CN109628521A - 一种从蒜皮中提取水溶性膳食纤维的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种从蒜皮中提取水溶性膳食纤维的方法，依次对蒜皮进行搓丝、控制水分、蒸汽爆破、酶解处理、液‑固分离、膜处理、喷雾干燥，得到水溶性蒜皮膳食纤维成品。本发明以蒜皮为原料提取膳食纤维，既丰富了膳食纤维的来源，也提高了大蒜的综合利用率。
Description
技术领域
本发明属于农产品深加工技术领域，特别是涉及一种从蒜皮中提取水溶性膳食纤维。
背景技术
膳食纤维(Dietary fiber)作为人类认知的六大营养素之后的第七大人体必需营养素，在人体健康中起到不可替代的作用。营养调查资料表明，膳食纤维能有效减少和预防心血管病、糖尿病、高血压、肥胖症、结肠癌等疾病的发生。
大蒜是我国的传统调味品，我国是世界上大蒜种植面积最大，种植数量最多，消耗量最大的国家。因此蒜皮的产量正在大量的增加。大蒜成分及其生理功能已经被诸多学者深入研究，根据资料介绍大蒜皮的成分见下表。
表1、大蒜皮的成分
| 成分 | 含量％ |
| 蛋白质(％) | 4.44 |
| 脂肪(％) | 1.22 |
| 总糖(％) | 38.59 |
| 还原糖(％) | 1.47 |
| 可溶性多糖(％) | 19.69 |
| 总膳食纤维TDF(％) | 61.16 |
| 不溶性膳食纤维IDF(％) | 45.29 |
| 可溶性膳食纤维SDF(％) | 15.87 |
| 纤维素(％) | 18.46 |
| 木质素(％) | 18.55 |
| 半纤维素(％) | 20.74 |
膳食纤维按其溶解性可分为可溶性膳食纤维(soluble dietary fiber，SDF)和不溶性膳食纤维(insolubledietary fiber，IDF)。由于可溶性膳食纤维发挥主要的生理功效及其优良的加工品质,富含可溶性膳食纤维的功能性食品市场需求日益增加。蒜皮中含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素，是一种优质的膳食纤维来源。然而，蒜皮中的膳食纤维绝大部分都是不溶性膳食纤维。
一些研究者对大蒜皮的深加工进行了研究，CN201610525968.5，“蒜皮膳食纤维及其蒸汽爆破和酶解改性制备技术及应用”，主要包括以下步骤：蒸汽爆破，干燥，联合酶解，离心，醇沉，干燥。
CN 201610526121.9“蒜皮膳食纤维及其高温蒸煮和酶解改性制备技术及应用”，主要包括以下步骤：大蒜皮经过除杂、干燥、粉碎、过筛预处理，然后经过高温蒸煮进行促溶改性，随之旋转蒸发浓缩干燥，再用α-淀粉酶，蛋白酶和糖苷酶依次进行酶解，最后离心，醇沉，取沉淀物干燥即制得本发明中的蒜皮可溶性膳食纤维。
CN201610525969.X“蒜皮膳食纤维及其双螺杆挤压和酶解改性制备技术及应用”，实施步骤主要包括粉碎蒜皮粉末，调节蒜皮粉末水分，双螺杆挤压处理湿蒜皮粉末，联合酶解处理后的蒜皮，再固液分离，乙醇处理制备可溶性膳食纤维。
CN201310435966.3“一种高品质大蒜皮膳食纤维及其制备方法”，按照下述步骤进行：将干燥后的蒜皮粉碎过筛，得大蒜皮粉末，利用酶解法、化学法、酶-化学法等技术提取大蒜皮中的膳食纤维，再用酶法、微生物发酵法、化学法、复合处理法等方法对大蒜皮中的膳食纤维进行改性而得到高品质膳食纤维。
以上现有技术仅是实验室小试结果，都采用了醇沉工艺，需要低沸点溶剂，影响了环境安全。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种从蒜皮中提取水溶性膳食纤维的方法，制备优质可溶性膳食纤维，提高大蒜的附加值。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种从蒜皮中提取水溶性膳食纤维的方法，包括以下步骤：
S1搓丝：采用搓丝机将除杂后的蒜皮搓成丝绒状；
S2控制水分：对搓丝后的蒜皮进行干燥至其含水量为5-10％；
S3蒸汽爆破：将含水量为5-10％的丝绒状蒜皮，置于瞬间爆破器中，爆破压力保持在0.3-2.8MPa维持5-10s，于0.00087s瞬间爆破；
S4酶解处理：将S3得到的爆破物，按照爆破物与水的重量比为1：16配制成水合物，再加入纤维素酶，于70-90℃酶解30-120min，然后用乙酸调节pH4-6，再加入糖苷酶，40-60℃酶解20-60min，得到酶解液；
S5液-固分离：将所述酶解液在离心分离机中进行固-液分离，取清液备用；
S6膜处理：选用100000Da超滤膜对所述清液除杂后，选用30000Da超滤膜浓缩，浓缩至含固量20-30％，得浓缩液；
S7喷雾干燥：对所述浓缩液进行喷雾干燥，得到水溶性蒜皮膳食纤维成品。
进一步的，所述纤维素酶的加入量为1-4％，所述糖苷酶的加入量为3-6％。
进一步的，所述S5在卧式螺旋分离机中进行。
进一步的，将所述S5中所得固体用作制备饲料添加剂。
进一步的，所述浓缩液进行真空喷雾干燥，真空度0.06MPa，温度120-140℃，得到水溶性蒜皮膳食纤维成品。
进一步的，将S7得到的膜透过的水返回酶解工序循环利用。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)采用膜分离浓缩，提高蒜皮可溶性膳食纤维含量，提升蒜皮膳食纤维品质，制备优质可溶性膳食纤维，提高大蒜的附加值，代替醇沉工艺，节省了溶剂，安全高效，易于工业化生产，膜透过的水还可以返回酶解工序循环利用，提高了水的利用率；
(2)对蒜皮进行搓丝、蒸汽爆破处理，丝绒状的蒜皮在爆破器中利于蒸汽的渗透，而粉末状物料易压实在一起，阻碍了蒸汽的渗入，影响爆破的效果，因此，丝绒状的蒜皮相较于粉末状的蒜皮具有更好的爆破效果，通过搓丝、蒸汽爆破处理，蒜皮中纤维变得疏松、多孔，易于与酶接触加速酶解；
(3)本发明采用搓丝、蒸汽爆破处理蒜皮，酶解后可溶性纤维含量达到70％以上；未经蒸汽爆破处理的蒜皮，可溶性膳食纤维含量仅为30％；未经膜处理，可溶性膳食纤维的含量为17.8％；本发明得到的蒜皮可溶性膳食纤维表面疏松多孔，覆水性好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
S1搓丝：去除蒜皮的烂叶及其他杂物，采用搓丝机将除杂后的蒜皮搓成丝绒状；
S2控制水分：采用隧道式连续干燥机对搓丝后的蒜皮进行干燥至其含水量为5-10％；
S3蒸汽爆破：将含水量为5-10％的丝绒状蒜皮，置于瞬间爆破器中，通入饱和蒸汽，爆破压力保持在0.3-2.8MPa维持5-10s，于0.00087s瞬间爆破；
S4酶解处理：将S3得到的爆破物，按照爆破物与水的重量比为1：16配制成水合物，加入1％纤维素酶，于70℃酶解120min，然后用乙酸调节pH4，再加入3％糖苷酶，40℃酶解60min，得到酶解液；
S5液-固分离：将所述酶解液在卧式螺旋分离机中进行固-液分离，取清液备用，分离得到的固体作饲料添加剂；
S6膜处理：选用100000Da超滤膜对所述清液除杂后，选用30000Da超滤膜浓缩，浓缩至含固量20-30％，得浓缩液；
S7：对所述浓缩液进行喷雾干燥，真空喷雾干燥真空度0.06MPa,温度125℃，得到水溶性蒜皮膳食纤维成品，蒜皮可溶性膳食纤维的含量为70％；膜透过的水返回酶解工序循环利用。
实施例2
S1搓丝：去除蒜皮的烂叶及其他杂物，采用搓丝机将除杂后的蒜皮搓成丝绒状；
S2控制水分：采用隧道式连续干燥机对搓丝后的蒜皮进行干燥至其含水量为5-10％；
S3蒸汽爆破：将含水量为5-10％的丝绒状蒜皮，置于瞬间爆破器中，通入饱和蒸汽，爆破压力保持在0.3-2.8MPa维持5-10s，于0.00087s瞬间爆破；
S4酶解处理：将S3得到的爆破物，按照爆破物与水的重量比为1：16配制成水合物，加入4％纤维素酶，于90℃酶解30min，然后用乙酸调节pH6，再加入6％糖苷酶，60℃酶解20min，得到酶解液；
S5液-固分离：将所述酶解液在卧式螺旋分离机中进行固-液分离，取清液备用，分离得到的固体作饲料添加剂；
S6膜处理：选用100000Da超滤膜对所述清液除杂后，选用30000Da超滤膜浓缩，浓缩至含固量20-30％，得浓缩液；
S7：对所述浓缩液进行喷雾干燥，真空喷雾干燥真空度0.06MPa,温度125℃，得到水溶性蒜皮膳食纤维成品，蒜皮可溶性膳食纤维的含量为75.9％；膜透过的水返回酶解工序循环利用。
实施例3
S1搓丝：去除蒜皮的烂叶及其他杂物，采用搓丝机将除杂后的蒜皮搓成丝绒状；
S2控制水分：采用隧道式连续干燥机对搓丝后的蒜皮进行干燥至其含水量为5-10％；
S3蒸汽爆破：将含水量为5-10％的丝绒状蒜皮，置于瞬间爆破器中，通入饱和蒸汽，爆破压力保持在0.3-2.8MPa维持5-10s，于0.00087s瞬间爆破；
S4酶解处理：将S3得到的爆破物，按照爆破物与水的重量比为1：16配制成水合物，加入3％纤维素酶，于80℃酶解100min，然后用乙酸调节pH5，再加入4％糖苷酶，50℃酶解40min，得到酶解液；
S5液-固分离：将所述酶解液在卧式螺旋分离机中进行固-液分离，取清液备用，分离得到的固体作饲料添加剂；
S6膜处理：选用100000Da超滤膜对所述清液除杂后，选用30000Da超滤膜浓缩，浓缩至含固量20-30％，得浓缩液；
S7：对所述浓缩液进行喷雾干燥，真空喷雾干燥真空度0.06MPa,温度125℃，得到水溶性蒜皮膳食纤维成品，蒜皮可溶性膳食纤维的含量为73.6％；膜透过的水返回酶解工序循环利用。
对比例1
生产过程同实施例1，其不同为未经爆破处理，得蒜皮膳食纤维，蒜皮可溶性膳食纤维的含量为30.8％。
对比例2
生产过程同实施例1，其不同为未经膜处理，得蒜皮膳食纤维，蒜皮可溶性膳食纤维的含量为17.8％。
对比例3
生产过程同实施例1，其不同为S2控制水分时，采用隧道式连续干燥机对搓丝后的蒜皮进行干燥至其含水量为12％，得蒜皮膳食纤维，蒜皮可溶性膳食纤维的含量为53％。
实施例1和对比例3相比较，发现本申请得到的可溶性膳食纤维的含量更高，其原因是搓丝后干燥至含水量为5-10％的蒜皮更容易使不溶水的大分子纤维降解为水溶性纤维，从而提高了可溶性膳食纤维的含量。
以上揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作地等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (6)
1.一种从蒜皮中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1搓丝：采用搓丝机将除杂后的蒜皮搓成丝绒状；
S2控制水分：对搓丝后的蒜皮进行干燥至其含水量为5-10%；
S3蒸汽爆破：将含水量为5-10%的丝绒状蒜皮，置于瞬间爆破器中，爆破压力保持在0.3-2.8 MPa维持5-10 s，于0.00087s瞬间爆破；
S4酶解处理：将S3得到的爆破物，按照爆破物与水的重量比为1：16配制成水合物，再加入纤维素酶，于70-90℃酶解30-120min，然后用乙酸调节pH4-6，再加入糖苷酶，40-60℃酶解20-60min，得到酶解液；
S5液-固分离：将所述酶解液在离心分离机中进行固-液分离，取清液备用；
S6膜处理：选用100000Da超滤膜对所述清液除杂后，选用30000Da超滤膜浓缩，浓缩至含固量20-30%，得浓缩液；
S7喷雾干燥：对所述浓缩液进行喷雾干燥，得到水溶性蒜皮膳食纤维成品。
2.根据权利要求1所述的一种从蒜皮中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：所述纤维素酶的加入量为1-4%，所述糖苷酶的加入量为3-6%。
3.根据权利要求1所述的一种从蒜皮中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：所述S5在卧式螺旋分离机中进行。
4.根据权利要求1所述的一种从蒜皮中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：将所述S5中所得固体用作制备饲料添加剂。
5.根据权利要求1所述的一种从蒜皮中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：所述浓缩液进行真空喷雾干燥，真空度0.06MPa，温度120-140℃，得到水溶性蒜皮膳食纤维成品。
6.根据权利要求1所述的一种从蒜皮中提取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：将S7得到的膜透过的水返回酶解工序循环利用。
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| CN201811585150.8A CN109628521A (zh) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | 一种从蒜皮中提取水溶性膳食纤维的方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN101455357A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-06-17 | 深圳职业技术学院 | 用超滤结合喷雾干燥制备大豆渣水溶性膳食纤维的方法 |
| CN103478739A (zh) * | 2013-09-24 | 2014-01-01 | 江苏大学 | 一种高品质大蒜皮膳食纤维及其制备方法 |
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-
2018
- 2018-12-24 CN CN201811585150.8A patent/CN109628521A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101455357A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-06-17 | 深圳职业技术学院 | 用超滤结合喷雾干燥制备大豆渣水溶性膳食纤维的方法 |
| CN103478739A (zh) * | 2013-09-24 | 2014-01-01 | 江苏大学 | 一种高品质大蒜皮膳食纤维及其制备方法 |
| CN106165848A (zh) * | 2016-07-05 | 2016-11-30 | 江苏大学 | 蒜皮膳食纤维及其蒸汽爆破和酶解改性制备技术及应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘湾: "蒜皮膳食纤维物理改性技术及其抑制铅离子吸收的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
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