CN109717484A - 一种具有防治便秘的膳食纤维的制备方法 - Google Patents

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刘培
尚尔鑫
肖平
钱大玮
段金廒
倪赛佳
刘琳
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Abstract

本发明公开了一种具有防治便秘的膳食纤维的制备方法,本发明以荷梗为原料,以酸碱试剂和酶结合提取法,经酶解、过滤,醇沉,干燥等步骤得荷梗膳食纤维,并对膳食纤维品质特性进行研究,同时进行生物活性分析。本发明对荷梗中的膳食纤维成分进行科学提取分离,得到的荷梗膳食纤维品质优,有较强的持水能力,较强的吸附亚硝酸根和清除DPPH自由基以及还原铁离子的能力,具有排便功能。本发明还可解决莲的加工废弃物量大,资源浪费,污染环境的问题,提高其附加值,具有重要的开发利用价值。

Description

一种具有防治便秘的膳食纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有防治便秘的膳食纤维的制备方法,此膳食纤维主要从莲的加工副产品荷梗中提取获得。
背景技术
我国莲资源丰富,栽培主产区在长江流域和黄淮流域,湖北、江苏、山东、安徽、福建、湖南、浙江等省的种植面积较大,目前估计全国栽培面积在50~70万hm2。莲的根、茎、叶、花、果都有经济价值,藕中含多糖5~10%,蛋白质1~4%,以及丰富的核苷、氨基酸类营养成分,莲子中的蛋白质含量在20%左右,氨基酸组成种类齐全,还含有丰富的微量元素,是优良的水生蔬菜和副食佳品,可供生食、熟食、加工罐藏、制作蜜饯和藕粉等。除了藕和莲子供食用外,花粉、荷叶、莲子心等,也都可以作菜肴或饮料及保健食品。而荷梗作为莲资源开发的副产物,资源十分丰富,除少量药用外,大量被废弃,或燃烧后用作肥料。
膳食纤维(Dietary Fiber,DF),被誉为“第七大营养素”,根据膳食纤维水溶的差异,将其分为2个类型,即水溶性膳食纤维(SDF)和不溶性膳食纤维(IDF)。膳食纤维具有降血糖、降血脂、抗癌、改善肠道菌群、治疗便秘、利于减肥以及替代脂肪等的作用。流行病学和临床研究表明膳食纤维的摄入量与患肥胖症、Ⅱ-型糖尿病、癌症和心血管疾病的机率成负相关关系。便秘是临床常见的复杂症状,随着人们饮食结构的改变及精神心理和社会因素的影响,便秘发病率有增高趋势,困扰着多数职场人士和众多的老年人,严重影响他们的生活质量。便秘人群易出现肠道菌群紊乱,长期便秘还与急性心脑血管疾病、痴呆、结直肠癌等有密切的关系。
莲中含有丰富的膳食纤维,已有从藕节、藕渣、藕芽等莲加工废弃部位中获得具有抗氧化、预防肥胖、防治便秘等功能的膳食纤维的报道。
发明对荷梗中膳食纤维的提取,得到的膳食纤维理化性质优异,有较强的持水能力,较强的吸附亚硝酸根和清除DPPH自由基以及还原铁离子的能力,荷梗膳食纤维的开发利用,可解决莲加工废弃物大,不易储存,污染环境的问题,同时开发出深加工产品,可提高其附加值,具有重要的实际应用价值。
发明内容
发明目的:本发明对荷梗中的膳食纤维成分进行科学提取分离,得到的荷梗膳食纤维纯度高,品质优,可为食品业及工业提供原料。本发明还可解决莲的加工废弃物量大,资源浪费,污染环境的问题,同时开发食品和保健产品,提高其附加值,具有重要的开发利用价值。
技术方案:为了实现以上目的,本发明采取的技术方案为:
一种从荷梗制备防治便秘的膳食纤维的方法,包括以下步骤:
(1)取干燥的荷梗,粉碎,过筛,按1:8~1:12的重量比例加蒸馏水混匀,并按200:1~100:1的重量比加入第一种酶,在55℃~65℃下水解2-3h,用酸调节pH至4.5-5.5,升高温度至45-55℃,再按200:1~100:1的重量比加入第二种酶,按20:1~10:1的重量比加入第三种酶,混合均匀,50℃~60℃酶解2-4h;
(2)取步骤(1)的酶解液,加碱调至中性,温度降至常温,得酶解原料;
(3)取步骤(2)的酶解原料在70-90℃下灭酶,用双层滤布过滤;
(4)取步骤(3)滤液,进行离心;
(5)取步骤(4)中离心上清液加3-4倍的乙醇,静置2-3h,离心,取离心的沉淀,烘干得到可溶性膳食纤维;
(6)取步骤(4)中的离心滤渣,水洗至中性,烘干,得不可溶膳食纤维。
作为优选方案,步骤(1)中所述的第一种酶为α-淀粉酶,酸为体积浓度5%~10%柠檬酸,第二种酶为果胶酶,第一种酶为纤维素酶。
作为优选方案,步骤(2)中的碱为质量浓度5%~15%的碳酸氢钠溶液。
作为优选方案,步骤(4)的离心方式为3000-8000rpm/min,离心5-15min。
作为优选方案,步骤(5)和(6)中的烘干温度为45-60℃
作为优选方案,以上所述的一种从荷梗制备防治便秘的膳食纤维的方法,荷梗膳食纤维淀粉含量较高,可达37.87~45.50mg/g,较强的持水能力,可达5.03~5.20g/g,吸附亚硝酸根的能力达0.98~2.99mg/g,,与阳性药维生素C(100%)相比,荷梗SDF的金属螯合力可达98%-99%。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
(1)本发明所述的一种从荷梗中提取制备膳食纤维的方法,通过大量实验筛选出最佳的酶解工艺和酸碱调整pH值工艺。整个步骤工艺设计合理,操作简单、可行性高。作为一种荷梗膳食纤维深加工精制技术,可提高莲副产品荷梗的综合利用率,提高经济效应,降低环境污染。本发明制备得到的荷梗膳食纤维,具有较强的持水力、吸附亚硝酸根、金属螯合力的能力,在生产过程中不添加任何食品添加剂,安全性高。
(2)申请人对本发明产品功能进行了研究,发现荷梗膳食纤维三个剂量组和模型组相比,本发明膳食纤维均能明显的缩短模型小组首次排便时间、增加6小时内排便次数,具有协同的疗效。
附图说明
图1为各组小鼠1h内排便粒数的结果图。
图2为各组小鼠6h内排便粒数的结果图。
图3为各组小鼠的结肠部位切片图。
具体实施方案
根据下述具体实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
一种从荷梗制备防治便秘的膳食纤维的方法,它是通过以下方法制备得到:
(1)取莲的固体废弃物荷梗1kg,粉碎,过40目筛,按1:10的重量比例加蒸馏水混匀,200:1的重量比加α-淀粉酶,在60℃下水解2h,用5%的柠檬酸调节pH至5.0,升高温度至50℃,再按200:1的重量比加入0.5%果胶酶,按12.5:1的重量比加入纤维素酶,混合均匀,55℃下酶解3h;
(2)取步骤(1)的酶解液,加9%浓度的碳酸氢钠溶液调至中性,温度降至常温,得酶解原料;
(3)取步骤(2)的酶解原料浆液在85℃下灭酶,用双层滤布过滤;
(4)取步骤(3)的滤液,进行离心;
(5)取步骤(4)中上清液加4倍95%的乙醇,静置2h,离心,60℃下烘干得到可溶性膳食纤维(SDF);
(6)取步骤(4)中的滤渣,水洗至中性,60℃下烘干,得不可溶膳食纤维(IDF)。
荷梗膳食纤维淀粉含量为49mg/g,持水能力达5.030g/g,吸附亚硝酸根的能力达1.98mg/g,与阳性药维生素C(100%)相比,荷梗SDF的金属螯合力可达98%-99%。
对比实施例1
一种从荷梗制备防治便秘的膳食纤维的方法,它是通过以下方法制备得到:
(1)取莲的固体废弃物荷梗1kg,粉碎,过40目筛,按1:10的重量比例加蒸馏水混匀,200:1的重量比加α-淀粉酶,在60℃下水解2h,升高温度至50℃,再按200:1的重量比加入0.5%果胶酶,按12.5:1的重量比加入纤维素酶,混合均匀,55℃下酶解3h;
(2)取步骤(1)的酶解液,温度降至常温,得酶解原料;
(3)取步骤(2)的酶解原料浆液在85℃下灭酶,用双层滤布过滤;
(4)取步骤(3)的滤液,进行离心;
(5)取步骤(4)中上清液加4倍95%的乙醇,静置2h,离心,60℃下烘干得到可溶性膳食纤维(SDF);
(6)取步骤(4)中的滤渣,水洗至中性,60℃下烘干,得不可溶膳食纤维(IDF)。
荷梗膳食纤维淀粉含量为32mg/g,持水能力达4.530g/g,吸附亚硝酸根的能力达1.61mg/g,与阳性药维生素C(100%)相比,荷梗SDF的金属螯合力可达85%。
对比实施例2
一种从荷梗制备防治便秘的膳食纤维的方法,它是通过以下方法制备得到:
(1)取莲的固体废弃物荷梗1kg,粉碎,过40目筛,按1:10的重量比例加蒸馏水混匀,200:1的重量比加α-淀粉酶,在60℃下水解2h,用5%的柠檬酸调节pH至5.0,升高温度至50℃;
(2)取步骤(1)的酶解液,加9%浓度的碳酸氢钠溶液调至中性,温度降至常温,得酶解原料;
(3)取步骤(2)的酶解原料浆液在85℃下灭酶,用双层滤布过滤;
(4)取步骤(3)的滤液,进行离心;
(5)取步骤(4)中上清液加4倍95%的乙醇,静置2h,离心,60℃下烘干得到可溶性膳食纤维(SDF);
(6)取步骤(4)中的滤渣,水洗至中性,60℃下烘干,得不可溶膳食纤维(IDF)。
荷梗膳食纤维淀粉含量为20mg/g,持水能力为2.821g/g,吸附亚硝酸根的能力达1.23mg/g,与阳性药维生素C(100%)相比,荷梗SDF的金属螯合力为78%-79%。
实施例2
一种防治便秘的荷梗膳食纤维及其制备方法,它是通过以下方法制备得到:
(1)取莲的固体废弃物荷梗1kg,粉碎,过40目筛,按1:12的重量比例加蒸馏水混匀,100:1的重量比加α-淀粉酶,在60℃下水解2h,用5%的柠檬酸调节pH至5.0,升高温度至50℃,再按100:1的重量比加入0.5%果胶酶,按25:1的重量比加入纤维素酶,混合均匀,55℃下酶解3h;
(2)取步骤(1)的酶解液,加9%浓度的碳酸氢钠溶液调至中性,温度降至常温,得酶解原料;
(3)取步骤(2)的酶解原料浆液在85℃下灭酶,用双层滤布过滤;
(4)取步骤(3)的滤液,进行离心;
(5)取步骤(4)中上清液加4倍95%的乙醇,静置2h,离心,60℃下烘干得到可溶性膳食纤维(SDF);
(6)取步骤(4)中的滤渣,水洗至中性,60℃下烘干,得不可溶膳食纤维(IDF)。
荷梗膳食纤维淀粉含量较高,可达48.60mg/g,持水能力为5.15g/g,吸附亚硝酸根的能力达2.98mg/g,与阳性药维生素C(100%)相比,荷梗SDF的金属螯合力可达98%-99%。
对比实施例2
一种防治便秘的荷梗膳食纤维及其制备方法,它是通过以下方法制备得到:
(1)取莲的固体废弃物荷梗1kg,粉碎,过40目筛,按1:12的重量比例加蒸馏水混匀,按100:1的重量比加入0.5%果胶酶,按25:1的重量比加入纤维素酶,混合均匀,55℃下酶解3h,得酶解液;
(2)取步骤(1)的酶解液,加9%浓度的碳酸氢钠溶液调至中性,温度降至常温,得酶解原料;
(3)取步骤(2)的酶解原料浆液在85℃下灭酶,用双层滤布过滤;
(4)取步骤(3)的滤液,进行离心;
(5)取步骤(4)中上清液加4倍95%的乙醇,静置2h,离心,60℃下烘干得到可溶性膳食纤维(SDF);
(6)取步骤(4)中的滤渣,水洗至中性,60℃下烘干,得不可溶膳食纤维(IDF)。
荷梗膳食纤维淀粉含量为28.60mg/g,持水能力为3.15g/g,吸附亚硝酸根的能力为2.13mg/g,与阳性药维生素C(100%)相比,荷梗SDF的金属螯合力可达88%-89%。
实施例3功效实验
以实施例1下本发明的提取物进行对便秘模型作用的研究
(1)小鼠排便实验
取健康ICR小鼠60只,随机分成6组,每组10只,分别为空白组,便秘模型组,阳性药组(乳果糖),实施例1制备得到的荷梗膳食纤维高、中、低剂量组。除空白组外,各组小鼠灌胃给予盐酸洛哌丁胺(6mg/kg),每日两次,复制小鼠便秘模型。便秘模型复制成功后,给以盐酸洛哌丁胺的同时开始给以治疗药物,阳性药物组给以乳果糖(1.52mg/kg),给药组分别给以实施例1荷梗膳食纤维高剂量(4g/kg),荷梗膳食纤维中剂量(2g/kg),荷梗膳食纤维低剂量(1g/kg),同时空白组及模型组灌胃给以等量生理盐水,周期为14天。第14天,给各组灌胃给予红墨水(0.1mL/10g),每只小鼠单独放入带隔层小鼠笼,正常饮水、进食、分别观察并记录每只小鼠首次排出红便的时间,计算其首次排红便所用时间,收集小鼠6h内粪便,并记录粒数。第15天,麻醉处死小鼠,取结肠部位进行病理切片研究。
(2)数据及结果分析
由图1、图2(与正常组相比△P<0.05,△△P<0.01,与模型组相比*P<0.05,**P<0.01)可见,空白组与模型组的首次排出红便所用时间、排便总粒数都有显著性差异,说明便秘模型造模成功。给药组排便粒数及首次排红便时间均与模型组有显著差异,且往正常组回调。由图3(1-空白组,2-模型组,3-阳性药,4-荷梗膳食纤维高剂量,5-荷梗膳食纤维中剂量,6-荷梗膳食纤维低剂量)可见,结肠组织切片结果显示,模型组粘膜层明显变薄,肠腺数量减少,粘膜下层结缔组织局部可见水肿,间隙增宽;肌层与浆膜层严重变薄,给药后均不同程度改善。
以上实验结果表明,本发明变废为宝,通过优选的方法,以荷梗为原料,制备得到了性能优异,绿色安全的膳食纤维,其还可显著增加便秘小鼠的排便次数,缩短首便时间,减轻排便的困难程度。本发明开发荷梗膳食纤维的防治便秘的新功效,可解决荷梗产量大,资源浪费,污染环境的问题,同时开发食品和保健产品,提高其附加值,具有重要的开发利用价值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有防治便秘的膳食纤维的制备方法,其特征在于,包括以下步骤
(1)取干燥的荷梗,粉碎,过筛,按1:8~1:12的重量比例加蒸馏水混匀,并按200:1~100:1的重量比加入第一种酶,在55℃~65℃下水解2-3h,用酸调节pH至4.5-5.5,升高温度至45-55℃,再按200:1~100:1的重量比加入第二种酶,按20:1~10:1的重量比加入第三种酶,混合均匀,50℃~60℃酶解2-4h;
(2)取步骤(1)的酶解液,加碱调至中性,然后将温度降至常温,得酶解原料;
(3)取步骤(2)的酶解原料在70-90℃下灭酶,用双层滤布过滤;
(4)取步骤(3)滤液,离心;
(5)取步骤(4)的离心上清液加3-4倍的乙醇,静置2-3h,离心,取沉淀物,烘干得到可溶性膳食纤维;
(6)取步骤(4)离心后的滤渣,水洗至中性,烘干,得不可溶膳食纤维。
2.根据权利要求1所述的具有防治便秘的膳食纤维的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的第一种酶为α-淀粉酶,酸为体积浓度5%~10%柠檬酸,第二种酶为果胶酶,第三种酶为纤维素酶。
3.根据权利要求1所述的具有防治便秘的膳食纤维的制备方法,其特征在于,步骤(2)中的碱为质量浓度5%~15%的碳酸氢钠。
4.根据权利要求1所述的具有防治便秘的膳食纤维的制备方法,其特征在于,步骤(4)的离心方式为3000-8000rpm/min,离心5-15min。
5.根据权利要求1所述的具有防治便秘的膳食纤维的制备方法,其特征在于,步骤(5)和(6)中的烘干温度为45-60℃。
6.根据权利要求1至5任一项所述的具有防治便秘的膳食纤维的制备方法,其特征在于,膳食纤维的淀粉含量为37.87~45.50mg/g;持水能力为5.03~5.20g/g;亚硝酸根的吸附能力为0.98~2.99mg/g;金属螯合力为98%-99%。
7.一种具有防治便秘的膳食纤维的制备方法其特征在于,它是通过以下方法制备得到:
(1)取莲的固体废弃物荷梗1kg,粉碎,过40目筛,按1:10的重量比例加蒸馏水混匀,按200:1的重量比加α-淀粉酶,在60℃下水解2h,用体积浓度5%的柠檬酸调节pH至5.0,升高温度至50℃,再按200:1的重量比加入0.5%果胶酶,再按12.5:1的重量比加入纤维素酶,混合均匀,55℃下酶解3h;
(2)取步骤(1)的酶解液,加质量浓度9%的碳酸氢钠溶液调至中性,然后将温度降至常温,得酶解原料;
(3)取步骤(2)的酶解原料浆液在85℃下灭酶,用双层滤布过滤;
(4)取步骤(3)的滤液,进行离心;
(5)取步骤(4)中离心上清液加4倍95%的乙醇,静置2h,离心,60℃下烘干得到可溶性膳食纤维;
(6)取步骤(4)中的离心滤渣,水洗至中性,60℃下烘干,得不可溶膳食纤维。
8.一种具有防治便秘的膳食纤维的制备方法其特征在于,它是通过以下方法制备得到:
(1)取莲的固体废弃物荷梗1kg,粉碎,过40目筛,按1:12的重量比例加蒸馏水混匀,100:1的重量比加α-淀粉酶,在60℃下水解2h,用体积浓度5%的柠檬酸调节pH至5.0,升高温度至50℃,再按100:1的重量比加入0.5%果胶酶,按25:1的重量比加入纤维素酶,混合均匀,55℃下酶解3h;
(2)取步骤(1)的酶解液,加质量浓度9%的碳酸氢钠溶液调至中性,温度降至常温,得酶解原料;
(3)取步骤(2)的酶解原料浆液在85℃下灭酶,用双层滤布过滤;
(4)取步骤(3)的滤液,进行离心;
(5)取步骤(4)中离心上清液加4倍95%的乙醇,静置2h,离心,60℃下烘干得到可溶性膳食纤维;
(6)取步骤(4)中离心的滤渣,水洗至中性,60℃下烘干,得不可溶膳食纤维。
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