CN104140471A - 一种从山药食品加工下脚料中制备山药高纯度多糖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从山药食品加工下脚料中制备山药高纯度多糖的方法，包括兑料，磨浆，浸提，酶解，脱色分离；将山药初加工后所产生的山药料头，山药皮，及去皮后的山药进行护色、清洗所产生的山药粘液水进行混合；混合物进行磨浆；用1~5倍体积的95%的乙醇室温下提取6~24h，然后进行离心分离，回收乙醇，得到山药粗多糖按1:2~10比例加水配成溶液，按体积比一次性或分2~4批加入总量为0.3%~10%的复合酶酶解，酶解温度40℃~50℃，在溶液的自然pH下酶解4h~24h，得到酶解液脱色分离，得到高纯度山药多糖产品。

Description

一种从山药食品加工下脚料中制备山药高纯度多糖的方法

技术领域

本发明涉及食品、天然产物的加工提取与分离技术领域，具体地说是以山药食品加工的下脚料，主要指山药皮、山药料头、山药粘液水等为原料，生产制备山药高纯度多糖。

背景技术

山药为传统药食两用植物，具有补脾、补肾、健脾胃、益精、止泻、化痰等功效，山药含有淀粉、蛋白质、淀粉酶、脂肪、多糖、维生素、氨基酸和多种微量元素，研究表明，其具有多方面的生物活性和功能。山药多糖是山药的主要活性成分，具有免疫调节、降血糖、抗氧化、抗衰老、抗肿瘤等作用，具有广阔的应用前景。关于山药多糖研究国内外文献报道较多，多数集中于提取方法的研究、功能应用、多糖结构的分析测定等，采用的原料都是以山药或山药粉为原料。

专利（CN 101628070 B一种山药多糖提取物及其制备方法和用途）中有提到山药多糖的制备方法，将干山药片粉碎成200目以上的山药粉，用山药粉重量2-10倍的40%~95%乙醇水溶液，加热回流提取，乙醇提取液离心分离，沉渣加重量为5~20倍的水搅拌并用胶体磨研磨，加热回流提取；水提取液离心分离，上清液减压浓缩制得7~20波美度的流浸膏，加入流浸膏容积2~10倍量的95%乙醇醇沉后离心分离；沉渣加2~10倍重量的水搅拌溶解、离心分离；上清液干燥后制得山药多糖提取物。专利文献中采用的是去皮后生产的山药粉为原料，山药多糖提取物产品得率10-19%，山药多糖纯度最高61%，制备的山药多糖属于粗多糖产品。

专利（CN 102835635 A一种采用生物酶法，以怀山药为主要原料制得的怀山药肽、多糖的复合营养液及其制备方法是以怀山药为原料，采用复合酶分步酶解制取怀山药肽、多糖复合营养液。）是选取无硫怀山药干片并且要求 ：无霉变、无虫蛀，还要进行预处理，将称取好的怀山药片浸泡后，放入高压蒸煮锅中预煮，预煮温度为 105℃，时间 30min。通过预煮可使组织软化，淀粉糊化，便于打浆处理和酶解。上述技术对原料的要求较高，不能很好地充分利用山药资源，且生产的成本较高，经济效益低下。

还有采用超临界萃取的方法制备山药多糖，原料也是来自于去皮后的山药，制备的山药多糖提取物山药多糖含量和提取率都偏低。

由于山药皮约占整个山药的13%~14%，在做山药粉、山药脆片、山药馅、山药饮料等食品加工过程中，会产生大量的山药皮。山药皮中还有大量的粘液质。在山药食品加工过程中，由于护色和去掉影响食品感官不良因子的需要，山药粘液大部分被水洗掉了，产生大量的山药粘液水。粘液中含有多糖和蛋白质等功能因子，山药粘液质是多糖与蛋白质的复合物，按干基计算，粘液质中总多糖占52%左右，蛋白质占47%左右。因而上述的方法，均存在对山药原料品质要求较高，不能充分利用山药的下脚料包括料头，山药皮及山药去皮后冲洗所产生的山药粘液，造成资源的浪费，生产成本的增加，产品附加值低，加工效益的低下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种从山药食品加工下脚料中制备山药高纯度多糖的方法，该方法以山药食品加工的下脚料为原料，以安全有效的有机溶剂和生物复合酶酶解工艺，从而得到山药高纯度山药多糖产品。本发明的技术方案的下脚料主要是山药皮、山药料头和山药粘液水等。山药皮是指山药加工过程中剥下的山药的块茎的皮；山药料头是指不符合山药食品加工要求的山药两端或一端较细、易发蔫的小段山药；山药粘液水是指山药食品加工过程中，由于护色和去掉影响食品感官不良因子的需要，去皮后的山药需要用清水冲洗掉表面上发粘的粘液质，从而产生大量的山药粘液水。本发明的技术方案能充分利用山药的下脚料包括料头，山药皮及山药去皮后冲洗所产生的山药粘液，充分利用了山药加工过程的下脚料，同时节省了水资源，减少了资源的浪费，降低了生产成本，增加了产品附加值，加工效益好。

为解决上述技术问题，本发明的一种从山药食品加工下脚料中制备山药高纯度多糖的方法，包括兑料，磨浆，浸提，酶解，脱色分离：

兑料是将山药初加工后所产生的山药料头，山药皮，及去皮后的山药进行护色、清洗所产生的山药粘液水进行混合；

磨浆是将山药料头，山药皮，山药粘液水的混合物进行磨浆；

浸提是磨浆后，用1~5倍体积的95%的乙醇室温下提取6~24h，然后进行离心分离，回收乙醇，得到山药粗多糖；

酶解是将山药粗多糖按1:2~10比例加水配成溶液，按体积比一次性或分2~4批加入总量为0.3%~10%的复合酶酶解，酶解温度40℃~50℃，在溶液的自然pH下酶解4h~24h，得到酶解液；

脱色分离是将酶解液经脱色分离，得到高纯度山药多糖产品。

作为对本技术方案的进一步改进，兑料过程将山药粘液水进行1~20倍浓缩，再与粉碎后的山药料头，山药皮按1~20：1的比例进行混合。

作为对本技术方案的进一步改进，酶解加入的复合酶以酸性蛋白酶为主，同时还有中性蛋白酶、纤维素酶、氨肽酶。

作为对本技术方案的进一步改进，酶解加入的复合酶中酸性蛋白酶酶活力2000~10000U/g，中性蛋白酶酶活力200~3000U/g，纤维素酶酶活力600~4000U/g，氨肽酶酶活力80~500U/g。

作为对本技术方案的进一步改进，脱色分离是酶解液经活性炭脱色、多级膜分离设备分离得到高纯度山药多糖产品。

山药粘液水进行浓缩1~20倍，再与粉碎后的山药皮、山药料头按1~20:1比例进行混合，经胶体磨磨浆，用1~5倍体积的95%的乙醇室温下提取6~24h，离心分离，回收乙醇，得到山药粗多糖产品。回收的乙醇可以重复利用。该步骤与文献中相关工艺相比，主要创新点是直接采用山药粘液水进行配料磨浆，不需再额外增加水。

山药粗多糖按1:2~10比例加水配成溶液，按体积比一次性或分2~4批加入总量为0.3%~10%的复合酶酶解，酶解温度40℃~50℃，自然pH下酶解4h~24h。所述的复合酶是指以酸性蛋白酶为主，同时具有中性蛋白酶、纤维素酶、氨肽酶。其中酸性蛋白酶酶活力2000~10000U/g，中性蛋白酶酶活力200~3000U/g，纤维素酶酶活力600~4000U/g，氨肽酶酶活力80~500U/g。

现有的山药多糖提取工艺已有部分文献提及酶解工艺，但大部分采用的是单一蛋白酶酶解，本发明采用的是复合酶，更利于山药粗多糖中残留的蛋白质、纤维素的分解，酶解效率高，制备的山药多糖产品纯度高。

酶解液再经活性炭脱色、多级膜分离设备分离后，即可得高纯度山药多糖产品。山药多糖产品中多糖含量可达80%~99%，山药多糖提取率达60%~88%（相对于原料中总多糖的含量）。与其他工艺生产的山药多糖产品相比，山药多糖提取率高，产品纯度高，多糖活性高，可实现工业化生产，利于高纯度山药多糖产品在食品、保健品、医药等工业中应用。

提取山药多糖后的废渣还可以用于生产山药皂苷、山药蛋白肽等其他山药提取物。

附图说明

图1是本发明的工艺流程简图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。本发明的一种从山药食品加工下脚料中制备山药高纯度多糖的方法，包括兑料，磨浆，浸提，酶解，脱色分离：

兑料是将山药初加工后所产生的山药料头，山药皮，及去皮后的山药进行护色、清洗所产生的山药粘液水进行混合；

磨浆是将山药料头，山药皮，山药粘液水的混合物进行磨浆；

浸提是磨浆后，用1~5倍体积的95%的乙醇室温下提取6~24h，然后进行离心分离，回收乙醇，得到山药粗多糖；

酶解是将山药粗多糖按1:2~10比例加水配成溶液，按体积比一次性或分2~4批加入总量为0.3%~10%的复合酶酶解，酶解温度40℃~50℃，在溶液的自然pH下酶解4h~24h，得到酶解液；

脱色分离是将酶解液经脱色分离，得到高纯度山药多糖产品。

本发明的技术方案优选的兑料工艺是将山药粘液水进行1~20倍浓缩，再与粉碎后的山药料头，山药皮按1~20：1的比例进行混合。

本发明的技术方案优选的酶解工艺是加入的复合酶以酸性蛋白酶为主，同时还有中性蛋白酶、纤维素酶、氨肽酶。

本发明的技术方案优选的酶解工艺加入的复合酶中酸性蛋白酶酶活力2000~10000U/g，中性蛋白酶酶活力200~3000U/g，纤维素酶酶活力600~4000U/g，氨肽酶酶活力80~500U/g。

本发明的技术方案优选的脱色分离工艺是酶解液经活性炭脱色、多级膜分离设备分离得到高纯度山药多糖产品。

实施例1

山药粘液水浓缩15倍，与粉碎后的山药皮、山药料头按2:1比例进行混合，经胶体磨磨浆，再用2倍体积的95%的乙醇室温下提取10h，离心分离，回收乙醇，得到山药粗多糖产品。山药粗多糖按1:4比例加水配成溶液，按体积比一次性加入总量为2%的复合酶酶解，酶解温度45℃，自然pH下酶解18h。酶解液经活性炭脱色、多级膜分离设备分离后，即可得高纯度山药多糖产品。山药多糖产品中多糖含量可达94.7%，山药多糖提取率达82.8%（相对于原料中总多糖的含量）。

实施例2

山药粘液水浓缩2倍，与粉碎后的山药皮、山药料头按10:1比例进行混合，经胶体磨磨浆，再用4倍体积的95%的乙醇室温下提取6h，离心分离，回收乙醇，得到山药粗多糖产品。山药粗多糖按1:8比例加水配成溶液，按体积比分3次加入总量为6%的复合酶酶解，酶解温度40℃，自然pH下酶解10h。酶解液经活性炭脱色、多级膜分离设备分离后，即可得高纯度山药多糖产品。山药多糖产品中多糖含量可达88.5%，山药多糖提取率达69.5%（相对于原料中总多糖的含量）。

实施例3

山药粘液水浓缩5倍，与粉碎后的山药皮、山药料头按8:1比例进行混合，经胶体磨磨浆，再用5倍体积的95%的乙醇室温下提取20h，离心分离，回收乙醇，得到山药粗多糖产品。山药粗多糖按1:10比例加水配成溶液，按体积比分4次加入总量为9.8%的复合酶酶解，酶解温度50℃，自然pH下酶解4h。酶解液经活性炭脱色、多级膜分离设备分离后，即可得高纯度山药多糖产品。山药多糖产品中多糖含量可达90.2%，山药多糖提取率达86.8%（相对于原料中总多糖的含量）。

Claims (5)

1.一种从山药食品加工下脚料中制备山药高纯度多糖的方法，包括兑料，磨浆，浸提，酶解，脱色分离，其特征在于：

所述的兑料是将山药初加工后所产生的山药料头，山药皮，及去皮后的山药进行护色、清洗所产生的山药粘液水进行混合；

所述的磨浆是将山药料头，山药皮，山药粘液水的混合物进行磨浆；

所述的浸提是磨浆后，用1~5倍体积的95%的乙醇室温下提取6~24h，然后进行离心分离，回收乙醇，得到山药粗多糖；

所述的酶解是将山药粗多糖按1:2~10比例加水配成溶液，按体积比一次性或分2~4批加入总量为0.3%~10%的复合酶酶解，酶解温度40℃~50℃，在溶液的自然pH下酶解4h~24h，得到酶解液；

所述的脱色分离是将酶解液经脱色分离，得到高纯度山药多糖产品。

2.根据权利要求1所述的从山药食品加工下脚料中制备山药高纯度多糖的方法，其特征在于：所述的兑料是将山药粘液水进行1~20倍浓缩，再与粉碎后的山药料头，山药皮按1~20：1的比例进行混合。

3.根据权利要求1所述的从山药食品加工下脚料中制备山药高纯度多糖的方法，其特征在于：所述的酶解加入的复合酶以酸性蛋白酶为主，同时还有中性蛋白酶、纤维素酶、氨肽酶。

4.根据权利要求3所述的从山药食品加工下脚料中制备山药高纯度多糖的方法，其特征在于：所述的酶解加入的复合酶中酸性蛋白酶酶活力2000~10000U/g，中性蛋白酶酶活力200~3000U/g，纤维素酶酶活力600~4000U/g，氨肽酶酶活力80~500U/g。

5.根据权利要求1所述的从山药食品加工下脚料中制备山药高纯度多糖的方法，其特征在于：所述的脱色分离是酶解液经活性炭脱色、多级膜分离设备分离得到高纯度山药多糖产品。