CN109609558A - 一种小麦麸皮处理方法及其在高效制备多酚物质中的应用 - Google Patents

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张明霞
杨天佑
谭凤玲
武忠伟
孙书博
胡南南
夏雪伟
黄慧婷
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P2201/00—Pretreatment of cellulosic or lignocellulosic material for subsequent enzymatic treatment or hydrolysis

Abstract

本发明涉及一种小麦麸皮处理方法及其在高效制备多酚物质中的应用，属于农产品加工副产物资源化技术领域。本发明选择农产品加工副产物小麦麸皮为研究对象，首先电子束辐射处理，得到辐射麸皮；然后在辐射麸皮中添加纤维素酶，置于双螺杆挤压机中进行反应型挤出，获得挤出麸皮；进一步地，将挤出物配置菌种培养基，接种蜂蜜曲霉培养一段时间，获得发酵麸皮，麸皮中多酚类物质得到有效释放。本发明不仅能够解决传统有机溶剂浸提法生产成本高且环境污染等问题，而且能够高效提取麸皮中多酚类物质，提高产品附加值，具有广阔的应用前景。

Description

一种小麦麸皮处理方法及其在高效制备多酚物质中的应用
技术领域
本发明涉及农产品加工副产物资源化技术领域，尤其涉及一种小麦麸皮处理方法及其在高效制备多酚物质中的应用。
背景技术
小麦是世界主要粮食作物之一，消费量巨大，中国是世界上最大的小麦生产国和消费国。目前我国小麦的年产量超1亿吨，麸皮的产量也在3000万吨以上，是我国重要的农副产品资源之一。小麦麸皮是小麦籽粒碾磨时产生的主要副产物，但由于粗纤维含量高，不易被消化吸收，没有被深度开发，基本作为动物饲料使用，经济价值较低。麸皮中酚类物质含量丰富，分为游离型和结合型，结合型多酚因难以从麸皮中分离纯化而常被忽视，酚类这些功能性成分没有得到有效利用。随着社会的发展进步，能源、环境等问题日益严峻，可再生资源的利用成为热点，麦麸资源丰富，且低廉易得，如果能将麦麸深度开发，既可以充分利用资源，又可以增加经济效益。
麸皮酚类物质提取基本采用碱液提取法、酶水解法或有机溶剂浸提法。碱液提取法与酶水解法均存在成本高，产生难处理废水，提取得率较低等问题。有机溶剂提取法利用相似相溶原理，主要提取溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯及其水溶液等，此方法使用溶剂较多，毒性较大，不符合环保要求，对环境不友好等问题，传统提取方法固有的缺陷限制了麸皮高附加值利用。此外，麸皮中酚类化合物与纤维素结合紧密，提取比较困难，如何提高麸皮酚类物质提取得率，同时减少环境污染，是麸皮高值化利用亟待解决的关键问题之一。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供的一种小麦麸皮处理方法及其在高效制备多酚物质中的应用，不仅能够提高麦麸的附加值，同时减少环境污染。
本发明的技术方案如下：
(1)选取优质小麦麸皮粉碎，过40目筛网，取1000g置于电子束加速器中，辐射处理，辐射剂量为20～50k Gy，获得辐射麸皮；
(2)步骤(1)获得的辐射麸皮添加一定量水，调整含水量50％，同时添加纤维素酶40～100FPU/g，混合均匀；
(3)步骤(2)获得的麸皮原料置于双螺杆挤压机中，在螺杆转速250r/min条件下，进行挤压处理，挤出温度为140～150℃，获得挤压麸皮；
(4)将步骤(3)挤出物与水按照1∶2比例混合均匀，并接种蜂蜜曲霉，在培养温度30℃条件下进行发酵培养3d，获得发酵麸皮；
(5)步骤(4)获得的发酵麸皮进行总酚含量检测。
与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：
电子束辐射处理后，改变麸皮内部结构，麸皮内多酚结合键更容易被切断，提高了麸皮的水解度，释放出更多的多酚类物质。双螺杆挤压是将物料置于挤压机高温高压环境下，物料受到混合、搅拌和摩擦以及高剪切力作用，会破坏纤维素结构，淀粉颗粒解体及蛋白质变性等化学和结构的变化；此高温短时挤压膨化过程，麸皮在纤维素酶作用下，促进了麸皮酚类物质的释放。同时，蜂蜜曲霉作为优良的细胞工厂，能够分泌丰富的酶系，通过固态发酵培养，进一步强化了麸皮多酚物质的高效释放。本发明提取的麸皮多酚物质得率高，总酚含量高达2.61mg/g麸皮，而且整个生产过程未产生难处理废水，具有高效、节水、节能、环保等优点。本发明的提取技术路线简单，有利于实现麸皮的高值化利用，促进麸皮产品的综合利用和产业开发。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例中，总酚含量的测定采用Folin-Ciocalteau比色法，蜂蜜曲霉从中国工业微生物菌种保藏中心(CICC，保藏编号40926)购买获得，如无特殊说明，均采用本领域常用设备和工艺方法。
实施例1
选取优质小麦麸皮粉碎，过40目筛网，取1000g置于电子束加速器中，辐射处理，辐射剂量为40k Gy，获得辐射麸皮。在辐射麸皮中添加一定量水，调整麸皮含水量50％，同时添加纤维素酶40FPU/g；然后将添加纤维素酶的辐射麸皮置于双螺杆挤压机中，在螺杆转速250r/min条件下，进行挤压处理，控制挤出温度140℃；挤压机挤出物与水按照1∶2比例混合均匀配置培养基，并接种蜂蜜曲霉，在培养温度30℃条件下培养3d，检测其总酚含量。测得麦麸提取物总酚对麸皮得率为2.63mg/g。
实施例2
选取优质小麦麸皮粉碎，过40目筛网，取1000g置于电子束加速器中，辐射处理，辐射剂量为20k Gy，获得辐射麸皮。在辐射麸皮中添加一定量水，调整麸皮含水量50％，同时添加纤维素酶100FPU/g；然后将添加纤维素酶的辐射麸皮置于双螺杆挤压机中，在螺杆转速250r/min条件下，进行挤压处理，控制挤出温度150℃；挤压机挤出物与水按照1∶2比例混合均匀配置培养基，并接种蜂蜜曲霉，在培养温度30℃条件下培养3d，检测其总酚含量。测得麦麸提取物总酚对麸皮得率为2.52mg/g。
实施例3
选取优质小麦麸皮粉碎，过40目筛网，取1000g置于电子束加速器中，辐射处理，辐射剂量为50k Gy，获得辐射麸皮。在辐射麸皮中添加一定量水，调整麸皮含水量50％，同时添加纤维素酶80FPU/g然后将添加纤维素酶的辐射麸皮置于双螺杆挤压机中，在螺杆转速250r/min条件下，进行挤压处理，控制挤出温度145℃；挤压机挤出物与水按照1∶2比例混合均匀配置培养基，并接种蜂蜜曲霉，在培养温度30℃条件下培养3d，检测其总酚含量。测得麦麸提取物总酚对麸皮得率为2.66mg/g。
实施例4
选取优质小麦麸皮粉碎，过40目筛网，取1000g置于电子束加速器中，辐射处理，辐射剂量为30k Gy，获得辐射麸皮。在辐射麸皮中添加一定量水，调整麸皮含水量50％，同时添加纤维素酶60FPU/g；然后将添加纤维素酶的辐射麸皮置于双螺杆挤压机中，在螺杆转速250r/min条件下，进行挤压处理，控制挤出温度146℃；挤压机挤出物与水按照1∶2比例混合均匀配置培养基，并接种蜂蜜曲霉，在培养温度30℃条件下培养3d，检测其总酚含量。测得麦麸提取物总酚对麸皮得率为2.58mg/g。
实施例5
选取优质小麦麸皮粉碎，过40目筛网，取1000g置于电子束加速器中，辐射处理，辐射剂量为20k Gy，获得辐射麸皮。在辐射麸皮中添加一定量水，调整麸皮含水量50％，同时添加纤维素酶70FPU/g；然后将添加纤维素酶的辐射麸皮置于双螺杆挤压机中，在螺杆转速250r/min条件下，进行挤压处理，控制挤出温度143℃；挤压机挤出物与水按照1∶2比例混合均匀配置培养基，并接种蜂蜜曲霉，在培养温度30℃条件下培养3d，检测其总酚含量。测得麦麸提取物总酚对麸皮得率为2.64mg/g。
实施例6
选取优质小麦麸皮粉碎，过40目筛网，取1000g置于电子束加速器中，辐射处理，辐射剂量为40k Gy，获得辐射麸皮。在辐射麸皮中添加一定量水，调整麸皮含水量50％，同时添加纤维素酶50FPU/g；然后将添加纤维素酶的辐射麸皮置于双螺杆挤压机中，在螺杆转速250r/min条件下，进行挤压处理，控制挤出温度145℃；挤压机挤出物与水按照1∶2比例混合均匀配置培养基，并接种蜂蜜曲霉，在培养温度30℃条件下培养3d，检测其总酚含量。测得麦麸提取物总酚对麸皮得率为2.71mg/g。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种小麦麸皮处理方法及其在高效制备多酚物质中的应用，其特征在于包括以下步骤：
(1)选取优质小麦麸皮粉碎，过40目筛网，取1000g置于电子束加速器中，辐射处理，获得辐射麸皮；
(2)步骤(1)获得的辐射麸皮添加一定量水，调整含水量50％，同时添加纤维素酶，搅拌均匀；
(3)步骤(2)获得的麸皮原料置于双螺杆挤压机中，在螺杆转速250r/min条件下，进行挤压处理，获得麸皮挤出物；
(4)将步骤(3)挤出物与水按照1∶2比例混合均匀，并接种蜂蜜曲霉，在培养温度30℃条件下进行发酵培养3d；
(5)步骤(4)获得的发酵麸皮进行总酚含量检测。
2.根据权利要求1所述的小麦麸皮处理方法及其在高效制备多酚物质中的应用，其特征在于步骤(1)辐射剂量为20～50kGy。
3.根据权利要求1所述的小麦麸皮处理方法及其在高效制备多酚物质中的应用，其特征在于步骤(2)纤维素酶添加量为40～100FPU/g。
4.根据权利要求1所述的小麦麸皮处理方法及其在高效制备多酚物质中的应用，其特征在于步骤(3)挤出温度为140～150℃。
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