CN110200292A

CN110200292A - 一种果蔬残渣中可溶性与不溶性膳食纤维的绿色制备方法

Info

Publication number: CN110200292A
Application number: CN201910558814.XA
Authority: CN
Inventors: 叶兴乾; 陈士国; 陈健乐
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2019-09-06
Also published as: WO2020259098A1; ZA202100172B; LU102492B1; LU102492A1

Abstract

本发明公开了一种果蔬残渣中可溶性与不溶性膳食纤维的绿色制备方法，选用果蔬残渣作为原料，包括如下步骤：将果蔬残渣粉末先进行酸水解，过滤，分别得滤渣Ⅰ和滤液Ⅰ；对滤渣Ⅰ进行碱水解，过滤，分别得滤渣Ⅱ和滤液Ⅱ；将滤液Ⅰ与滤液Ⅱ混合，得到含水溶性膳食纤维的混合液；滤渣Ⅱ脱色后经后处理，得不溶性膳食纤维。本发明的方法处理简单，所用的酸碱原料处理后直接中和利用，生成可食用的电解质饮料，无需醇沉，对环境无污染，且含有黄酮等保健成分，可同时得到果蔬残渣中的可溶性和不可溶性膳食纤维。

Description

一种果蔬残渣中可溶性与不溶性膳食纤维的绿色制备方法

技术领域

本发明属于农产品加工技术领域，具体涉及一种果蔬残渣中可溶性与不溶性膳食纤维的绿色制备方法。

背景技术

不被人体消化的多糖类碳水化合物和木质素称为膳食纤维，在膳食越来越精细化的现代生活中，膳食纤维被称为“人体第七营养素”。膳食纤维可分为水溶性膳食纤维(SDF)和水不溶性膳食纤维(IDF)两大类，其中SDF主要为一些胶类物质和多糖类物质；而IDF主要成分是纤维素、半纤维素、木质素、原果胶和壳聚糖等。

膳食纤维具有多种功能作用，如降低血液胆固醇和甘油三酯、抗腹泻作用、预防肠癌等癌症、治疗便秘、解毒、预防和治疗肠道憩室病、控制体重等、降低成年糖尿病患者的血糖等等。

美国防癌协会推荐每人每日膳食纤维摄入量为30～40克，中国营养学会推荐每人每日膳食纤维摄入量为25～35克，而实际上人们每日的膳食纤维摄取量远远低于这一推荐值。使得膳食纤维在日常饮食中变得越来越重要。

膳食纤维的提取方法可分为：①化学分离法，主要采用直接水提法、絮凝剂法、碱法、酸法等来分离膳食纤维；②粗分离法，它可以改变原料中各成分的相对含量，但这类方法提取的产品不纯；③酶和化学试剂结合分离法，在使用糖化酶、F淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶的同时，加入化学试剂，这类方法得到膳食纤维的纯度较高；④酶法，通过蛋白酶除去蛋白质，淀粉酶溶解淀粉而得到膳食纤维；⑤发酵法，利用微生物发酵的方法，选用适当的菌种来制取膳食纤维；⑥膜分离法，通过改变膜的分子量制备膳食纤维。

至目前为止，所有的制备水溶性膳食纤维的方法都是除杂提取后醇沉获得，如申请号为CN 201510855098.3的发明公开了一种以紫薯渣为原料制备膳食纤维的方法，需用酶处理，除杂过滤后得到滤渣即是不溶性膳食纤维，将滤液使用乙醇沉淀得到可溶性膳食纤维；

CN 201510380700.2公开了一种大蒜秸秆活性膳食纤维及其制备方法，需醇沉，干燥，粉碎；

CN 201510380003.7公开了一种玛咖膳食纤维及其制备方法和应用；步骤(3)所述分离纯化为：将步骤(2)提取的样品经过醇沉后用乙醇和丙酮洗涤得到玛咖膳食纤维；

CN 201510983708.8一种从笋下脚料中提取制备笋膳食纤维的方法)将步骤(2)的提取液进行固液分离，滤渣用水冲洗，将冲洗液与滤液合并，用4倍体积的95wt％乙醇于60℃下醇析，干燥得可溶性膳食纤维；(4)将步骤(3)中滤渣真空干燥后得到不溶性膳食纤维；

CN 201510617096.0一种提取酸枣渣中可溶性与不溶性膳食纤维的制备方法；该方法以酸枣渣为原料，采用碱解醇沉法制备水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维。

酸碱水解、醇沉工艺会造成大量的酸碱废水的排放，同时也造成乙醇的浪费，使得膳食纤维的成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种果蔬残渣中可溶性与不溶性膳食纤维的绿色制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种提取液直接利用的果蔬残渣中可溶性与不溶性膳食纤维的绿色制备法；选用果蔬残渣作为原料，所述果蔬残渣为经灭酶、脱脂处理后的果蔬残渣，包括如下步骤：

1)、将果蔬残渣干燥、粉碎，得果蔬残渣粉末；

2)、按照1g/10～20ml的料液比，将步骤1)所得的果蔬残渣粉末与质量浓度0.1～1.0％的有机酸溶液或多元无机酸溶液进行混合，于20～60℃进行酸水解，酸水解时间为30～100min；然后过滤，分别得滤渣Ⅰ和滤液Ⅰ；

3)、按照1g/1～2ml的料液比(滤渣I以湿重计)，在所述滤渣Ⅰ中加入质量浓度为0.1～0.9％的碱溶液于10～50℃进行碱水解，碱水解时间为10～50min；然后过滤，分别得滤渣Ⅱ和滤液Ⅱ；

4)、将滤液Ⅰ与滤液Ⅱ混合，得到混合液；该混合液可作为电解质饮料；

5)、按照1g/1～2ml的料液比(滤渣Ⅱ以湿重计)，在滤渣Ⅱ中加入质量浓度14～16％双氧水浸泡60～90分钟从而实现脱色，然后调节pH至5～8，再进行水洗、过滤分离、干燥，得不溶性膳食纤维。

作为本发明的果蔬残渣中可溶性与不溶性膳食纤维的绿色制备方法的改进：

所述果蔬残渣包括柑橘类、仁果类、核果类、坚果类、蔬菜类(特别是十字花科蔬菜)的残渣。

作为本发明的果蔬残渣中可溶性与不溶性膳食纤维的绿色制备方法的进一步改进：

所述有机酸为柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、琥珀酸、乳酸或醋酸；

多元无机酸为磷酸。

所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾。

所述步骤4)所得的混合液(pH为2～9)通过浓缩、干燥，得到水溶性膳食纤维干粉。

在本发明中，将酸性的提取液和碱性的提取液进行混合即得富含膳食纤维的电解质饮料，无需醇沉，无污染，制备成本少。

本发明的方法处理简单，所用的酸碱原料处理后直接中和利用，生成可食用的电解质饮料，无需醇沉，对环境无污染，且含有黄酮等保健成分，可同时得到果蔬残渣中的可溶性和不可溶性膳食纤维，是一个制备活性膳食纤维的实用技术。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明可同时得到果蔬残渣中的可溶性和不可溶性膳食纤维，进一步可对制得的可溶性膳食纤维和不可溶膳食纤维进行配比，同时发挥可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维各自的功效，有利于在食品加工中的应用；

(2)本发明工艺简便，将酸碱水经中和后直接生成可以食用的电解质饮料，同时富含膳食纤维、黄酮等保健成分，资源利用率高，制备方便。

(3)本发明提供一种无需乙醇沉淀即可大量制备水溶性膳食纤维的方法，避免了乙醇的使用，增加了生产的安全性，降低工厂的建厂成本，减少了排放污染。是一种成本低，效率高，对环境无害的加工工艺。

综上所述，本发明提供了一种果蔬残渣中可溶性与不溶性膳食纤维的绿色制备方法，该方法以果蔬残渣为原料，采用酸、碱水解制备水溶性膳食纤维，本发明的酸为有机酸或多元无机酸，碱可以是氢氧化钠和氢氧化钾等强碱，经水解后的溶液经过滤后混合，之后直接浓缩干燥即可为水溶性膳食纤维。本发明中不能被水解部分即水不溶性膳食纤维。本发明的膳食纤维制备方法具有无需醇沉、排放污染小、制备成本低，且同时制备水溶性和水不溶性膳食纤维的特征，解决了传统果蔬残渣中提取膳食纤维的排放难题，提高资源有效利用率，具有环保和绿色制备特征。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

以下实施例中的过滤均为常规的滤布过滤。

实施例1-1、

1)、柚子或甜橙去黄皮层后的白皮层切丁(如来自果汁压榨厂，则直接用机械分离黄皮层)，经沸水煮制(煮制时间约为1min，料液比为1g/20ml)灭酶，之后再经80％乙醇脱脂(即将沸水煮制后的白皮层切丁放入80％乙醇中于室温下进行脱脂10分钟，料液比为1g/15ml)，之后干燥(45℃干燥至含水率≤8％)，磨碎成粉末(过40目的筛)，得果蔬残渣粉末。

2)、将质量浓度0.6％的柠檬酸溶液与步骤1)中所得果蔬残渣粉末按10ml/1g混合，于50℃进行酸水解，水解时间70min，之后过滤，分别得滤渣Ⅰ和滤液Ⅰ；

3)、在步骤2)所得的滤渣Ⅰ中加入质量浓度为0.3％的氢氧化钠溶液，料液比1g/1ml(滤渣I为湿重)，在30℃下进行碱水解，碱水解时间20min，过滤，分别得滤渣Ⅱ和滤液Ⅱ；

4)、将滤液Ⅰ与滤液Ⅱ混合得到混合液(pH约为6)，可作为电解质饮料直接食用；

5)、将步骤4)中的混合液浓缩(70℃的温度下真空浓缩至为原体积的50％)、干燥(45℃干燥至恒重)，得到水溶性膳食纤维；

6)、按照1g/1ml的料液比(滤渣II以湿重计)，在步骤3)所得的滤渣Ⅱ中加入15％(体积百分数)双氧水浸泡90分钟，从而实现脱色，然后调节pH为7(采用浓度为0.1wt％的HCl溶液进行调节)，进行水洗(水的用量为滤渣Ⅱ体积的10倍)、过滤分离，干燥(45℃干燥至恒重)，得不溶性膳食纤维。

用本方法制得的水溶性膳食纤维的主要成份如下：果胶多糖：70％，柠檬酸钠：21％，单糖及黄酮等小分子成分：8％

不溶性膳食纤维的主要成份是纤维素和半纤维素。

实施例1-2、将实施例1-1步骤2)中的酸种类作如下更改(如表1所示)；其余等同于实施例1-1。所得结果如表1所述。

表1

实施例1-3、将实施例1-1步骤3)中的碱种类、或者浓度作如下更改(如表2所示)；其余等同于实施例1-1。所得结果如表2所述。

表2

对比例1、将实施例1-1步骤2)、步骤3)的前后顺序进行对换，即，先进行碱水解，再进行酸水解；其余等同于实施例1-1。

制得的水溶性膳食纤维的主要成份如下：果胶多糖：56％，柠檬酸钠：35％，单糖及黄酮等小分子成分：8％。可见果胶含量明显少于上述实施例1-1。

对比例2、将实施例1-1步骤2)中的柠檬酸溶液改成盐酸溶液，浓度不变，用量不变，其余等同于实施例1-1。

制得的水溶性膳食纤维的主要成份如下：果胶多糖：69％，氯化钠：23％，单糖及黄酮等小分子成分：7％。口感偏咸，需要进一步地脱盐处理，而上述实施例1-1中的产品无此问题。

实施例2、

1)、苹果压榨渣经沸水煮制(煮制时间约为1min，料液比为1g/20ml)灭酶，之后再经80％乙醇脱脂(即将沸水煮制后的苹果渣放入80％乙醇中于室温下进行脱脂10分钟，料液比为1g/15ml)，之后干燥(45℃干燥至含水率≤8％)，磨碎成粉末(过40目的筛)，得果蔬残渣粉末。

2)、将质量浓度0.6％的柠檬酸溶液与步骤1)中所得果蔬残渣粉末按按10ml/1g混合，于50℃进行酸水解，水解时间70min，之后过滤，分别得滤渣Ⅰ和滤液Ⅰ；

3)、在步骤2)所得的滤渣Ⅰ中加入质量分数浓度为0.3％的氢氧化钠溶液，料液比1g/1ml(滤渣I为湿重)，在30℃下进行碱水解，碱水解时间20min，过滤，分别得滤渣Ⅱ和滤液Ⅱ；

4)、将滤液Ⅰ与滤液Ⅱ混合得到混合液(pH约为7)，可作为电解质饮料直接食用；

5)、将步骤4)中的混合液浓缩(70℃的温度下真空浓缩至为原体积的50％)、干燥(45℃干燥至恒重)，得到水溶性膳食纤维。

6)、按照1g/1ml的料液比(滤渣II以湿重计)，在步骤3)所得的滤渣Ⅱ中加入15％(体积百分数)双氧水浸泡60分钟，从而实现脱色，然后调节pH为7(采用浓度为0.1wt％的HCl溶液进行调节)，进行水洗、过滤分离，干燥后，即得不溶性膳食纤维。

用本方法制得的水溶性膳食纤维的主要成份如下：果胶多糖：68％，柠檬酸钠：24％，单糖及黄酮等小分子成分：7％

不溶性膳食纤维的主要成份是纤维素和半纤维素。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.果蔬残渣中可溶性与不溶性膳食纤维的绿色制备方法，选用果蔬残渣作为原料，所述果蔬残渣为经灭酶、脱脂处理后的果蔬残渣，其特征是包括如下步骤：

1)、将果蔬残渣干燥、粉碎，得果蔬残渣粉末；

2.根据权利要求1所述的果蔬残渣中可溶性与不溶性膳食纤维的绿色制备方法，其特征是：

所述果蔬残渣包括柑橘类、仁果类、核果类、坚果类、蔬菜类的残渣。

3.根据权利要求1或2所述的果蔬残渣中可溶性与不溶性膳食纤维的绿色制备方法，其特征是：

多元无机酸为磷酸。

4.根据权利要求1、2或3所述的果蔬残渣中可溶性与不溶性膳食纤维的绿色制备方法，其特征是：

所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾。

5.根据权利要求1所述的果蔬残渣中可溶性与不溶性膳食纤维的绿色制备方法，其特征是：

所述步骤4)所得的混合液通过浓缩、干燥，得到水溶性膳食纤维干粉。