子转移至液体发酵培养基中，于30℃-32℃，150r/min下进行振荡培养4昼夜（96h），以便获得绿色木霉发酵液，其中液体发酵培养基中的孢子接种量为5%-10%。其中液体发酵培养基中的孢子接种量为5%-10％，液体发酵培养基是通过以下方法制备的：将200g马铃薯汁、20g葡萄糖和1000mL蒸馏水进行混合，配制成pH自然的混合物，然后于121℃下灭菌20min。

1.3第一离心

首先，将所得的悬浊提取物于4℃，5000-8000rpm下进行第一离心5-10min，然后利用去离子水洗涤沉淀三次，并合并上清液，以便获得第一沉淀物及上清液。然后，于50℃下，利用浓度为5%的双氧水（市售购得的双氧水浓度为30%，实验前将其稀释至5%），将第一沉淀物进行脱色处理2小时，并利用蒸馏水将经过脱色处理的第一沉淀物进行洗涤，至无双氧水气味，其中进行脱色处理时料液pH值为8。

1.4浓缩处理

将上述获得的上清液进行减压旋转蒸发浓缩处理，以便获得浓缩液。其中减压旋转蒸发是利用SHB-3循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）和RE-5203旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）进行的，具体步骤如下：首先将上清液倒入圆底烧瓶中，使液体体积小于圆底烧瓶体积的2/3，然后将圆底烧瓶接入旋转蒸发器的接口处，接着打开旋转蒸发器水浴锅，将温度调至40-45℃；然后，待温度到达上述设定值后，打开真空泵，将真空度减至0.09MPa；最后，按下旋转蒸发器上的旋转按钮，随即减压旋转蒸发开始。

1.5乙醇沉淀处理和第二离心

首先，将4倍体积的无水乙醇溶液倒入获得的浓缩液中并静置12小时，以便将浓缩液进行乙醇沉淀处理，然后将经过乙醇沉淀处理的浓缩液于4℃，8000rpm下进行第二离心10-15min，弃去上清液，得到沉淀，并依次采用无水乙醇洗涤沉淀两次，无水分析纯丙酮洗涤沉淀两次，以便获得第二沉淀物。

1.6真空冷冻干燥

首先，分别将第一沉淀物和第二沉淀物进行预冻处理，即在冰箱冷冻室内（-18℃下）放置不少于24小时，使其无流动水即可。由此，能够方便后续进行真空冷冻干燥处理，然后利用真空冷冻干燥机（型号：Thermo Heto Power DryLL1500Freeze Dryer，美国Thermo Fisher Scientfic公司），分别将经过预冻处理的第一沉淀物和第二沉淀物进行真空冷冻干燥处理，至沉淀物干燥无冰块即可，其中真空冷冻干燥机冷阱温度为-110℃，以便分别获得不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维的絮状粉末，该不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维的絮状粉末构成山杏果肉膳食纤维制品。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种制备山杏果肉膳食纤维制品的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将山杏果肉进行前处理；

利用微生物菌液对经过前处理的山杏果肉进行发酵提取，以便获得悬浊提取物；

将所述悬浊提取物进行第一离心，以便获得第一沉淀物及上清液；

将所述上清液进行减压旋转蒸发浓缩处理，以便获得浓缩液；

将所述浓缩液依次进行乙醇沉淀处理和第二离心，以便获得第二沉淀物；以及

分别将所述第一沉淀物和所述第二沉淀物进行真空冷冻干燥处理，以便获得不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维，所述不溶性膳食和所述可溶性膳食纤维纤维构成所述山杏果肉膳食纤维制品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将山杏果肉进行前处理进一步包括：

将所述山杏果肉于40℃-50℃的烘箱内进行烘干；

将烘干的果肉进行除杂，并利用电动磨粉机将经过除杂的果肉进行粉碎；以及

将经过粉碎的果肉过40目筛，以便获得经过前处理的山杏果肉。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微生物菌液是绿色木霉发酵液，其是通过以下步骤制备的：

将冻存的绿色木霉菌种接种于菌种活化培养基中，并于37℃下恒温培养72-96h进行活化，以便获得活化的绿色木霉，其中，所述菌种活化培养基是通过将200g马铃薯汁，20g葡萄糖，20g琼脂和1000mL蒸馏水配制成pH自然的混合物，并于121℃下灭菌20min获得的；

将所述活化的绿色木霉接种于种子培养基中，并于37℃的微生物恒温培养箱中进行扩大培养72-96h，以便使所述活化的绿色木霉产生孢子，其中所述种子培养基是通过以下方法制备的：将2.0g NaNO₃，1.0gK₂HPO₄，0.5g KCL，0.5g MgSO₄·7H₂O，0.01g FeSO₄·7H₂O，30g蔗糖和20g琼脂进行混合，并用蒸馏水定容至1L配制成pH自然的混合物，然后于121℃下灭菌20min；以及

将所述孢子转移至液体发酵培养基中，于30℃-32℃，150r/min下进行振荡培养4昼夜，以便获得所述绿色木霉发酵液，其中所述液体发酵培养基中的孢子接种量为5%-10%，所述液体发酵培养基是通过以下方法制备的：将200g马铃薯汁、20g葡萄糖和1000mL蒸馏水进行混合，配制成pH自然的混合物，然后于121℃下灭菌20min。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述利用微生物菌液将经过前处理的山杏果肉进行发酵提取进一步包括：

将所述经过前处理的山杏果肉于所述微生物菌液中进行浸泡处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，按照料液比1∶10的比例，于45℃下，将所述经过前处理的山杏果肉置于所述微生物菌液中进行浸泡处理6小时，其中在进行所述浸泡处理初始，料液混合物的pH值为6。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一离心进一步包括：

将所述悬浊提取物于4℃，5000-8000rpm下进行离心5-10min，然后利用去离子水洗涤沉淀三次，并合并上清液，以便获得第一沉淀物及上清液；以及

将所述第一沉淀物进行双氧水脱色处理，

其中，所述双氧水脱色处理进一步包括：

于50℃下，利用浓度为5%的双氧水将所述第一沉淀物进行脱色处理2小时，其中进行所述脱色处理时料液pH值为8；以及

利用蒸馏水将经过脱色处理的第一沉淀物进行洗涤，至无双氧水气味。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将4倍体积的无水乙醇溶液倒入所述浓缩液中并静置12小时，以便将浓缩液进行乙醇沉淀处理。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二离心进一步包括：

将经过乙醇沉淀处理的浓缩液于4℃，8000rpm下进行离心10-15min，弃去上清液，得到沉淀，并依次采用无水乙醇洗涤沉淀两次，无水分析纯丙酮洗涤沉淀两次，以便获得第二沉淀物。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真空冷冻干燥处理进一步包括：

分别将所述第一沉淀物和所述第二沉淀物进行预冻处理；以及

利用真空冷冻干燥机，分别将经过预冻处理的第一沉淀物和第二沉淀物进行真空冷冻干燥处理。

10.一种山杏果肉膳食纤维制品，其特征在于，是由权利要求1-9任一项所述的方法制备的。