CN107090478A - 一种从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法，包括以下步骤：(1)将香菇柄原料干燥，粉碎后过筛，获得均一香菇柄粉末；(2)在香菇柄粉末中加入缓冲液，再加入纤维素酶溶液，搅拌均匀后进行酶解反应，酶解后进行灭酶处理，得到反应液；(3)将反应液离心进行固液分离，取上层液体进行浓缩，得到浓缩液；(4)向浓缩液中加入无水乙醇，充分混合后，静置过夜，抽滤得到沉淀产物，干燥至恒重，得到水溶性膳食纤维。本发明对纤维素酶的酶解温度、纤维素酶用量、目数以及纤维素酶的酶解时间这些影响水溶性膳食纤维提取率的因素进行优化，从而提高水溶性膳食纤维的提取率，并且提取得到的水溶性膳食纤维具有较高的持水力。

Description

一种从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法

技术领域

本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法。

背景技术

1999年11月，在第84届美国谷物化学师协会(AACC,American Association ofCereal Chemists)经多次讨论将膳食纤维定义为：膳食纤维是指能抗人体小肠消化吸收，而在人体大肠能部分或全部发酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相类似物质的总和，包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物物质。大体分为水溶性膳食纤维(Solubledietary fiber,SDF)和水不溶性膳食纤维(Insoluble dietary fiber,IDF)两大类。在生理活性方面，SDF具有延缓消化，帮助糖尿病患者改善胰岛素敏感性，促进机体对胆固醇的排泄等作用，并且其具有的降血糖效果优于IDF；结构方面，膳食纤维含有的众多亲水基团使其具有强的持水性，并且SDF相比于IDF，具有更大的持水能力；同时膳食纤维特别是SDF能够以多种方式参与抗炎作用。大量研究事实表明，SDF在应用、感官、生理活性、抗氧化活性等方面均比IDF优越。但目前，国内膳食纤维市场还处于起步阶段，规模还十分有限，居民膳食纤维平均摄入量仍然不足。

目前国内外普遍采用的膳食纤维的制备方法主要有化学提取法、酶提取法、化学-酶结合提取法、膜分离法和发酵法。另外，还有近几年发展的亚临界水提取法、微波法、超声波法、挤压处理，这些方法都有助于水溶性膳食纤维的提取率的提高。其中酶法提取率较高且更为温和，符合发展环境友好型社会的主题，所以成为提取膳食纤维研究的热点方向。在近几年的研究中，果胶酶、木聚糖酶、纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶等酶类都有被应用于可溶性膳食纤维的提取研究中。胡叶碧等采用淀粉酶、蛋白酶与木聚糖酶和纤维素酶对玉米皮进行处理，比较了淀粉酶、蛋白酶与木聚糖酶和纤维素酶的不同组合处理对玉米皮膳食纤维的组成以及溶胀性、持油力、对胆酸盐的结合等功能特性的影响，结果表明，不同的酶处理方法对膳食纤维的组成和理化性质有不同的效果。

香菇(Lentinusedodes(Berk.)sing)又称香蕈、香信、冬菰、厚菇、花菇，是一类含高蛋白、低脂肪、多糖、多种氨基酸和维生素的菌类食物，也是不可多得的保健食品之一。香菇产量巨大，仅河北省年产香菇4000余吨，产品连续出口海外，与此同时，河北省每年废弃菇棒、加工下角料及残次香菇达数百吨。对这些材料进行深加工，提取膳食纤维，有助于变废为宝，充分利用资源。而且通过人体测试结果可以看出香菇膳食纤维对“文明病”确实具有较好的保健功效，是维系人类身体健康，不能被其它物质所替的一种营养素—第七营养素。

吴丽樱等利用化学方法(碱法)对香菇柄进行处理，提取可溶性膳食纤维。但化学提取方法虽简单快捷，但其所得产品一般质量较差，表现为色泽差，含杂质较多等，提取过程中强酸强碱对器材有较强的腐蚀破坏作用，且一旦处理不当易造成环境污染，因此不是值得提倡的方法。黄茂坤曾利用正交试验初步探究了利用纤维素酶对香菇柄进行改性，但对于可溶性膳食纤维提取过程中物料颗粒度的大小对试验的影响未考虑到，可溶性膳食纤维提取率也相对较低。以此为创新点和突破点，本发明以纤维素酶提取香菇柄中的水溶性膳食纤维，利用响应面分析方法分析整合各单因素测定结果，从而得到酶法提取香菇中SDF适宜工艺条件。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法，对纤维素酶的酶解温度、纤维素酶用量、过筛的目数以及纤维素酶的酶解时间这些影响水溶性膳食纤维提取率的因素进行优化，从而提高水溶性膳食纤维的提取率，并且提取得到的水溶性膳食纤维具有较高的持水力。

基于上述目的，本发明提供的一种从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法，包括以下步骤：

(1)将香菇柄原料干燥，粉碎后过筛，获得均一香菇柄粉末；

(2)在香菇柄粉末中加入柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，再加入纤维素酶溶液，搅拌均匀后进行酶解反应，酶解后进行灭酶处理，得到反应液；

(3)将反应液离心进行固液分离，取上层液体进行浓缩，得到浓缩液；

(4)向浓缩液中加入无水乙醇，充分混合后，静置过夜，抽滤得到沉淀产物，干燥至恒重，得到水溶性膳食纤维。

在本发明中，优选的，采用响应面法优化提取工艺，在响应面法优化过程中，以纤维素酶的酶解温度、纤维素酶用量、过筛的目数以及纤维素酶的酶解时间四因素为自变量，可溶性膳食纤维的提取率为响应值，并根据Box-Behnken中心组合试验设计原理进行优化。

本发明以纤维素酶提取香菇柄中水溶性膳食纤维，利用响应面分析方法分析整合各单因素(纤维素酶的酶解温度、纤维素酶用量、过筛的目数、纤维素酶的酶解时间)测定结果，从而得到酶法提取香菇柄中SDF适宜工艺条件，以期得到高得率高品质的膳食纤维。本发明考虑到可溶性膳食纤维提取过程中物料颗粒度的大小(过筛的目数)对提取率的影响，物料颗粒度的大小也有可能影响可溶性膳食纤维的持水力，因此，本发明将其作为重要的变量参数进行优化。

在本发明中，优选的，步骤(1)中过筛的目数为80～160目。

在本发明中，优选的，步骤(2)中纤维素酶用量为10～170U/g；纤维素酶的酶解温度为37～65℃；纤维素酶的酶解时间为30～120min。

在本发明中，优选的，从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的最佳工艺条件为：纤维素酶的酶解温度为52℃，纤维素酶用量为87U/g，过筛的目数为100目，纤维素酶的酶解时间为50min。在此工艺条件下，SDF提取率为14.33％。提取得到的水溶性膳食纤维的持水力为10g/g，膨胀力为0.93mL/g。在持水力方面，香菇柄SDF显著高于香菇柄原料，而在膨胀力方面却显著低于香菇柄原料。与西方国家常用的麸皮膳食纤维(持水力4.0g/g，膨胀力4.0mL/g)比较，香菇柄SDF粉在持水力方面具有明显优势。由于膳食纤维的持水特性，可以在人体肠道中吸收大量的水分，增加了人体排便的体积与速度，从而缩短有毒物质在肠道内的停留时间，降低疾病发生的潜在几率。因此，本发明的香菇柄SDF粉在预防疾病方面具有潜在的应用价值。

响应面法是一种在科学领域被广泛应用的数学统计方法，通过对实验数据的数学规划分析，拟合出数据的普遍规律，得到最优数值结果。本技术基于实验探索和响应面法优化进行模型构建。根据模型方程能在最优化提取条件下提高香菇柄水溶性膳食纤维提取率。建立的响应面法模型步骤简单，容易实现，根据精确数学模型的条件优化有利于提高生产效率和产品品质、降低运行成本、符合绿色化学要求。

使用本发明模型的制备参数，进行香菇柄水溶性膳食纤维的提取，提取率高，可以大大提高原料的利用率，减少废料的产生，有利于相关香菇产品的利用开发。近年来，随着膳食纤维研究的不断深入，相关功能性食品也不断在开发，因此本发明具有较大实际使用价值。

目前香菇柄水溶性膳食纤维的提取仍然有许多需要改进，本发明可以通过该技术使得提取率提高程度高于现有用同种提取方法的提取率。

本发明根据Box-Behnken中心组合试验设计原理，以纤维素酶的酶解温度，纤维素酶用量，过筛的目数，纤维素酶的酶解时间四因素为自变量，只用三个水平，与正交法相比，用少量的试验组就可以得出结果，并且所得到的最佳工艺条件不是设定的值而是在设定条件的范围之内。

在本发明中，优选的，步骤(2)中所述香菇柄粉末与所述柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液的质量体积比为1:20，单位为g/mL；所述纤维素酶溶液为将纤维素酶溶解于柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中制备得到；所述柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液的pH值为5.0，浓度为0.05mol/L；纤维素酶酶解反应过程中，每隔10min搅拌一次；所述灭酶处理为将酶解过后的混合溶液置于100℃水浴锅中保温10min。

在本发明中，优选的，步骤(1)中所述干燥为将香菇柄原料干燥至水分含量为6～10％。

在本发明中，优选的，步骤(3)中将反应液迅速冷却至室温后再进行离心，所述离心为采用6000r/min转速于17℃下离心10min。

在本发明中，优选的，步骤(4)中所述浓缩液与所述无水乙醇的体积比为1:4；所述干燥为在40～50℃下干燥。本发明提取的水溶性膳食纤维易溶于水但不溶于乙醇，这也是提纯可溶性膳食纤维的一个前提。

与现有技术相比，本发明的方法具有以下有益效果：

(1)本发明方法步骤简单，容易实现，根据精确数学模型基于响应面法的条件优化有利于提高生产效率和产品品质、降低运行成本、符合绿色化学要求，具有较好的经济效益和社会效益；特别是使用本发明的各项参数可以使目前香菇柄可溶性膳食纤维提取率提高到14.33％。

(2)本发明采用酶法技术提取香菇柄可溶性膳食纤维，该方法与传统方法中的碱法相比，其水溶性膳食纤维提取率显著提高；同时本发明结合响应面法对香菇柄可溶性膳食纤维提取条件进行优化。实验优化与软件优化同时进行，大大提高了优化过程的可信度和准确度。

附图说明

附图是结合具体的工艺实施方式，详细的说明了工艺走向。

图1为纤维素酶的酶解温度对SDF提取率的影响图；

图2为纤维素酶用量对SDF提取率的影响图；

图3为过筛的目数对SDF提取率的影响图；

图4为纤维素酶的酶解时间对SDF提取率的影响图；

图5为纤维素酶用量与纤维素酶的酶解时间的响应面及等高线图；其中a图为响应面图，b图为等高线图；

图6为纤维素酶的酶解温度与纤维素酶用量的响应面及等高线图；其中a图为响应面图，b图为等高线图；

图7为纤维素酶的酶解温度与纤维素酶的酶解时间的响应面及等高线图；其中a图为响应面图，b图为等高线图；

图8为过筛的目数与纤维素酶用量的响应面及等高线图；其中a图为响应面图，b图为等高线图；

图9为过筛的目数与纤维素酶的酶解时间的响应面及等高线图；其中a图为响应面图，b图为等高线图；

图10为过筛的目数与纤维素酶的酶解温度的响应面及等高线图；其中a图为响应面图，b图为等高线图；

图11为现有技术碱法提取香菇柄膳食纤维的工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明所用纤维素酶购于Sigma公司，酶活为10U/mg。

实施例1

1.试验方法

1.1提取工艺

工艺流程为：香菇柄→粉碎→准确称取1.0000g样品→酶解→灭酶离心→滤液醇沉→抽滤→滤渣干燥。具体步骤如下：

(1)将准备好的香菇柄原料在电热恒温鼓风干燥器中干燥至水分含量为6～10％，然后使用多功能粉碎机进行粉碎，粉碎后的样品原料过筛至规定目数，获得均一香菇柄粉末；

(2)称取一定量的纤维素酶粉末，用调配好的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液(pH 5.0，浓度为0.05mol/L，现用现配)溶解后，得到纤维素溶液，放置到4℃冰箱中待用；准确称取1.0000g香菇柄粉末，加入20mL调配好的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液(pH 5.0，浓度为0.05mol/L，现用现配)，加入纤维素酶溶液，采用磁力搅拌器搅拌均匀使之在设定条件下进行酶解反应，酶解过程中，每隔10min搅拌一次；将酶解过后的混合溶液置于100℃水浴锅中保温10min进行灭酶处理，目的是将纤维素酶灭活，得到反应液；

(3)将反应液迅速冷却至室温，然后采用6000r/min转速于17℃下离心10min，进行固液分离，取上层液体于圆底烧瓶中，于旋转蒸发仪上进行浓缩，得到浓缩液；

(4)向浓缩液中加入4倍体积的无水乙醇，同时用玻璃棒搅拌充分混合后，静置过夜，抽滤得到沉淀产物，将沉淀产物放入烘箱进行干燥，控制加热温度40～50℃，干燥至恒重，得到水溶性膳食纤维。

1.2计算方法

(1)水溶性膳食纤维提取率的计算按下式进行：

其中，水溶性膳食纤维质量为干燥所得成品质量。

(2)膨胀力的测定：

准确称取1.00g SDF放置于量筒中(直径1.5cm)，读取干品体积，加入10mL蒸馏水在恒温震荡器中震荡摇匀1min后，在室温下放置24h，记录量筒中样品的体积。膨胀力计算如式(1)所示：

膨胀力(mL/g)＝(v₁-v₀)/m…………(1)

式中：v₁为吸水膨胀后体积/mL；v₀为干品体积/mL；m为样品质量/g。

(3)持水力的测定：

准确称取1.000g SDF置于50mL离心管中，加入10mL蒸馏水，在恒温震荡器中震荡摇匀1min后，在37℃下放置24h，然后以3000r/min离心15min，弃去上清液后称量样品质量。持水力计算如式(2)所示：

持水力(g/g)＝(m₁-m₀)/m₀)…………(2)

式中：m1为样品湿质量/g；m0为样品干质量/g。

2.结果与讨论

2.1香菇柄水溶性膳食纤维提取单因素试验设计

本发明设定4个影响因素：纤维素酶的酶解温度，纤维素酶用量，过筛的目数，纤维素酶的酶解时间。针对各因素设定单因素实验，试验重复三次，根据测定结果，考量酶法提取香菇柄水溶性膳食纤维的影响因素的显著性和适宜条件。

2.1.1纤维素酶的酶解温度对SDF提取率的影响

如图1所示，当酶解温度达51℃时，SDF提取率最高，达12.51％；温度在30～58℃时，SDF提取率随酶解温度的增加，呈现先增加后降低的趋势。这是因为SDF主要成分是天然果胶和β-葡聚糖，酶解温度过高，会使其本身分子结构受到破坏，从而使香菇柄中SDF提取率降低；另一方面，酶解温度过高，远远高于酶的适宜温度，则会导致酶的活性降低，从而使香菇柄中SDF提取率降低。

2.1.2纤维素酶用量对SDF提取率的影响

如图2所示，纤维素酶用量在10-90U/g时，随加酶量的增加，香菇柄中SDF提取率也随之呈现增加状态，但当加酶量大于90U/g后，SDF提取率随酶用量的增加呈下降趋势。这是因为，正如2.1.1中所说明，当纤维素酶添加量过低时，便不能将不溶性膳食纤维充分水解，此时加酶量起决定作用，呈现出SDF提取率随加酶量的增加而增加。但酶用量过高也会造成水溶性膳食纤维的分解生成的单糖、低聚糖等小分子物质，不能被无水乙醇醇沉，造成SDF提取率的降低。因此，从取得较高提取率和控制较低成本的角度出发，纤维素酶添加量控制在90U/g，较为适宜。

2.1.3过筛的目数对SDF提取率的影响

如图3所示，原料通过筛子目数在40-160目时，随目数的增加，香菇柄中水溶性膳食纤维提取率也随之呈现先增加后降低的趋势，且明显可看出，当目数为80目时，SDF提取率居于最大值。这是因为，经粉碎处理，原料比表面积、孔隙率、溶解性、分散性、吸附性逐渐增大，有利于物料内部水溶性膳食纤维的溶出和提取，另外一方面，在粉碎过程中，物料受剪切力和挤压力等的作用，不溶性高聚合物易发生断裂，从而较小分子量的可溶性膳食纤维提取量增大。但当粉碎度过高，较小分子量的快速溶出首先接触到纤维素酶作用而被降解掉。生成的单糖、低聚糖等小分子物质，不能被无水乙醇醇沉，造成SDF提取率的降低。

2.1.4纤维素酶的酶解时间对SDF提取率的影响

如图4所示，当纤维素酶的酶解时间达到120min时，SDF提取率最高；当纤维素酶的酶解时间在30～120min和120～210min时，水溶性膳食纤维提取率随提取时间增加分别呈正比和反比关系。这是因为可溶性膳食纤维主要成分为果胶，而果胶中的原果胶溶解性较差，提取时间过短，则原果胶不能充分溶解出来，因此应该适当的延长酶解的时间，这有利于香菇柄中的果胶质充分溶解，提高SDF提取率。但过分的延长提取时间，一方面会造成底物浓度降低，部分酶失活，产物反馈抑制效应增加，酶促反应速度降低，从而导致SDF提取率降低；另一方面，会增加果胶被解酯裂解的量，并且果胶在水溶液中部分会被氢离子水解而降低果胶产量，从而导致SDF提取率降低。因此，酶提取时间控制在120min较为适宜。

2.2响应面优化提取工艺试验设计

2.2.1实验因素水平编码表

在上述单因素试验的基础上，根据Box-Behnken中心组合试验设计原理，以纤维素酶的酶解温度，纤维素酶用量，过筛的目数，纤维素酶的酶解时间四因素为自变量，水溶性膳食纤维的提取率为响应值，设计四因素三水平的二次回归方程拟合自变量和提取率之间的函数关系，进行响应面优化试验。响应面分析因素与水平见表1。

表1响应面分析因素与水平表

Table 1 Factors and levels in four-factor and three-level responsesurface analysis

2.2.2响应面分析方案及试验结果

在单因素实验的基础上，确定各因素的最佳水平值范围，采用响应面中心组和试验设计，研究各参数对考察指标的影响规律，并得到提取水溶性膳食纤维的最佳工艺。以各工艺参数酶解温度(A)、酶用量(B)、过筛的目数(C)、以及酶解时间(D)为自变量，以水溶性膳食纤维提取率为响应值。响应面分析方案及试验结果见表2。

表2响应面分析方案及试验结果

Table 2 Response surface central composition design arrangement andthe test results

2.2.3响应面实验结果分析

利用Design-Expert 8.0.5软件对试验结果进行二次回归拟合，以水溶性膳食纤维提取率为响应值，得到水溶性膳食纤维提取率的回归方程模型。对回归方程模型进行方差分析并进行显著性检验，结果如表3所示。

表3回归方程方差分析表

Table 3 Analysis of variance table

注：Prob>F小于0.05,表示该指标差异显著；Prob<F小于0.01,表示差异极显著。

由表3的方差分析结果可以看出，所得回归方程显著(Prob>F为0.0001)，且模型失拟项检验不显著(Prob>F为0.1731)，这说明模型方程与实际情况拟合较好，能够拟合真实响应面，反映出水溶性膳食纤维与酶解的温度、酶用量、过筛的目数以及酶解的时间之间的关系。模型决定系数R²＝89.72％，说明89.72％的变化能通过这个模型解释，试验误差较小，模型成立，可以通过此模型可以对酶法提取香菇柄水溶性膳食纤维进行预测和分析。

由表3中的各项系数的显著性检验可知，一次项C、D，二次项BC、CD、A²、C²、D²对水溶性膳食纤维提取率有显著的影响，这表明水溶性膳食纤维提取率的变化相当复杂，各种影响因素对水溶性膳食纤维提取率的影响不是简单的线性关系，而是呈二次关系，且各因素之间存在交互作用。对回归方程进行中心标准化处理，从回归方程一次项回归系数的绝对值大小来判断4个因素对水溶性膳食纤维提取率的影响程度。一次项回归系数的绝对值大小依次为D、C、A、B，表明4个因素对水溶性膳食纤维提取率的影响顺序为：酶解时间>目数>酶解温度>酶用量。

2.2.4因素交互效应分析

对比响应面的三维立体图，在试验所选范围内有极值，即响应面会出现最高点，同时也是等值线最小椭圆的中心点。如图5所示，由等高线的中心红点和其对应的坐标轴可以看出，在纤维素酶用量为87U/g、酶解时间为50min的条件下，香菇柄SDF有最高的提取率，纤维素酶用量的抛物线较为平缓，酶解时间的抛物线坡度较为陡峭，说明纤维素酶用量对提取率的影响没有酶解时间显著。由图6可以看出，等高线图的中心点显示纤维素酶用量为87U/g、酶解温度为52℃的时候，香菇柄SDF的提取率达到最高值，响应面图显示两因素都成抛物线，说明纤维素酶用量和酶解温度对香菇柄SDF的影响都有一个适中范围，过大或过小都会降低提取率。图7表明，在酶解温度为52℃、酶解时间为50min时，SDF提取率最高。由图8可知，在过筛的目数为100目，纤维素酶用量为87U/g时，SDF提取率最高。由图9可知，在目数为100目，酶解时间为50min时，SDF提取率最高。由图10可知，在目数为100目，酶解温度为52℃时，SDF提取率最高。

3.4实验结论

利用响应面分析方法对酶法提取香菇柄水溶性膳食纤维工艺参数进行优化。根据模型和回归方程所得的香菇柄SDF粉优化结果为：纤维素酶用量为87U/g、酶解温度为52℃、酶解时间为50min、目数为100目，在此最佳工艺条件下，香菇柄SDF粉提取率为14.33％。同时对在最佳工艺条件下提取得到的香菇柄SDF粉进行持水力和膨胀力的测定，结果如表4所示。

表4香菇柄SDF功能性质测定

Table 4 Functional properties of SDF from the stalk of Lentinusedodes

由图4可知，所提水溶性膳食纤维的持水力为10g/g，膨胀力为0.93mL/g。在持水力方面，香菇柄SDF显著高于香菇柄原料，而在膨胀力方面却显著低于香菇柄原料。与西方国家常用的麸皮膳食纤维(持水力4.0g/g，膨胀力4.0mL/g)比较，香菇柄SDF粉在持水力方面具有明显优势。

对比例1

本对比例采用文献(吴丽樱,方蕤,吴俊清,等.响应面法优化香菇柄可溶性膳食纤维的提取[J].广东农业科学,2013,(2):79-81.)中的碱法进行水溶性膳食纤维的提取，工艺流程如见图11，具体为：

碱浸：称取10g香菇粉，分别按照不同料液比加入一定浓度的氢氧化钠溶液中，放到水浴锅中水解2h，离心，分开上清液和滤渣。

水提：按料液比1:10将滤渣加入蒸馏水中，放到水浴锅中水解2h，离心，分开上清液和滤渣。

中和：将两次离心所得的上清液合并，并调节pH值至中性。

蒸发：55℃真空旋转蒸发上清液至50mL左右。

醇沉：料液与乙醇按1:4沉淀1h，离心，去上清液，用蒸馏水将沉淀复溶至50mL，再与乙醇按1:4沉淀1h，离心，去上清液，收集滤渣。

干燥：将产品放到恒温干燥箱中，温度调至50～60℃烘制5h。

本对比例中的水溶性膳食纤维提取得率为6.49％，所提水溶性膳食纤维的持水力为7.02g/g，膨胀力为0.83mL/g。

对比例2

本对比例采用文献(黄茂坤.香菇柄膳食纤维的改性及仿真素食品研制[D].福建农林大学,2008.)中的方法进行膳食纤维的提取，工艺流程：首先将香菇柄在105℃的条件下烘干4h，然后粉碎过40目，在设定5个单因素(纤维素酶用量、酶解时间、酶解温度、固液比、PH值)的条件下，整个酶解过程，每隔15min用玻璃棒搅拌一次。酶解结束后，水解物立即置于沸水浴中10min，加热灭酶，并测定试验后样品的SDF溶出量。通过正交试验，确定出纤维素酶水解改性的最佳工艺条件为：酶解温度50℃，酶用量0.9％，酶解时间4.5h，PH值为5.5，液固比4:1，SDF溶出量为10.11g/100g。所提水溶性膳食纤维的持水力为8.02g/g，膨胀力为0.86mL/g。

由上述实施例1和对比例1-2的试验结果可知，本发明香菇柄SD粉提取率为14.33％，远远大于对比例1中的提取率6.49％，也大于对比例2中的提取率10.11％；同时采用本发明的提取方法提取得到的香菇柄SDF粉具有较高的持水力10g/g，大于对比例1中的持水力7.02g/g，也大于对比例2中的持水力8.02g/g。这说明，采用本发明的提取方法可以得到高得率高品质的膳食纤维。综上所述，本发明从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法具有工艺方法简单、提取率高、产品品质好、生产成本低的特点。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将香菇柄原料干燥，粉碎后过筛，获得均一香菇柄粉末；

(2)在香菇柄粉末中加入柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，再加入纤维素酶溶液，搅拌均匀后进行酶解反应，酶解后进行灭酶处理，得到反应液；

(3)将反应液离心进行固液分离，取上层液体进行浓缩，得到浓缩液；

(4)向浓缩液中加入无水乙醇，充分混合后，静置过夜，抽滤得到沉淀产物，干燥至恒重，得到水溶性膳食纤维。

2.根据权利要求1所述的从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于，采用响应面法优化提取工艺，在响应面法优化过程中，以纤维素酶的酶解温度、纤维素酶用量、过筛的目数以及纤维素酶的酶解时间四因素为自变量，可溶性膳食纤维的提取率为响应值，并根据Box-Behnken中心组合试验设计原理进行优化。

3.根据权利要求2所述的从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(1)中过筛的目数为80～160目。

4.根据权利要求2所述的从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(2)中纤维素酶用量为10～170U/g；纤维素酶的酶解温度为37～65℃；纤维素酶的酶解时间为30～120min。

5.根据权利要求2所述的从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于，从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的最佳工艺条件为：纤维素酶的酶解温度为52℃，纤维素酶用量为87U/g，过筛的目数为100目，纤维素酶的酶解时间为50min。

6.根据权利要求1所述的从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(2)中所述香菇柄粉末与所述柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液的质量体积比为1:20，单位为g/mL；所述纤维素酶溶液为将纤维素酶溶解于柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中制备得到；所述柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液的pH值为5.0，浓度为0.05mol/L；纤维素酶酶解反应过程中，每隔10min搅拌一次。

7.根据权利要求1所述的从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(2)中所述灭酶处理为将酶解过后的混合溶液置于100℃水浴锅中保温10min。

8.根据权利要求1所述的从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(1)中所述干燥为将香菇柄原料干燥至水分含量为6～10％。

9.根据权利要求1所述的从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(3)中将反应液迅速冷却至室温后再进行离心，所述离心为采用6000r/min转速于17℃下离心10min。

10.根据权利要求1所述的从香菇柄中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(4)中所述浓缩液与所述无水乙醇的体积比为1:4；所述干燥为在40～50℃下干燥。