CN107048423B - 一种碱法提取玉木耳膳食纤维的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碱法提取玉木耳膳食纤维的方法，属于植物膳食纤维提取领域，旨在提供一种碱法提取玉木耳膳食纤维的方法以及获得最佳提取工艺，具体包括对玉木耳进行预处理并向预处理后的玉木耳加入NaOH溶液，使得料液比为1:20‑1:280，在提取温度为60℃‑100℃下提取制得玉木耳渣粉。
Description
技术领域
本发明涉及膳食纤维的提取方法，具体是碱法提取玉木耳膳食纤维的方法。
背景技术
玉木耳是毛木耳的白色变异菌株，玉木耳中含有丰富的膳食纤维，膳食纤维是不能被人体消化道分泌的消化的多糖总称，具有增强免疫系统，降低胆固醇，预防高血压，心脏病，高血脂症等，具有通便，利尿增加肠胃蠕动防止肠结炎等功效。现膳食纤维提取的方法多以酶法为主，成本高，一般采用化学分离的方法，虽然工艺简单成本低，但是提取效率不高，本研究采用碱法，并辅助其他化学试剂，提取得到水溶性和不溶性膳食纤维。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种玉木耳膳食纤维的方法，具体是通过碱法提取的，一种碱法提取玉木耳膳食纤维的方法，包括如下步骤：
步骤1：对玉木耳进行预处理；
步骤2：向预处理后的玉木耳加入NaOH 溶液，使得料液比为1:20-1:280，在提取温度为60℃-100℃下提取制得玉木耳渣粉，并通过滤液和滤渣分别制得水溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维，其中，
在具体的实施例中，滤液用醋酸调节 pH 为 7，加热蒸发浓缩至原液体积的五分之一，加入 4 倍量 95%乙醇，蒸发抽滤得沉淀，放入烘箱内过夜即为玉木耳水溶性膳食纤维。
在具体的实施例中，滤渣用醋酸调节 pH 为 7，经过抽滤后滤渣用水浸洗，再加入95%乙醇，抽滤得残渣，烘箱过夜干燥即得玉木耳不溶性膳食纤维。
其中所述的预处理包括常规的预处理，包括对水、糖等物质进行脱去，在具体的实施方法脱水、脱糖、脱蛋白质步骤之间可以以任意顺序进行处理，如可以依次按照脱水、脱糖、脱蛋白质的步骤，也可以按照脱糖、脱水、脱蛋白质的步骤。
作为优选，脱水步骤可以但不限于将取粉碎后的玉木耳，置于70℃士1℃真空干燥箱内干燥至恒重，将干燥后试样转至干燥器中，降到室温并反复粉碎至完全过筛。在一个具体的实施例中，脱水步骤可以如下：取粉碎后的玉木耳10g，置于70℃士1℃真空干燥箱内干燥至恒重。将干燥后试样转至干燥器中，待试样温度降到室温后称量(mD)。根据干燥前后试样质量，计算试样质量损失因子(f)。干燥后试样反复粉碎至完全过筛，置于干燥器中待用。
作为优选，脱水步骤可以但不限于将脱水后的玉木耳用乙醇容易冲洗，并干燥、粉碎过筛。在一个具体的实施例中，脱糖步骤可以如下：取脱水后的玉木耳置于漏斗中，按每克试样10 mL的比例用85%乙醇溶液冲洗并弃乙醇溶液，连续3次。脱糖后将试样置于40°C烘箱内干燥过夜，称量(mD)，记录脱糖、干燥后试样质量损失因子(f)。干样反复粉碎至完全过筛，置于干燥器中待用。
作为优选，所述的脱蛋白质包括将脱糖后的玉木耳粉溶于水中，加Sevag试剂搅拌、分层、分取水层、加入乙醇抽滤干燥、混匀过筛，在一个具体的实施例中，将玉木耳粉溶于100mL水中， 加Sevag试剂（样液与Sevag试剂的体积比为4:1，氯仿与正丁醇的体积比为5:1混合)。于梯度混合器上搅拌（转速200 r/m in , 10 min),取出，置分液漏斗中静置，分取水层(弃去下层有机相和中间水相交界处乳化层),处理8次。向得到的溶液中加入 4 倍量 95%乙醇，进行抽滤，放入烘箱内过夜，称量干燥后的残渣质量。
一般情况下，在本发明中影响膳食纤维提取率（包括水溶性膳食纤维提取率SDF和不溶性膳食纤维提取IDF）的主要有料液比、碱液浓度、提取温度、提取时间，通过单因素实验结果(实验组与平行组取平均值)测定各条件的最佳工艺参数范围为：料液比1:120-1:200。碱液浓度1%-1.5%。提取温度70℃-80℃。提取时间180 min -240min，其中在有限试验次数下，
工艺参数的最佳值为：
料液比1:160；
碱液浓度1%；
提取温度70℃；
提取时间180 min。
本发明的优异效果在于，获得了一种碱法提取玉木耳膳食纤维的方法，并得到玉木耳可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维的最佳提取工艺，其中在最佳提取工艺下，SDF可以得到0.36，IDF可以达到0.57。
附图说明
图1和图2是料液比和碱液浓度对总膳食纤维提取影响的等高线和响应面；
图3和图4是料液比和温度对总膳食纤维提取影响的等高线和响应面；
图5和图6是料液比和时间对总膳食纤维提取影响的等高线和响应面；
图7和图8是碱液浓度和温度对总膳食纤维提取影响的等高线和响应面；
图9和图10是碱液浓度和时间对总膳食纤维提取影响的等高线和响应面；
图11和图12是温度和时间对总膳食纤维提取影响的等高线和响应面。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
具体实施例1：
碱法提取玉木耳膳食纤维
单因素方法：
1 实验材料
来自吉林农大的玉木耳，脱水、脱糖干燥后粉碎过筛备用；95%乙醇、无水乙醇、去离子水等试剂及溶剂均为分析纯。醋酸、质量分数为 0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的 NaOH溶液。
实验仪器：HH-4 型电热恒温水浴锅，；SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵，101-1 电热鼓风干燥箱；电子分析天平；蒸煮灭菌锅。
2 木耳样品制备
2.1 脱水
取粉碎后的玉木耳10g，置于70℃士1℃真空干燥箱内干燥至恒重。将干燥后试样转至干燥器中，待试样温度降到室温后称量(mD)。根据干燥前后试样质量，计算试样质量损失因子(f)。干燥后试样反复粉碎至完全过筛，置于干燥器中待用。
2.2 脱糖
取脱水后的玉木耳置于漏斗中，按每克试样10 mL的比例用85%乙醇溶液冲洗并弃乙醇溶液，连续3次。脱糖后将试样置于40°C烘箱内干燥过夜，称量(mD)，记录脱糖、干燥后试样质量损失因子(f)。干样反复粉碎至完全过筛，置于干燥器中待用。
2.3 脱蛋白质
将玉木耳粉溶于100mL水中， 加Sevag试剂（样液与Sevag试剂的体积比为4:1，氯仿与正丁醇的体积比为5:1混合)。于梯度混合器上搅拌（转速200 r/m in , 10 min),取出，置分液漏斗中静置，分取水层(弃去下层有机相和中间水相交界处乳化层),处理8次。向得到的溶液中加入 4 倍量 95%乙醇，进行抽滤，放入烘箱内过夜，称量干燥后的残渣质量。
试样经过除水、除糖和除蛋白质后，干燥并粉碎、混匀过筛待用。
3 碱法实验步骤
取处理后的玉木耳样品，烘干粉碎并过筛，加入料液比（1：160），质量分数为1%的NaOH 溶液（70°C的水浴温度、水浴时间180min），在2000r/min 下离心 15min得滤渣和滤液。
滤液醋酸调节 pH 为 7，加热蒸发浓缩至原液体积的五分之一，加入 4 倍量 95%乙醇，蒸发抽滤得沉淀，放入烘箱内过夜即为玉木耳水溶性膳食纤维。
滤渣用醋酸调节 pH 为 7，经过抽滤后滤渣用水浸洗，再加入95%乙醇，抽滤得残渣，烘箱过夜干燥即得玉木耳不溶性膳食纤维。
4 单因素实验
4.1料液比
取处理后的玉木耳样品5.00g,平均分成5份，每份分别加入料液比为 1∶120、1∶160、1∶200、1∶240、 1∶280的 NaOH 溶液，NaOH 质量分数 1.5%，提取温度 80℃，提取时间180 min。
4.2 碱液浓度
取处理后的玉木耳样品5.00g,平均分成5份，每份玉木耳分别加入质量分数为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的 NaOH 溶液，料液比 1∶200，提取温度 80℃，提取时间 180min。
4.3 提取温度
每份玉木耳渣粉分别置于温度为 60、70、80、90、100℃的水浴中，料液比 1∶200，NaOH 质量分数 1.5%，提取时间180 min。
4.4 提取时间
每份玉木耳渣分别提取60、120、180、240、300 min，料液比 1∶200，提取温度 80℃，NaOH 质量分数 1.5%。
在单因素试验基础上，考查 NaOH 质量分数、料液比、提取时间、提取温度对膳食纤维得率的影响。
玉木耳膳食纤维得率/ %＝膳食纤维质量（g）/玉木耳渣样品质量（g）×100
5单因素实验结果(实验组与平行组取平均值)：
SDF: 水溶性膳食纤维提取率；IDF: 不溶性膳食纤维提取率
5.1 料液比
| SDF | IDF | |
| 1:120 | 0.31 | 0.55 |
| 1:160 | 0.36 | 0.57 |
| 1:200 | 0.36 | 0.52 |
| 1:240 | 0.35 | 0.49 |
| 1:280 | 0.34 | 0.47 |
料液比最佳 1:160
5.2 碱液浓度
| SDF | IDF | |
| 0.5% | 0.31 | 0.50 |
| 1.0% | 0.35 | 0.55 |
| 1.5% | 0.34 | 0.51 |
| 2.0% | 0.33 | 0.48 |
| 2.5% | 0.33 | 0.45 |
碱液浓度最佳 1.0%
5.3 温度
| SDF | IDF | |
| 60°C | 0.30 | 0.50 |
| 70°C | 0.34 | 0.54 |
| 80°C | 0.33 | 0.50 |
| 90°C | 0.31 | 0.47 |
| 100°C | 0.30 | 0.45 |
温度最佳 70°C
5.4 时间
| SDF | IDF | |
| 60min | 0.29 | 0.49 |
| 120 | 0.29 | 0.51 |
| 180 | 0.34 | 0.53 |
| 240 | 0.32 | 0.48 |
| 300 | 0.30 | 0.46 |
时间最佳 180min
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内.
具体实施例2：
一、响应面结果
1.中心复合实验设计因子
2. 中心复合试验设计结果
3.水溶性膳食纤维方差分析
根据表三采用响应而分析法分析试验结果，得到以水溶性膳食纤维提取量为响应值的回归方程:
水溶性膳食纤维SDF提取量=0.36+0.005833A+0.0025B-0.0008333C-0.004167D-0.0025AB+0.005AC-0.02AD+0.0025BC+0.012BD+0CD-0.037A2-0.044B2-0.0065C2-0.011D2
4.不溶性膳食纤维方差分析
根据表四采用响应而分析法分析试验结果，得到以不溶性膳食纤维提取量为响应值的回归方程:
不溶性膳食纤维IDF =0.57-0.0025A+0.003333B-0.006667C+0.0008333D+0.005AB-0.017A C+0AD-0.0075BC-0.0025BD-0.005CD-0.02 A2-0.032B2-0.017C2-0.015D2
5.总膳食纤维方差分析
根据表五采用响应而分析法分析试验结果，得到以不溶性膳食纤维提取量为响应值的回归方程:
总膳食纤维=0.93+0.0008333A+0.005833B-0.005C-0.003333D+0.0025AB-0.02AC-0.02AD-0.005BC+0.01BD-0.005CD-0.054 A2-0.077B2-0.021C2-0.028D2
6最佳工艺
通过响应面分析优化出碱法提取玉木耳中膳食纤维的最佳工艺为：料液比 1：162.01，碱液浓度1.02%，提取温度68.21°C，提取时间177.61min。
二、理化性质结果
1.持水性
SDF持水性=（样品湿重-样品干重）/样品质量=（4.42-0.5）/0.5=7.84g/g
IDF持水性=（样品湿重-样品干重）/样品质量=(13.73-0.5)/0.5=26.46g/g
2.持油性
SDF持油性=（吸油后质量-样品干重）/样品质量=（2.1-0.5）/0.5=3.2g/g
IDF持油性=（吸油后质量-样品干重）/样品质量=(13.73-0.5)/0.5=4.86g/g
3.膨胀力
SDF=(溶胀后体积-干品体积)/样品干重=（10.4-1.3）/1.0=9.1
IDF=(溶胀后体积-干品体积)/样品干重=(19.2-1.3)/1.0=17.9。
Claims (5)
1.一种碱法提取玉木耳膳食纤维的方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：对玉木耳进行预处理；
步骤2：向预处理后的玉木耳加入NaOH 溶液，使得料液比为1:20-1:280，在提取温度60℃-100℃下提取制得玉木耳滤渣和滤液，并通过滤液或/和滤渣分别或者单个制得水溶性膳食纤维或/和不溶性膳食纤维；
所述的步骤1包括脱水、脱糖、脱蛋白质步骤；
所述的脱水步骤为：取粉碎后的玉木耳，置于70℃士1℃真空干燥箱内干燥至恒重，将干燥后试样转至干燥器中，降到室温并反复粉碎至完全过筛；
脱糖步骤包括将脱水后的玉木耳用乙醇溶液冲洗，并干燥、粉碎过筛；
所述的脱蛋白质步骤包括将脱糖后的玉木耳粉溶于水中，加Sevag试剂搅拌、分层、分取水层、加入乙醇抽滤干燥、混匀过筛；
脱蛋白质步骤中样液与Sevag试剂的体积比为4:1，氯仿与正丁醇的体积比为5:1混合。
2.根据权利要求1所述的碱法提取玉木耳膳食纤维的方法，其特征在于，所述的料液比为1:120-1:200。
3.根据权利要求1所述的碱法提取玉木耳膳食纤维的方法，其特征在于，所述的NaOH溶液的质量浓度为1%-1.5%。
4.根据权利要求1所述的碱法提取玉木耳膳食纤维的方法，其特征在于，所述的提取温度为70℃-80℃。
5.根据权利要求1所述的碱法提取玉木耳膳食纤维的方法，其特征在于，提取时间为180 min -240min。
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