CN104130333A - 利用紫薯同步生产花青素、淀粉、纤维素及蛋白质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用紫薯同步生产花青素、淀粉、纤维素及蛋白质的方法，以提高紫薯的利用率，降低紫薯深加工产物的生产成本。将新鲜紫薯与酸乙醇混合破碎，过滤获得滤渣和滤液；滤液静置后，分离获得上清液与沉淀物；沉淀物为淀粉；将滤渣与上清液再次混合，采用微波辅助酸乙醇法提取紫薯花青素，分离获得滤渣和花青素粗提取液；滤渣为富含膳食纤维素的产物；将花青素粗提取液离心，上清液经减压浓缩分离乙醇，将浓缩液冷却至室温，离心得到上清液与沉淀；上清液为花青素提取液，经干燥获得紫薯花青素；沉淀物为富含蛋白质的产物。该方法利用紫薯为原料通过连续的生产过程同步得到了花青素、淀粉、纤维素及蛋白质等产物，工艺简单，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及农副产品深加工技术领域，特别是涉及一种利用紫薯同步生产花青素、淀粉、纤维素及蛋白质等产物的方法。
背景技术
紫薯(英文名称Purple Potato)又叫黑薯，薯肉呈紫色至深紫色。紫薯的营养丰富且具有多重特殊保健功能。
研究发现，紫薯富含花青素、淀粉、蛋白质、可食性纤维、维生素、微量元素、可溶性无氧化物质等多种营养成分，经常食用则具有减肥、健美和健身防癌等作用。
研究发现，鲜紫薯中淀粉含量24％，占干物质的70％以上。紫薯中含有20％(干基)左右的蛋白质，包括了18种氨基酸，易被人体消化和吸收，其中包括维生素A、B、C等8种维生素和铁、磷、锰等10多种矿物元素。紫薯中所含的锌、铁、铜、锰、钙、硒均为天然的，并且铁、钙含量特别高。而硒和铁是人体抗疲劳、抗衰老、补血的必要元素，具有良好的保健功能。硒又是“抗癌大王”，易被人体吸收，能有效地留在血清中，修补心肌，增强机体免疫力，清除体内产生癌症的自由基，抑制癌细胞中DNA的合成和癌细胞的分裂与生长，预防胃癌、肝癌等疾病的发生。
紫薯中纤维素含量高，这类物质可增加粪便体积，促进肠胃蠕动，清理肠腔内滞留的粘液、积气和腐败物，排出粪便中的有毒物质和致癌物质，保持大便畅通，改善消化道环境，防止胃肠道疾病的发生。有助于控制糖尿病、预防便秘、肛门直肠等疾病、降低结肠pH值，减少肠道运送排泄物的时间、可降低血中胆固醇和三羧酸甘油酯的含量，从而降低患心脏病的危险、促进溶解的镁、钙、锌等矿物质通过上皮细胞被人体吸收等生理功能，有利于提高广大人民的健康水平。
紫薯内还含有大量药用价值高的花青素，花青素是目前发现最直接、最有效、最安全的自由基清除剂，其清除自由基的能力是维生素C的20倍、维生素E的50倍。紫薯将成为花青素的主要原料之一。
虽然紫薯具有很多生物学功能，但主要用于提取花青素和淀粉。而提取花青素或淀粉后的副产物中还含有蛋白质、纤维素等物质，具有很高的食用价值，但多数作为废物丢弃，降低了紫薯的利用率，提高了深加工产物的成本。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种利用紫薯同步生产花青素、淀粉、纤维素及蛋白质的方法，以提高紫薯的利用率，降低紫薯深加工产物的生产成本。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种利用紫薯同步生产花青素、淀粉、纤维素及蛋白质的方法，包括下述步骤：
(1)选取无损伤无腐烂的新鲜紫薯，清洗干净后，与pH值为1-3的酸乙醇混合破碎，过滤，获得滤渣和滤液；将滤液静置后，分离获得上清液与沉淀物；所得沉淀物为淀粉；
(2)将滤渣与步骤(1)中分离淀粉后的上清液再次混合，采用微波辅助酸乙醇法提取紫薯花青素，然后，分离获得滤渣和花青素粗提取液；所得滤渣为富含膳食纤维素的产物；
(3)将步骤(2)所得花青素粗提取液离心，所得上清液经45-55℃减压浓缩，分离乙醇，将浓缩液冷却至室温，离心得到上清液与沉淀；所得上清液为花青素提取液，经干燥，获得紫薯花青素；所得沉淀物为富含蛋白质的产物。
所述酸乙醇是乙醇与水的质量分数为55-62％的乙醇溶液，用盐酸调整至pH值为1-3。
所述酸乙醇与紫薯的质量比为17-22:1。
步骤(1)中所得淀粉沉淀物经40℃烘干，获得干淀粉物质。
步骤(2)中微波辅助酸乙醇法提取紫薯花青素的微波功率为400w，提取温度45-52℃，提取时间为4min。
步骤(2)提取花青素后分离获得的滤渣，在95℃烘干，冷却后粉碎，即为富含膳食纤维的产物。
步骤(3)所述花青素提取液经冷冻干燥或喷雾干燥，获得花青素粉末。
步骤(3)所述富含蛋白质的产物经冷冻干燥或喷雾干燥，获得富含蛋白质的粉状产物。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的方法利用紫薯为原料通过连续的生产过程同步得到了花青素、淀粉、纤维素及蛋白质，避免了大量具有很高食用价值的物质的浪费，提高了紫薯的利用率，降低了紫薯深加工产物的生产成本。能够大量的节约资源，提高生产效益。
2、本发明的利用紫薯同步生产花青素、淀粉、纤维素及蛋白质的方法工艺简单，实用性强。
3、本发明的方法所得淀粉、花青素、纤维素和蛋白质的得率高，产物中相应营养成分的含量高。所得淀粉含量大于94％，得率为紫薯总淀粉含量的72％以上；富含膳食纤维的产物中纤维素含量大于116mg/g，纤维素得率大于94％；所得花青素含量大于9.1mg/g，花青素提取率大于90％；所得富含蛋白质的产物中蛋白质含量大于514mg/g，得率大于86％。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
(1)称取5kg的紫薯，按照1:17的料液比，与乙醇的质量分数为55％的酸乙醇(pH值为2)混合，破碎。用双层纱布过滤，分离，获得滤渣和滤液。将滤液静置沉淀，然后将沉淀和上清液分离，获得沉淀物和上清液。将沉淀物在40℃下烘干，检测其淀粉含量为94.8％，得率为紫薯总淀粉含量(100g鲜紫薯含淀粉24.45g)的73.2％。
(2)将步骤(1)所得的上清液与滤渣再次混合，微波功率为400w，提取温度为45℃，提取4min，然后进行过滤分离，获得滤渣和花青素粗提取液。将滤渣在95℃下鼓风干燥，经粉碎获得粉状物质。经检测，其纤维素含量为116.6mg/g，淀粉含量751.03mg/g，蛋白质含量48.6mg/g，还原糖含量19mg/g，纤维素得率为鲜紫薯中纤维素含量(100g鲜紫薯含纤维素3.4g)的94.5％。
(3)将步骤(2)所得花青素粗提取液置于离心机中，在4000r/min离心20min，所得上清液经50℃减压浓缩，分离乙醇，将浓缩液冷却至室温，在4000r/min离心20min，得到上清液与沉淀物。所得上清液为花青素提取液。将沉淀物经冷冻干燥，获得粉状粉末，经检测，其蛋白质含量514.2mg/g，淀粉含量125.8mg/g，还原糖含量113.5mg/g，多糖含量42.3mg/g，花青素含量5.5mg/g。蛋白质得率为鲜紫薯中所含蛋白质(100g鲜紫薯含蛋白质2.19g)的86％。
(4)将步骤(3)分离获得的上清液，经冷冻干燥，获得紫薯花青素，紫薯花青素含量为9.1mg/g，花青素提取率为鲜紫薯所含花青素(100g鲜紫薯含花青素98mg)的90.5％。
实施例2
(1)称取5kg的紫薯，按照1:20的料液比，与乙醇的质量分数为60％的酸乙醇(pH值为2)混合，破碎。用双层纱布过滤，分离，获得滤渣和滤液。将滤液静置沉淀，然后将沉淀和上清液分离，获得沉淀物和上清液。将沉淀物在40℃下烘干，检测其淀粉含量为95.2％。得率为紫薯总淀粉含量(100g鲜紫薯含淀粉24.45g)的72.8％。
(2)将步骤(1)所得上清液与滤渣再次混合，微波功率为400w，提取温度为50℃，提取4min，然后进行过滤分离，获得滤渣和花青素粗提取液。将滤渣在95℃下鼓风干燥，经粉碎获得粉状物质。经检测，其纤维素含量为117.4mg/g，淀粉含量756.3mg/g，蛋白质含量47.5mg/g，还原糖含量18mg/g。纤维素得率为鲜紫薯中纤维素含量(100g鲜紫薯含纤维素3.4g)的95％。
(3)将步骤(2)所得花青素粗提取液置于离心机离心，所得上清液经50℃减压浓缩，分离乙醇，将浓缩液冷却至室温，在4000r/min离心20min，得到上清液与沉淀。所得上清液为花青素提取液。将沉淀物经冷冻干燥，获得粉状粉末，经检测，其蛋白质含量522.3mg/g，淀粉含量123.5mg/g，还原糖含量112.6mg/g，多糖含量43.5mg/g，花青素含量5.9mg/g。蛋白质得率为鲜紫薯中所含蛋白质(100g鲜紫薯含蛋白质2.19g)的87.5％。
(4)将步骤(3)分离获得的上清液，经喷雾干燥，获得紫薯花青素，紫薯花青素含量为9.3mg/g，花青素提取率为鲜紫薯所含花青素(100g鲜紫薯含花青素98mg)的91.7％。
实施例3
(1)称取5kg的紫薯，按照1:22的料液比，与乙醇的质量分数为62％的酸乙醇(pH值为2)混合，破碎。用双层纱布过滤，分离，获得滤渣和滤液。将滤液静置沉淀，然后将沉淀和上清液分离，获得沉淀物和上清液。将沉淀物在40℃下烘干，检测其淀粉含量为95.77％。得率为紫薯总淀粉含量(100g鲜紫薯含淀粉24.45g)的73.06％。
(2)将步骤(1)所得上清液与滤渣再次混合，微波功率为400w，提取温度为52℃，提取4min，然后进行过滤分离，获得滤渣和花青素粗提取液。将滤渣在95℃下鼓风干燥，经粉碎获得粉状物质。经检测，其纤维素含量为117.11mg/g，淀粉含量761.03mg/g，蛋白质含量50.48mg/g，还原糖含量19.42mg/g。纤维素得率为鲜紫薯中纤维素含量(100g鲜紫薯含纤维素3.4g)的95.2％。
(3)将步骤(2)所得花青素粗提取液置于离心机离心，所得上清液经50℃减压浓缩，分离乙醇，将浓缩液冷却至室温，在4000r/min离心20min，得到上清液与沉淀。所得上清液为花青素提取液。将沉淀物经冷冻干燥，获得粉状粉末，经检测，其蛋白质含量524.78mg/g，淀粉含量129.38mg/g，还原糖含量115.36mg/g，多糖含量44.32mg/g，花青素含量6.08±0.02mg/g。蛋白质得率为鲜紫薯中所含蛋白质(100g鲜紫薯含蛋白质2.19g)的87.9％。
(4)将步骤(3)分离获得的上清液经冷冻干燥，获得紫薯花青素，紫薯花青素含量为9.58mg/g，花青素提取率为鲜紫薯所含花青素(100g鲜紫薯含花青素98mg)的93.64％。
本发明的方法利用紫薯为原料通过连续的生产过程同步得到了花青素、淀粉、纤维素及蛋白质等产物，提高了紫薯的利用率，降低了紫薯深加工产物的生产成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种利用紫薯同步生产花青素、淀粉、纤维素及蛋白质的方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)选取无损伤无腐烂的新鲜紫薯，清洗干净后，与pH值为1-3的酸乙醇混合破碎，过滤，获得滤渣和滤液；将滤液静置后，分离获得上清液与沉淀物；所得沉淀物为淀粉；
(2)将滤渣与步骤(1)中分离淀粉后的上清液再次混合，采用微波辅助酸乙醇法提取紫薯花青素，然后，分离获得滤渣和花青素粗提取液；所得滤渣为富含膳食纤维素的产物；
(3)将步骤(2)所得花青素粗提取液离心，所得上清液经45-55℃减压浓缩，分离乙醇，将浓缩液冷却至室温，离心得到上清液与沉淀；所得上清液为花青素提取液，经干燥，获得紫薯花青素；所得沉淀物为富含蛋白质的产物。
2.根据权利要求1所述的利用紫薯同步生产花青素、淀粉、纤维素及蛋白质的方法，其特征在于，所述酸乙醇是乙醇与水的质量分数为55-62％的乙醇溶液，用盐酸调整至pH值为1-3。
3.根据权利要求1所述的利用紫薯同步生产花青素、淀粉、纤维素及蛋白质的方法，其特征在于，所述酸乙醇与紫薯的质量比为17-22:1。
4.根据权利要求1所述的利用紫薯同步生产花青素、淀粉、纤维素及蛋白质的方法，其特征在于，步骤(1)中所得淀粉沉淀物经40℃烘干，获得干淀粉物质。
5.根据权利要求1所述的利用紫薯同步生产花青素、淀粉、纤维素及蛋白质的方法，其特征在于，步骤(2)中微波辅助酸乙醇法提取紫薯花青素的微波功率为400w，提取温度45-52℃，提取时间为4min。
6.根据权利要求1所述的利用紫薯同步生产花青素、淀粉、纤维素及蛋白质的方法，其特征在于，步骤(2)提取花青素后分离获得的滤渣，在95℃烘干，冷却后粉碎，即为富含膳食纤维的产物。
7.根据权利要求1所述的利用紫薯同步生产花青素、淀粉、纤维素及蛋白质的方法，其特征在于，步骤(3)所述花青素提取液经冷冻干燥或喷雾干燥，获得花青素粉末。
8.根据权利要求1所述的利用紫薯同步生产花青素、淀粉、纤维素及蛋白质的方法，其特征在于，步骤(3)所述富含蛋白质的产物经冷冻干燥或喷雾干燥，获得富含蛋白质的粉状产物。
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