CN1301502A - 一种香菇柄综合加工的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种香菇柄综合加工的方法,其技术关键是:将香菇柄经热水浸提得浸提液和残渣,浸提液中加入复合酶保温,进一步超滤得浓缩液和上清液,浓缩液可精制得水溶性香菇多糖,上清液可制得特色饮料,从残渣中可制得碱溶性香菇多糖和膳食纤维。本方法工艺先进,生产过程中产生的废弃物均被转化为另一类产品,使香菇柄得以综合利用。

Description

一种香菇柄综合加工的方法

本发明涉及一种香菇柄的综合加工方法。

我国传统的主要农副产品之一香菇由于其具有广泛的药用成分，已被公认为是集营养与保健为一体的世界十大最佳食品之一。在香菇商品化处理中，出口香菇需剪去菇柄，而菇柄占全菇干重的20-30％。具报道全国每年均有5万吨左右香菇柄被废弃，由于香菇柄呈纤维化，适口性差，国内消费的香菇柄也基本废弃，加上次菇及采集时废弃的菇柄，每年在香菇生产中废弃的这部分资源是极其巨大的。香菇柄与菇盖一样是由香菇菌丝体组成，同样含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素等营养成分和有效的生物活性成分。根据分析，香菇柄含有7种香菇多糖，含量可达12％以上，并含有天然可食性纤维约55％，因而是一种极为宝贵的天然医药和食品工业原料资源。目前，香菇多糖从伞菌真菌香菇子实体内提取，其结构为β(1-3)糖苷键的葡聚糖，是公认的抗肿瘤最好的药物之一，国内目前市售日本进口香菇多糖每支(1毫克)430元，即每公斤售价为4亿3千万人民币。香菇柄与香菇子实体一样均为菌丝体组成，经分析，香菇柄中含有的7种不同类型的多糖中有5种是具有β(1-3)糖苷键结构的葡聚糖(分子量与组成有差异)。现有的香菇柄提取香菇多糖的方法为：将香菇柄粉碎、水浸后，将浸取液过滤、浓缩并用酒精醇析即可得香菇多糖。其方法只提取了浸取液中的香菇多糖，而未能将残渣中所含的香菇多糖一并提出。膳食纤维对人体有极其重要的生理功能，膳食中纤维数量的不足和缺乏与肠癌、动脉硬化、冠心病、糖尿病、高血脂、肥胖症、痔疮和胆结石等疾病的发病率与发病程度有很大关系。香菇柄中含有天然膳食纤维约55％，是麸皮的2-3倍，而且主要是由菌体细胞壁成分组成，至今未得到人们的广泛利用。经检测，提取香菇多糖的上清液中氨基酸含量极高，其中人类必需的不能合成的8种氨基酸含量也极高，还含有大量的多糖及可溶性纤维，并含有多种维生素，对人体健康十分有利。

本发明的目的是提供一种香菇柄的综合加工方法，充分提取香菇中的香菇多糖，并将香菇多糖生产中产生的上清液和残渣进一步加工，以提高香菇这一传统农副产品的深加工能力，克服现有技术产品单一、原料利用率低的不足。

本发明的实现过程：

附图1为本发明工艺流程图。

香菇柄，分别来自陕西省西乡县、宁陕县、略阳县、安康市、湖北随州市等地袋装栽培香菇柄。

如附图1所示，首先将香菇柄粉碎，然后用水浸提得浸提液和残渣，其特征是：

①向浸提液中加入复合酶保温，然后进行超滤得浓缩液和上清液

A．浓缩液经脱蛋白、乙醇沉淀即得水溶性香菇多糖；

B．将上清液进行配比可得特色饮料；

②向残渣中加入含有NaOH的溶液进行提取，得提取液和残留物

A．调节提取液PH值为酸性，得沉淀和溶液，沉淀经洗涤、干燥可得碱溶性粗多糖LN-1，溶液经超滤浓缩、醇析，洗涤、干燥可得碱溶性粗多糖LN-2；

B．将残渣改性、脱色、干燥后可得膳食纤维。

通过正交实验可得，对浸提率的影响程度依次为浸提次数，浸提温度，浸提时间，固液比。用水浸提香菇柄工艺参数为：10-30倍水量，70-90℃热水浸提1-3次，每次1-3小时。理论上最佳工艺条件为：30倍水量的90℃热水浸提3次，每次2小时，在此工艺条件下多糖浸出率为2.497％，鉴于该工艺溶液量太大，影响后续分离，实际确定最佳工艺条件为：10倍水量的90℃热水浸提3次，每次2小时，此工艺条件下多糖浸出率为2.481％。

向香菇柄的浸提液中加入的复合酶为中性蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶和木瓜蛋白酶的混合物，目的是分解浸提液中的蛋白质，复合酶的比例为，中性蛋白酶∶纤维素酶∶半纤维素酶∶木瓜蛋白酶=3∶2∶2∶3；当加入原料量5‰的复合酶后，继续增加加酶量，降解效果变化不明显，确定酶用量为5‰；加入5‰的复合酶在不同温度下对浸提液保温，测定溶液中含氮量可得，复合蛋白酶最适作用温度为60℃；分别取系列浸提液加入原料重量5‰的复合蛋白酶于60℃下保温，不同时间取样截留浓缩至1/4体积，测定单位体积浓缩液中的含氮量，可得酶作用7小时后浓缩液中含氮量趋于稳定，不再下降，确定酶作用保温时间为7小时。

本方法要求选择截留分子量为5万以上的超滤分离系统，美国Millipor公司超滤系统和韩国东洲工程公司Scepter超滤分离系统适合于本工艺的要求。

将超滤后的浓缩液按Sevag法相应比例加入氯仿-正丁醇溶液剧烈震荡后离心，去除界面处絮状蛋白质，如此反复多次后无变性蛋白质析出时，收集上层水溶液加入3倍体积95％乙醇静置后离心分离醇析物，相继以95％乙醇、无水乙醇、丙酮洗涤后，以P₂O₅真空干燥得水溶性香菇多糖。

向上清液中加入甜味剂等可得特色饮料。

向残渣中加入10倍体积含10mM NaBH₄的1M NaOH溶液浸提3次，每次2小时，此工艺条件下浸提率为5.645％。分离残渣与提取液，用冰醋酸调节提取液的PH值至4.5后静置，离心收集沉淀，乙醇、丙酮洗涤后，NaOH真空干燥得灰褐色碱溶性粗多糖LN-1，含糖量为63.3％，经紫外、红外、核磁共振及分子量测定，LN-1为分子量85万的葡聚糖。离心出的清液经超滤浓缩至1/4体积，加入3倍量95％乙醇醇析，沉降物离心经乙醇洗涤、丙酮洗涤、NaOH真空干燥得灰色碱溶性粗多糖LN-2，经测定为分子量7.1万，是以葡萄糖为主要成分的杂多糖，含糖量为71.5％.为进一步纯化粗多糖，可将两种粗多糖分别溶于1M NaOH溶液，按Sevag法加入相应体积的氯仿-正丁醇试剂剧烈震荡，离心去除界面变性的蛋白质，反复操作多次得到无蛋白质沉淀析出的溶液，调PH至4.5或乙醇醇析，然后乙醇洗、丙酮洗涤、NaOH真空干燥得到两种灰白色多糖。

采用法国Greust-Loive公司产Clextral Amex BC-21型双螺杆挤压机对残渣进行改性，分别以进料温度、螺杆转速、加水量、进料速度采用L₉(3⁴)正交实验，作四因素、三水平的正交实验，确定香菇纤维改性的工艺参数为温度80-100℃，螺杆速率150-250r/min，加水量40-80％，香菇柄纤维经挤压改性后可溶性成分分别提高了20-25％，其组成成分半纤维素量显著下降，表明挤压改性工艺中主要是半纤维素分子被转化成可溶性膳食纤维。

脱色过程工艺参数为：脱色剂1-1.5％，温度40-45℃，PH为8，脱色时间2-4小时，固液比8∶1-10∶1。由于脱色剂的作用，部分膳食纤维的联接键能被打开，使不溶性大分子转变成可溶性小分子，导致膳食纤维的可溶性成分增加，脱色剂采用通用的普通脱色剂即可，如醋酸钠加冰醋酸。通过检测，本工艺条件下香菇膳食纤维可溶性成分增加幅度在18-20％左右，被转化的成分主要是半纤维素。

膳食纤维干燥可采用常压干燥、真空干燥、冷冻干燥、喷粉干燥。若采用常压干燥，恒温干燥箱设定温度为55℃，干燥24小时以上，采用英国Lovibond色差仪(modelE)检测，色泽淡黄，色差仪测色度7.5左右，产品含水量可低于10％；若采用真空干燥，应采用温度55℃，工作压力10mmHg柱，干燥24小时以上，色泽淡黄，色差仪测色度7.5左右，产品含水量可低于8％；若采用冷冻干燥，应采用冷冻温度为-30℃，加热板温度为45℃，压力为3.99×10-3Pa，冷冻时间为24小时以上，色泽白色，色差仪测色度3.5左右，产品含水量可低于10％；若采用喷粉干燥，应采用进风温度235℃，出风温度为110℃，进料速度5Kg/h，色泽灰白，色差仪测色度5左右，产品含水量可低于8％。

本发明的优点和积极效果：本发明利用废弃的香菇柄为原料，原料价廉易购；现有的提取生产工艺均为单一多糖产品，本方法产品多样，可得到多种产品，便于香菇柄的深加工，提高其附加值；本方法工艺先进，生产过程中产生的废弃物均被转化为另一类产品，使香菇柄得以综合利用。

本发明的实施例：

将香菇柄粉碎，过100目筛，称取1Kg，加入10Kg90℃热水浸提3次，每次2小时，过滤得残渣和浸提液备用。向浸提液中加入5g复合酶于60℃保温7小时，然后用内压式中空纤维超滤器截留分子量5万，得浓缩液、上清液，向浓缩液中加入氯仿-正丁醇溶液剧烈震荡后离心，去处界面处絮状蛋白质，反复3次后无变性蛋白质析出，收集上层水溶液，加入浓缩液3倍体积的95％乙醇静置后离心分离，相继以95％乙醇、无水乙醇、丙酮洗涤后，以P₂O₅真空干燥得水溶性香菇多糖约30g。

向上清液中加入蔗糖可制得香菇饮料。

向残渣中加入8Kg含10mM NaBH₄的1M NaOH溶液浸提3次，每次2小时，分离残渣与提取液，用冰醋酸调节提取液的PH值至4.5后静置，离心收集沉淀，用乙醇、丙酮洗涤沉淀后，用NaOH真空干燥得灰褐色碱溶性粗多糖LN-1 30g；分离出的清液经超滤浓缩至1/4体积，加入95％乙醇醇析，沉降物离心经乙醇洗涤、丙酮洗涤、NaOH真空干燥得灰色碱溶性粗多糖LN-2 40g。为进一步纯化粗多糖，可将上述两种粗多糖分别溶于1M NaOH溶液，按Sevag法加入氯仿-正丁醇试剂剧烈震荡，离心去除界面变性的蛋白质，反复操作9次得到无蛋白质沉淀析出的溶液，调PH至4.5，然后用乙醇洗、丙酮洗涤、NaOH真空干燥得到两种灰白色多糖，各为24g和32g。

采用法国Greust-Loive公司产Clextral Amex BC-21型双螺杆挤压机对残渣进行改性，温度90℃，螺杆速率250r/min，加水量40％，进料速率10Kg/h；改性完成后加入脱色剂醋酸钠加冰醋酸8g，在40℃，PH为8，脱色4小时，固液比8∶1；脱色结束后进行干燥，采用冷冻干燥，选择温度为-30℃，加热板温度为45℃，压力为3.99×10^-3Pa，冷冻24小时，得到白色膳食纤维600g，经采用英国Lovibond色差仪检测，测色度为3.5，产品含水量为9％。

Claims (24)

1、一种香菇柄综合加工的方法，首先将香菇柄粉碎，然后用水浸提得浸提液和残渣，其特征是：

①向浸提液中加入复合酶保温，然后进行超滤得浓缩液和上清液

A．浓缩液经脱蛋白、乙醇沉淀即得水溶性香菇多糖；

B．将上清液进行配比可得特色饮料；

②向残渣中加入含有NaOH的溶液进行提取，得提取液和残留物

A．调节提取液PH值为酸性，得沉淀和溶液，沉淀经洗涤、干燥可得碱溶性粗多糖LN-1，溶液经超滤浓缩、醇析、洗涤、干燥可得碱溶性粗多糖LN-2；

B．将残渣改性、脱色、干燥后可得膳食纤维。

2、根据权利要求1所述的香菇柄的综合加工方法，用水浸提香菇柄工艺参数为：使用10-30倍水量，70-90℃热水浸提。

3、根据权利要求1或2所述的香菇柄的综合加工方法，用水浸提香菇柄最佳工艺参数为：使用10倍90℃热水浸提3次，每次2小时。

4、根据权利要求1所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：向香菇柄的浸提液中加入的复合酶为中性蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶和木瓜蛋白酶的混合物。

5、根据权利要求4所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：中性蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶和木瓜蛋白酶的加入比例为：3∶2∶2∶3。

6、根据权利要求1、4或5所述的香菇柄的综合加工方法，加入复合酶工艺为：加入原料量5‰的复合酶于60℃保温7小时。

7、根据权利要求1、2或4所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：超滤截留分子量为5万以上。

8、根据权利要求1、2或4所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：浓缩液加入氯仿-正丁醇剧烈震荡后离心，收集上层水溶液加入乙醇静置，分离醇析物并洗涤、干燥得水溶性香菇多糖。

9、根据权利要求7所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：向上清液中加入甜味剂等可得特色饮料。

10、根据权利要求1所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：向残渣中加入10倍体积含10mM NaBH₄的1M NaOH溶液浸提。

11、根据权利要求1所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：用冰醋酸调节提取液的PH值至4.5。

12、根据权利要求1或11所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：调节PH值后形成的沉淀经乙醇和丙酮洗涤后干燥可得粗多糖LN-1。

13、根据权利要求1或11所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：调节PH值后分离出沉淀的溶液先经超滤浓缩，然后将浓缩液加入乙醇醇析，沉降物离心后经乙醇和丙酮洗涤、干燥可得粗多糖LN-2。

14、根据权利要求1所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：残渣改性采用挤压改性方法。

15、根据权利要求14所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是挤压改性方法工艺参数为：温度80-100℃，螺杆速率150-250r/min，加水量40-80％。

16、根据权利要求1或14所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：脱色工艺参数为：脱色剂1-1.5％，温度40-45℃，PH为8，固液比8∶1-10∶1。

17、根据权利要求16所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：膳食纤维干燥采用常压干燥。

18、根据权利要求17所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：温度为55℃下干燥24小时以上。

19、根据权利要求16所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：膳食纤维干燥采用真空干燥。

20、根据权利要求19所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：干燥过程采用温度55℃，工作压力10mmHg柱，干燥24小时以上。

21、根据权利要求16所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：膳食纤维干燥采用冷冻干燥。

22、根据权利要求21所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：冷冻干燥过程冷冻温度为-30℃，加热板温度为45℃，压力为3.99×10^-3Pa，冷冻时间为24小时以上。

23、根据权利要求16所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：膳食纤维干燥采用喷粉干燥。

24、根据权利要求23所述的香菇柄的综合加工方法，其特征是：喷粉干燥过程进风温度235℃，出风温度为110℃。

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