CN104757564A - 一种利用花生壳制备膳食纤维的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及膳食纤维制备技术领域，特别涉及一种利用花生壳制备膳食纤维的方法。本发明的具体步骤为：以花生壳为原料，粉碎，两次发酵，酶解，渣液分离，滤液离心分离，过滤浓缩，冷冻干燥，得到水溶性膳食纤维；滤渣脱色，过滤，洗涤，真空干燥，粉碎，得到不溶性膳食纤维。本发明利用花生壳制备膳食纤维的方法制备简单，提取得到的膳食纤维纯度和收率高。
Description
技术领域
本发明涉及膳食纤维制备技术领域，特别涉及一种利用花生壳制备膳食纤维的方法。
背景技术
膳食纤维一词1970年以前的营养学中尚不曾出现，根据《GBZ 21922～2008食品营养成分基本术语》的定义，膳食纤维是指植物中天然存在的、提取的或合成的碳水化合物的聚合物，其聚合度DP≥3、不能被人体小肠消化吸收、对人体有健康意义的物质。包括纤维素、半纤维素、果胶、菊粉及其它一些膳食纤维单体成分等。膳食纤维是健康饮食不可缺少的，纤维在保持消化系统健康上扮演着重要的角色，同时摄取足够的纤维也可以预防心血管疾病、癌症、糖尿病以及其它疾病，具体为，根据研究证明，膳食纤维具有许多生理功能，可以预防和治疗现代文明病，如调节血糖水平，预防糖尿病；抗乳腺癌的作用；抗氧化性和清除自由基作用；抑制有毒发酵产物，预防结肠癌；治疗心血管病；降血压、降血脂作用等。纤维可以清洁消化壁和增强消化功能，纤维同时可稀释和加速食物中的致癌物质和有毒物质的移除，保护脆弱的消化道和预防结肠癌。纤维可减缓消化速度和最快速排泄胆固醇，所以可让血液中的血糖和胆固醇控制在最理想的水平。因此，建议成人每天摄入膳食纤维总量为25～38g，其中SDF占20％，IDF占80％。
我国是世界花生生产、消费和出口大国，花生种植面积和年产量均居世界前列。每年花生产业会产生大量的花生壳。花生壳营养丰富，它含有4.8～7.2％的蛋白质、65.7～79.3％的粗纤维、10.1％半纤维素、1.2～1.8％的粗脂肪、矿物质(Ca，Fe，Cu，Zn，Mn，B，Al，Sr，Ba，Na，P，K，Mg)和一些药用成分如木犀草素、β-谷固醇、皂甙和木糖等。
可见，花生壳是天然膳食纤维很好的来源。可以作为新的膳食纤维源。但是，这些资源没有得到很好的利用，尤其从花生壳中提取膳食纤维还缺乏系统研究。为了开发和利用花生产业，花生壳这些潜在的膳食纤维资源，生产高附加值产品和解决环境污染问题，就要研究花生膳食纤维的制备工艺，而本发明所提供的制备工艺，可加工出花生膳食纤维产品，能满足上述需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用花生壳制备膳食纤维的方法，该方法制备简单，提取得到的膳食纤维纯度和收率高。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用花生壳制备膳食纤维的方法，包括以下制备步骤：
(1)将花生壳粉碎至200～300目，得到花生壳粉；
(2)加入花生壳粉总质量的3～5倍水，浸泡30～60min，再加入花生壳粉总质量5～10％蔗糖，溶解，调节pH值至5.5～6.5，杀菌，接入花生壳粉总质量0.1～0.6％的乳酸菌菌种，密封，在28～34℃下进行一次发酵，发酵时间为10～15小时；然后再调节pH为5.8～6.7，再接入花生壳粉质量0.5～1.2％的绿色木霉菌菌种，密封，在31～36℃下进行二次发酵，发酵时间为12～16小时；
(3)发酵结束后，加入花生壳粉质量0.4～1.2％的纤维素酶，调节pH至4.3～5.1，升高温度为38～43℃，酶解200～300min，灭酶，再调节温度为42～48℃，调节pH至4.3～4.9，加入花生壳粉质量0.2～0.6％的果胶裂解酶，继续酶解180～250min，灭酶；
(4)将花生壳酶解液过滤，得到滤液A和滤渣B；
(5)将滤液A离心分离，取离心液用截流相对分子量为1500～2000Dalton的纳滤设备过滤浓缩，调节压力至2～3Mpa，收取浓缩液，冷冻干燥，得到水溶性膳食纤维；
(6)滤渣B脱色，过滤，滤渣洗涤，真空干燥，粉碎，得到不溶性膳食纤维。
本发明步骤(5)中离心分离条件优选为：21～24℃下，2000～2800r/min离心20～35min。本发明选用最佳的离心分离条件，提高了水溶性膳食纤维收率，获得最佳收率。
本发明步骤(6)中真空干燥的温度为50～60℃。干燥温度比较低，条件温和，不会影响不溶性膳食纤维活性。
申请人研究发现，将花生壳粉碎至200～300目，获得最佳的制备效果，纯度和收率最高，在这个范围外的细度，效果较差。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、获得最佳的花生壳粉碎细度。
2、本发明进行二次发酵，且每次发酵的条件和菌种都不同，充分利用了各菌种的最佳发酵条件，其中提取率比混合种同时发酵提高5～10％。
3、本发明复合酶分开酶解，可以充分利用酶对应的最佳酶解条件，获得最佳的酶解效果，酶解得到的膳食纤维活性大大提高。
4、本发明先发酵后酶解，可以通过发酵除去花生壳可能存在污染物，和花生壳本身的蛋白质和葡萄糖等营养物质，再酶解可以细化膳食纤维，提高膳食纤维的活性，发酵与酶解的结合使得膳食纤维的纯度和收率提高，其中水溶性膳食纤维纯度达94～96％，不溶性膳食纤维纯度达95～97％，收率相比现有技术提高8～20％。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
(1)将花生壳粉碎至200目，得到花生壳粉；
(2)加入花生壳粉总质量的3倍水，浸泡30min，再加入花生壳粉总质量5％蔗糖，溶解，调节pH值至5.5，杀菌，接入花生壳粉总质量0.1％的乳酸菌菌种，密封，在28℃下进行一次发酵，发酵时间为15小时；然后再调节pH为5.8，再接入花生壳粉质量0.5％的绿色木霉菌菌种，密封，在31℃下进行二次发酵，发酵时间为16小时；
(3)发酵结束后，加入花生壳粉质量0.4％的纤维素酶，调节pH至4.3，升高温度为43℃，酶解200min，灭酶，再调节温度为42℃，调节pH至4.9，加入花生壳粉质量0.2％的果胶裂解酶，继续酶解180min，灭酶；
(4)将花生壳酶解液过滤，得到滤液A和滤渣B；
(5)将滤液A在21℃下，2000r/min离心分离35min，取离心液用截流相对分子量为1500Dalton的纳滤设备过滤浓缩，调节压力至2Mpa，收取浓缩液，冷冻干燥，得到水溶性膳食纤维；
(6)滤渣B脱色，过滤，滤渣洗涤，在50℃温度下真空干燥，粉碎，得到不溶性膳食纤维。
实施例2
(1)将花生壳粉碎至230目，得到花生壳粉；
(2)加入花生壳粉总质量的4倍水，浸泡35min，再加入花生壳粉总质量6％蔗糖，溶解，调节pH值至5.8，杀菌，接入花生壳粉总质量0.2％的乳酸菌菌种，密封，在29℃下进行一次发酵，发酵时间为14小时；然后再调节pH为6.0，再接入花生壳粉质量0.8％的绿色木霉菌菌种，密封，在32℃下进行二次发酵，发酵时间为15小时；
(3)发酵结束后，加入花生壳粉质量0.6％的纤维素酶，调节pH至4.5，升高温度为42℃，酶解220min，灭酶，再调节温度为43℃，调节pH至4.8，加入花生壳粉质量0.3％的果胶裂解酶，继续酶解190min，灭酶；
(4)将花生壳酶解液过滤，得到滤液A和滤渣B；
(5)将滤液A在22℃下，2200r/min离心分离30min，取离心液用截流相对分子量为1600Dalton的纳滤设备过滤浓缩，调节压力至2.5Mpa，收取浓缩液，冷冻干燥，得到水溶性膳食纤维；
(6)滤渣B脱色，过滤，滤渣洗涤，在55℃温度下真空干燥，粉碎，得到不溶性膳食纤维。
实施例3
(1)将花生壳粉碎至250目，得到花生壳粉；
(2)加入花生壳粉总质量的4倍水，浸泡45min，再加入花生壳粉总质量8％蔗糖，溶解，调节pH值至6.0，杀菌，接入花生壳粉总质量0.3％的乳酸菌菌种，密封，在30℃下进行一次发酵，发酵时间为13小时；然后再调节pH为6.3，再接入花生壳粉质量0.9％的绿色木霉菌菌种，密封，在33℃下进行二次发酵，发酵时间为14小时；
(3)发酵结束后，加入花生壳粉质量0.8％的纤维素酶，调节pH至4.8，升高温度为40℃，酶解150min，灭酶，再调节温度为45℃，调节pH至4.6，加入花生壳粉质量0.4％的果胶裂解酶，继续酶解215min，灭酶；
(4)将花生壳酶解液过滤，得到滤液A和滤渣B；
(5)将滤液A在23℃下，2400r/min离心分离28min，取离心液用截流相对分子量为1800Dalton的纳滤设备过滤浓缩，调节压力至2.5Mpa，收取浓缩液，冷冻干燥，得到水溶性膳食纤维；
(6)滤渣B脱色，过滤，滤渣洗涤，在55℃温度下真空干燥，粉碎，得到不溶性膳食纤维。
实施例4
(1)将花生壳粉碎至280目，得到花生壳粉；
(2)加入花生壳粉总质量的5倍水，浸泡55min，再加入花生壳粉总质量8％蔗糖，溶解，调节pH值至5.6.3，杀菌，接入花生壳粉总质量1.5％的乳酸菌菌种，密封，在32℃下进行一次发酵，发酵时间为12小时；然后再调节pH为6.5，再接入花生壳粉质量1.1％的绿色木霉菌菌种，密封，在34℃下进行二次发酵，发酵时间为13小时；
(3)发酵结束后，加入花生壳粉质量1.0％的纤维素酶，调节pH至4.9，升高温度为39℃，酶解280min，灭酶，再调节温度为46℃，调节pH至4.5，加入花生壳粉质量0.5％的果胶裂解酶，继续酶解230min，灭酶；
(4)将花生壳酶解液过滤，得到滤液A和滤渣B；
(5)将滤液A在24℃下，2600r/min离心分离25min，取离心液用截流相对分子量为1900Dalton的纳滤设备过滤浓缩，调节压力至3Mpa，收取浓缩液，冷冻干燥，得到水溶性膳食纤维；
(6)滤渣B脱色，过滤，滤渣洗涤，在60℃温度下真空干燥，粉碎，得到不溶性膳食纤维。
实施例5
(1)将花生壳粉碎200～300目，得到花生壳粉；
(2)加入花生壳粉总质量的3倍水，浸泡60min，再加入花生壳粉总质量10％蔗糖，溶解，调节pH值至6.5，杀菌，接入花生壳粉总质量0.6％的乳酸菌菌种，密封，在34℃下进行一次发酵，发酵时间为10小时；然后再调节pH为6.7，再接入花生壳粉质量1.2％的绿色木霉菌菌种，密封，在36℃下进行二次发酵，发酵时间为12小时；
(3)发酵结束后，加入花生壳粉质量1.2％的纤维素酶，调节pH至5.1，升高温度为43℃，酶解300min，灭酶，再调节温度为48℃，调节pH至4.9，加入花生壳粉质量0.6％的果胶裂解酶，继续酶解250min，灭酶；
(4)将花生壳酶解液过滤，得到滤液A和滤渣B；
(5)将滤液A在24℃下，2800r/min离心分离20min，取离心液用截流相对分子量为2000Dalton的纳滤设备过滤浓缩，调节压力至2Mpa，收取浓缩液，冷冻干燥，得到水溶性膳食纤维；
(6)滤渣B脱色，过滤，滤渣洗涤，在50℃温度下真空干燥，粉碎，得到不溶性膳食纤维。
Claims (3)
1.一种利用花生壳制备膳食纤维的方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
(1)将花生壳粉碎至200～300目，得到花生壳粉；
(2)加入花生壳粉总质量的3～5倍水，浸泡30～60min，再加入花生壳粉总质量5～10％蔗糖，溶解，调节pH值至5.5～6.5，杀菌，接入花生壳粉总质量0.1～0.6％的乳酸菌菌种，密封，在28～34℃下进行一次发酵，发酵时间为10～15小时；然后再调节pH为5.8～6.7，再接入花生壳粉质量0.5～1.2％的绿色木霉菌菌种，密封，在31～36℃下进行二次发酵，发酵时间为12～16小时；
(3)发酵结束后，加入花生壳粉质量0.4～1.2％的纤维素酶，调节pH至4.3～5.1，升高温度为38～43℃，酶解200～300min，灭酶，再调节温度为42～48℃，调节pH至4.3～4.9，加入花生壳粉质量0.2～0.6％的果胶裂解酶，继续酶解180～250min，灭酶；
(4)将花生壳酶解液过滤，得到滤液A和滤渣B；
(5)将滤液A离心分离，取离心液用截流相对分子量为1500～2000Dalton的纳滤设备过滤浓缩，调节压力至2～3Mpa，收取浓缩液，冷冻干燥，得到水溶性膳食纤维；
(6)滤渣B脱色，过滤，滤渣洗涤，真空干燥，粉碎，得到不溶性膳食纤维。
2.根据权利要求1所述的利用花生壳制备膳食纤维的方法，其特征在于：步骤(5)中离心分离条件为：21～24℃下，2000～2800r/min离心20～35min。
3.根据权利要求1所述的利用花生壳制备膳食纤维的方法，其特征在于：步骤(6)中真空干燥的温度为50～60℃。
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