CN108813640A - 一种以紫薯渣为原料提取膳食纤维的方法 - Google Patents

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秦永剑
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杨辉
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    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/20—Reducing nutritive value; Dietetic products with reduced nutritive value
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Abstract

本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种以紫薯渣为原料提取膳食纤维的方法，该方法以提取了色素的紫薯渣为原料，经干燥、粉碎后加入盐酸浸提，分别从滤液和滤渣中提取得到膳食纤维。所述的提取方法在有效地利用废弃物、实现资源再生利用的同时，还避免了残渣直接丢弃对环境造成的污染，具有良好的经济和社会效益。

Description

一种以紫薯渣为原料提取膳食纤维的方法
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种以紫薯渣为原料提取膳食纤维的方法。
背景技术
紫薯（Ipomoea batatas (L.) Poir.）又叫黑薯，薯肉呈紫色至深紫色。它除了具有普通红薯的营养成分外，还富含硒元素和花青素。紫薯为花青素的主要原料之一。紫薯营养丰富具特殊保健功能，其中的蛋白质氨基酸都是极易被人体消化和吸收的。其中富含的维生素A可以改善视力和皮肤的粘膜上皮细胞，维生素C 可使胶元蛋白正常合成，防治坏血病的发生， 花青素是天然强效自由基清除剂。
紫薯具有降血压、抗衰老、抗突变、改善肝功能、防便秘、防动脉硬化、防癌、抗癌、清除自由基、抑制胆固醇、补血、益气、润肺、养颜的功效，不仅能作为直接食用原料，还可以进行紫薯深加工，如紫薯粉、紫薯饮料等。在国际、国内市场上十分走俏，发展前景非常广阔。紫薯深加工加工产生大量的紫薯皮和紫薯渣，也是潜在的可开发资源。其中紫薯渣，含有大量的膳食纤维、淀粉、蛋白质等可利用成分。尤其是膳食纤维含量极高，具有很高的开发利用价值。
膳食纤维是继蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质与水之后人体不可或缺的第七大营养元素。根据其溶解性的不同分为水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维两大类。水溶性膳食纤维指能溶于水，形成类似胶状物质，能被乙醇等有机溶剂析出，主要成分是细胞内的储存物质与分泌物，及部分微生物多糖与合成类多糖果胶、植物胶、半乳甘露聚糖、葡聚糖等。水不溶性膳食纤维则不溶于水，并且不能被人体消化道中的酶消化，是细胞壁的组成，其主要成分为纤维素、木质素、半纤维素和植物蜡等。
由于紫薯是优质的植物色素源，紫薯色素在食品、化妆品、医药等领域具有较高的利用价值，目前，紫薯已作为紫色素生产的重要原料。然而，紫薯色素生产后的废渣大多只能以饲料低价出售，如何提高其综合利用价值成为企业面临的主要难题。已有研究表明，紫薯色素生产废渣食用安全，含丰富的膳食纤维。利用紫薯色素生产废渣制备膳食纤维具有很好的开发前景，是提高紫薯色素生产副产物综合利用的有效途径。
针对紫薯膳食纤维的制备，殷建忠等（公开号 CN 103719880 A）提出了一种利用生物酶对紫甘薯色素生产废渣中的膳食纤维进行分离和改性，制备高活性紫甘薯膳食纤维的方法。赵丰丽等（公开号 CN 105433393 A）提出了以α-淀粉酶和糖化酶进行酶解提取花青素和淀粉的紫薯渣，然后通过过滤、干燥、沉淀等步骤制备水不溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维。以上专利都存在采用酶解法处理原料，工艺复杂、成本高等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种以紫薯渣为原料制备膳食纤维的方法。本所述的以紫薯渣为原料制备膳食纤维的方法，包括以下步骤：
1）以提取了色素的紫薯渣为原料，经过干燥，粉碎至40目以下，加入盐酸溶液搅拌浸提；
2）真空抽滤，得到滤渣和滤液；
3）将步骤2）得到的滤液，调节滤液pH值，使紫薯蛋白沉淀；
4）将步骤3）所得混合液离心分离，去除沉淀，调整滤液pH值并浓缩溶液；
5）将步骤4）所得溶液加入4倍体积的95%乙醇，得到含水溶性膳食纤维沉淀溶液；
6）将步骤5）所得沉淀溶液静置、离心，收集沉淀物，在50℃下真空干燥，得到水溶性膳食纤维；
7）将步骤2）得到的滤渣用NaOH溶液水解处理；然后用蒸馏水漂洗至中性；抽滤，得到滤渣；
8）将步骤7）所得滤渣用无水乙醇洗涤一次；
9）将步骤8）所得滤渣冷冻干燥得到浅棕色产品水不溶性膳食纤维。
步骤1）中加入的盐酸的浓度为1.2~2mol/L，盐酸与紫薯渣的料液比为(20:1) ~(10:1) mL / g，加入的盐酸在60~80℃搅拌浸提0.5~1.5h；
步骤3）中加入盐酸调节pH值，溶液的pH值为3~7。
步骤4）中加入盐酸调节pH值，溶液的pH值为6~9。
步骤7）得到的滤渣用浓度为0.6~1.0%NaOH溶液水解，水解温度70~80℃，水解时间1~2h，NaOH溶液和滤渣的料液比为(5:1) ~ (15:1) mL / g。
与现有技术相比，该方法以提取紫色素后的紫薯渣为原料，直接酸洗、碱洗、调节pH值等方法制备水不溶性膳食纤维，同时，采用调节原料酸性脱除紫薯蛋白，乙醇沉法制备水可溶膳食纤维，具有操作简单，成本低等优点，而且可得水溶性膳食纤维收率大于23.1%，不溶性膳食纤维收率为大于33.2%。不溶性膳食纤维的持水率为11.42g/g，持油率为9.21g/g，膨胀率为5.4mL/g。而殷建忠等公开的“高活性紫甘薯膳食纤维的制备方法”（专利公开号CN103719880）制得的不溶性膳食纤维的持水力为7.85g/g，膨胀率3.95mL/g，收率也低得多。本发明所述方法在有效地利用废弃物、实现资源再生利用的同时，还避免了残渣直接丢弃对环境造成的污染，具有良好的经济和社会效益。
具体实施方式
实施例1：称取5.0g已经干燥并过40目筛的紫薯渣于烧瓶中，加入浓度为1.45mol/ L的盐酸75mL，水浴加热至70℃，搅拌反应1h，真空抽滤，得到第一滤渣和滤液；调节滤液pH值为4，使紫薯蛋白质沉淀，得混合液，离心分离混合液，去除沉淀，调整滤液pH值为7，浓缩，向所得浓缩液加入4倍体积的95%乙醇，得到含水溶性膳食纤维沉淀溶液；将所得混合液静置、离心（4000r/min，10min），收集沉淀物，在50℃下真空干燥，得到水溶性膳食纤维，收率23.1%。用20mL浓度为0.8%NaOH溶液在75℃下将得到的第一滤渣处理1.5h；蒸馏水漂洗至中性；抽滤，得到第二滤渣；所得第二滤渣用10mL无水乙醇洗涤一次；然后冷冻干燥得到浅棕色产品水不溶性膳食纤维，收率为33.2%。由此所获得不溶性膳食纤维的持水率为11.42g/g，持油率为9.21g/g，膨胀率为5.4mL/g。
实施例2：称取5.0g已经干燥并过40目筛的紫薯渣于烧瓶中，加入浓度为1.6mol /L的盐酸75mL，水浴加热至70℃，搅拌反应1h，真空抽滤，得到第一滤渣和滤液；调节滤液pH值为4，使紫薯蛋白质沉淀，得混合液，离心分离混合液，去除沉淀，调整滤液pH值为7，浓缩，向所得浓溶液加入4倍体积的95%乙醇，得到含水溶性膳食纤维沉淀溶液；将所得混合液静置、离心（4000r/min，10min），收集沉淀物，在50℃下真空干燥，得到水溶性膳食纤维，收率24.1%。用20mL浓度为0.8%NaOH溶液在70℃下将得到的第一滤渣处理1.5h；蒸馏水漂洗至中性；抽滤，得到第二滤渣；所得第二滤渣用10mL无水乙醇洗涤一次；然后冷冻干燥得到浅棕色产品水不溶性膳食纤维，收率为32.3%。由此所获得不溶性膳食纤维的持水率为11.2g/g，持油率为9.1g/g，膨胀率为5.0mL/g。
实施例3：称取5.0g已经干燥并过40目筛的紫薯渣于烧瓶中，加入浓度为1.6mol /L的盐酸50mL，水浴加热至70℃，搅拌反应1h，真空抽滤，得到第一滤渣和滤液；调节滤液pH值为4，使紫薯蛋白质沉淀，得混合液，离心分离混合液，去除沉淀，调整滤液pH值为7，浓缩，向所得浓缩液加入4倍体积的95%乙醇，得到含水溶性膳食纤维沉淀溶液；将所得混合液静置、离心（4000r/min，10min），收集沉淀物，在50℃下真空干燥，得到水溶性膳食纤维，收率22.1%。用20mL浓度为0.8%NaOH溶液在75℃下将得到的第一滤渣处理1.0h；蒸馏水漂洗至中性；抽滤，得到第二滤渣；所得第二滤渣用10mL无水乙醇洗涤一次；然后冷冻干燥得到浅棕色产品水不溶性膳食纤维，收率为27.2%。由此所获得不溶性膳食纤维的持水率为10.8g/g，持油率为9. 3g/g，膨胀率为4.9mL/g。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处；综上所述，本说明内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种以紫薯渣为原料制备膳食纤维的方法，其特征在于该方法通过以下步骤实施：
1）以提取了色素的紫薯渣为原料，经过干燥，粉碎至40目以下，加入盐酸溶液搅拌浸提；
2）真空抽滤，得到滤渣和滤液；
3）将步骤2）得到的滤液，调节滤液pH值，使紫薯蛋白沉淀；
4）将步骤3）所得混合液离心分离，去除沉淀，调整滤液pH值并浓缩溶液；
5）将步骤4）所得溶液加入4倍体积的95%乙醇，得到含水溶性膳食纤维沉淀溶液；
6）将步骤5）所得沉淀溶液静置、离心，收集沉淀物，在50℃下真空干燥，得到水溶性膳食纤维；
7）将步骤2）得到的滤渣用NaOH溶液水解处理；然后用蒸馏水漂洗至中性；抽滤，得到滤渣；
8）将步骤7）所得滤渣用无水乙醇洗涤一次；
9）将步骤8）所得滤渣冷冻干燥得到浅棕色产品水不溶性膳食纤维。
2.如权利要求1所述的一种以紫薯渣为原料制备膳食纤维的方法，其特征在于步骤1）中加入的盐酸的浓度为1.2~2mol/L，盐酸与紫薯渣的料液比为(20:1) ~ (10:1) mL / g，加入的盐酸在60~80℃搅拌浸提0.5~1.5h。
3.如权利要求1所述的一种以紫薯渣为原料制备膳食纤维的方法，其特征在于步骤3）中加入盐酸调节pH值，溶液的pH值为3~7。
4.如权利要求1所述的一种以紫薯渣为原料制备膳食纤维的方法，其特征在于步骤4）中加入盐酸调节pH值，溶液的pH值为6~9。
5.如权利要求1所述的一种以紫薯渣为原料制备膳食纤维的方法，其特征在于步骤7）得到的滤渣用浓度为0.6~1.0%NaOH溶液水解，水解温度70~80℃，水解时间1~2h，NaOH溶液和滤渣的料液比为(5:1) ~ (15:1) mL / g。
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