CN1438319A - 低聚糖的生产方法和含有由此方法生产的低聚糖的饮料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及由小麦麸皮生产低聚糖的方法和含有由此方法生产的低聚糖的饮料。该方法包括：将小麦麸皮干燥后粉碎；加入去离子水浸泡；进行均质处理；加入包括有植酸酶、纤维素酶、蛋白酶和低聚糖酶的复合酶制剂进行酶解，并调整pH值；进行杀酶处理；离心和过滤后得到含低聚糖的清液；对上述清液进行真空浓缩，以得到含可溶性低聚糖固形物的浓缩混合物。复合酶制剂中植酸酶用量为10－30U/g麸皮，纤维素酶用量为10－20U/g麸皮，蛋白酶用量为30－40U/g麸皮，低聚糖酶用量为20－30U/g麸皮。复合酶制剂还可包括淀粉酶，其用量为10－20U/g麸皮。还可利用乙醇、氢氧化钠和三氯乙酸，祛除可溶性蛋白质和肽而使低聚糖纯化。此方法所用时间短，效率高，成本低，适于工业化应用。

Description

低聚糖的生产方法和含有由此方法生产的低聚糖的饮料

技术领域

本发明涉及低聚糖的生产方法和含有由此方法生产的低聚糖的饮料，特别是涉及由小麦麸皮生产低聚糖的方法和含有由此方法生产的低聚糖的饮料。

背景技术

目前我国每年小麦加工副产品麸皮量高达2000多万吨，麸皮的利用主要是直接用作畜禽饲料、发酵培养基等。因此，价格低廉。寻找麸皮的有效利用途径，提高麸皮利用价值具有十分重要的经济效益和社会效益。麸皮的主要成分为碳水化合物，约占60％左右，从麸皮碳水化合物中开发功能性低聚糖是麸皮增值和综合利用的有效途径之一。

小麦麸皮低聚糖的特有营养可以广泛用于医药工业和食品工业。由于现代社会人们生活节奏的加快，饮食结构的变化，人们的健康出现了新的问题。临床调查发现在我国近年来居民的致死疾病谱由50-60年代的传染性疾病，转变为当今以肥胖、高血脂、糖尿病、癌症等为主新的致死性疾病谱。这些变化与居民膳食结构的变化有重要的影响，其中重要的方面就是膳食纤维摄入的严重下降。补充小麦麸皮低聚糖对提高可食性膳食纤维摄入量，以饮料的形式可以避免粉剂难以溶解，难以吸收的问题，根据人体需要量合理进行调配，既得到营养的满足又得到口味上的享受。

小麦麸皮低聚糖具有如下生物功能：

1 低聚糖主链由4个己糖聚合而成，在水溶液中，一定条件下可以开成螺旋状结构，因此其持水能力较强。在蛋白饮料中添加该低聚糖可有效提高蛋白饮料稳定性，起到增稠效果。

2 具有良好的双歧杆菌增殖效果，它在动物肠道内不被有害菌等许多微生物利用，而只被双歧杆菌属的一些有益菌利用，可作为双歧杆菌生长因子应用于食品；

3 具有低热值性能，属难消化糖，不被口腔中的产酸类和其它微生物利用，从而牙齿上沉集的分解物减少，显示抗龋齿功能，由于其低热值性能和对糖尿病机体胰岛素分泌的刺激作用，可将其用于生产低聚糖产品作为糖尿病、肥胖病、高血脂等病人理想的食品；

4 低聚糖还具有表面活性，可吸附肠道中有毒物质及病原菌，可提高机体抗病能力，激活免疫系统。

目前，利用小麦麸皮制备低聚糖的制备技术主要通过在调浆好的小麦麸皮中加入淀粉酶和蛋白酶进行酶解，进而加入低聚糖酶再经过滤脱色，离子交换后浓缩，干燥后制成成品。

上述技术工艺实验室研究是可行的，但实际生产的加工时间长，工业化的操作工序烦琐。尽管酶解后能够增加低聚糖的得率，但残存的植酸、淀粉、单糖、双糖、酚酸、蛋白类、类黄酮、木酚素经过过滤和脱色工艺难以有效的将低聚糖和他们分开；离子交换的最大弱点是效率低，时间长，因此麸皮低聚糖的工业化技术至今仍处于实验室研究阶段。由此阻碍了麸皮低聚糖的工业化应用。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种由小麦麸皮生产低聚糖的方法，该方法适于工业化应用，效率高，成本低，所需的时间短。

进而，本发明的另一个目的是提供一种含有由本发明方法生产的低聚糖的饮料。由于本发明方法的上述特点，使得这种具有低聚糖优点的饮料可以简化操作工序、低成本、大批量地工业化生产，从而提供一种适合于肥胖、糖尿病、高血脂患者的低热能饮料。

为实现上述目的，本发明的由小麦麸皮生产低聚糖的方法包括以下步骤：

将小麦麸皮干燥后粉碎；

加入去离子水浸泡；

进行均质处理；

调整PH值，加入包括有植酸酶、纤维素酶、蛋白酶和低聚糖酶的复合酶制剂进行酶解；

进行杀酶处理；

离心和过滤后得到含低聚糖的清液；

对上述清液进行真空浓缩，以得到含可溶性低聚糖固形物的浓缩混合物。

根据本发明的一个方面，所述酶解中使用的复合酶制剂还可包括淀粉酶，其中植酸酶用量为10-30U/g麸皮，纤维素酶用量为10-20U/g麸皮，蛋白酶用量为30-40U/g麸皮，低聚糖酶用量为20-30U/g麸皮，淀粉酶用量为10-20U/g麸皮；

根据本发明的再一个方面，还包括以下步骤：

在所述浓缩混合物中加入乙醇，经离心沉淀出低聚糖沉淀物；

在低聚糖沉淀物中加入纯水并利用氢氧化钠调整提取液的PH值，且加入三氯乙酸，以除去低聚糖中的蛋白质；

离心祛除可溶性蛋白质和肽并分离出溶有低聚糖的清液，由此实现低聚糖的纯化。

根据本发明的又一个方面，还包括将离心祛除可溶性蛋白质和肽并分离出溶有低聚糖的清液进行浓缩的步骤。

本发明的特点是，在均质后的酶解处理是将植酸酶、淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶和低聚糖酶的水解在同一工序中处理，简化了加工工序，提高低聚糖的得率和提取效率；过滤后的上清液，浓缩后利用乙醇沉淀迅速祛除了与低聚糖一起混溶的可溶性单糖、双糖、可溶性肽、氨基酸等杂质；上清液浓缩后加入乙醇沉淀低聚糖，乙醇在减压浓缩过程中经工业化的回收\精馏得以重复使用，大大降低生产成本，解决了工业化从麸皮中提取低聚糖的技术工艺；利用氢氧化钠调整提取液PH6.2后，加入三氯乙酸，即可祛除可溶性蛋白质和肽，没有有害物的残留问题。将提取液浓缩，按人体需要配置成为功能性饮料，避免了干燥后低聚糖难溶问题，饮用方便。

具体实施方式

根据本发明的一个优选实施例，小麦麸皮可溶性低聚糖的生产工艺流程如下：麸皮→粉碎→均质→调浆→复合酶一步酶解→分离过滤→乙醇沉淀→加水复溶→三氯乙酸除蛋白→离心→清夜→浓缩备用，最终得到麸皮低聚糖浓缩液。

在实现上述生产工艺的一个具体的实施方案中，包括以下步骤：

将小麦麸皮干燥、粉碎后经过60目筛粉；

在粉碎后的小麦麸皮中加入2-3倍去离子水；

在50℃条件下加热20-30分钟；

在25-35Mpa压力下均质；

在45-55℃条件下，加入包括有植酸酶、纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶和低聚糖酶的复合酶制剂，其中植酸酶用量为10-30U/g麸皮，纤维素酶用量为10-20U/g麸皮，蛋白酶用量为30-40U/g，淀粉酶用量为10-20U/g麸皮，低聚糖酶用量为20-30U/g麸皮，并利用1％氢氧化钠溶液调整到PH5.2，对麸皮酶解90分钟；

在90℃下加热10-15分钟杀酶；

冷却后经5000转/分钟离心10分钟后，经40目板框过滤的上清液入真空浓缩罐，浓缩至可溶性固形物≥10％；

加入95％乙醇至75-80％，经5000转/分钟离心10分钟沉淀出低聚糖；

在低聚糖沉淀物中加入3-4倍纯水并利用1％氢氧化钠调整提取液PH为6.2，且按与母液的体积比20∶1加入30-40％三氯乙酸，反应10分钟，以除去低聚糖中的蛋白质；

5000转/分钟离心10分钟祛除可溶性蛋白质和肽并分离出溶有低聚糖的上清液；将该上清液浓缩至可溶性固形物≥10％。

根据本发明的含有由本发明方法生产的低聚糖的花生饮料的生产工艺流程如下：花生烘烤→去红衣→磨浆→酶解→过滤→加入低聚糖调配→均质→脱气→罐装→封口→杀菌。其中的主要工艺参数是：将花生在90℃条件下搅拌烘烤20分钟，经打磨机使花生仁摩擦，使红衣脱落，经风吹后将红衣脱除，将花生仁与2倍的纯净水加入磨浆机磨浆，在55℃条件下加入16U/g蛋白酶酶解50分钟，经40目板框过滤机过滤后，将滤液加入3％低聚糖浆、纯净水，加入浓度为2/万的黄原胶和羧甲基纤维素(其中黄原胶占1/2)，最终通过调整加水量使可溶性固形物为5-10％，均衡加入蛋白糖、山梨醇、木糖醇各0.1/万，利用10％的碳酸钠调整PH值为6.8-7.0，然后经过30MPA的压力下均质，在常温75mm汞柱的真空条件下脱汽20分钟，罐装后，在121℃条件下杀菌30分钟，喷淋冷却后，入库待销。该生产工艺中的其他工艺参数和技术手段都是已知的，故省略其说明。。

按上述工艺生产出的饮料产品质量的指标为：低聚糖含量≥1％；总蛋白质含量≥0.8％；总可溶性固形物含量≤10％；蛋白糖、山梨醇、木糖醇适量。卫生其它各项指标达到国标要求。

除另有标明外，本申请中提到的浓度均为重量浓度。

本发明的这种饮料的特点是：该产品首次在花生蛋白乳饮料中利用酶解技术提高了可溶性蛋白质含量，提高了蛋白质的消化率和营养价值，提高了原料的利用率和产品质量，减少了产品的沉淀；工艺中复配具有双歧杆菌增殖效果和提高免疫作用的小麦低聚糖；利用添加蛋白糖、山梨醇、木糖醇替代常规使用的蔗糖，因此产品低热能，是高血脂、高血糖人群以及用于减肥的理想饮品。尤其是将目前没有规模化利用的小麦麸皮工业化提取低聚糖，使低聚糖产品在开发低热能增双歧效果的饮料产品中得以应用，具有创新性和工业化应用价值。

虽然上面针对实现本发明的优选实施例作了明确而具体的说明，但本领域的普通技术人员完全可以在本发明的构思和范围之内，通过改变上面所提出的各种工艺参数而作出实施本发明的其它方案。这些改变均属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种由小麦麸皮生产低聚糖的方法，它包括以下步骤：

将小麦麸皮干燥后粉碎；

加入去离子水浸泡；

进行均质处理；

调整PH值；

加入包括有植酸酶、纤维素酶、蛋白酶和低聚糖酶的复合酶制剂进行酶解；

进行杀酶处理；

离心和过滤后得到含低聚糖的清液；

对上述清液进行真空浓缩，以得到含可溶性低聚糖固形物的浓缩混合物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述酶解中使用的复合酶制剂还包括淀粉酶，其中植酸酶用量为10-30U/g麸皮，纤维素酶用量为10-20U/g麸皮，蛋白酶用量为30-40U/g麸皮，低聚糖酶用量为20-30U/g麸皮，淀粉酶用量为10-20U/g麸皮。

3.根据权利要求3所述的方法，其特征是还包括以下步骤：

在所述浓缩混合物中加入乙醇，经离心沉淀出低聚糖沉淀物；

在低聚糖沉淀物中加入纯水并利用氢氧化钠调整提取液的PH值，且加入三氯乙酸，以除去低聚糖中的蛋白质；

离心祛除可溶性蛋白质和肽并分离出溶有低聚糖的清液，由此实现低聚糖的纯化。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是还包括将离心祛除可溶性蛋白质和肽并分离出溶有低聚糖的清液进行浓缩的步骤。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征是：乙醇的加入量为95％乙醇至75-80％；纯水的加入量为低聚糖沉淀物的3-4倍；氢氧化钠的浓度为1％，PH值调整为6.2；三氯乙酸的浓度为30-40％，加入量为与母液的体积比为20∶1，且反应10分钟；对离心祛除可溶性蛋白质和肽并分离出溶有低聚糖的清液进行浓缩至可溶性固形物≥10％。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征是，所述各步骤的处理参数如下：将小麦麸皮干燥后粉碎的步骤中，粉碎的麸皮经60目筛粉；在浸泡步骤中，去离子水的加入量是小麦麸皮的2-3倍，并在50℃条件下加热20-30分钟；均质处理的压力为25-35MPa；酶解进行的温度为45-55℃，并利用1％氢氧化钠溶液调整到PH5.2，对麸皮酶解的时间为90分钟；进行杀酶处理的温度为90℃，时间为10-15分钟；在离心和过滤步骤中，用40目板框过滤；真空浓缩进行到可溶性固形物≥10％；所述步骤中的离心均为离心速度为5000转/分，时间为10分钟。

7.一种含有由上述任一项权利要求所述的方法生产的低聚糖的饮料。

8.根据权利要求7所述的饮料，其特征是包含花生乳。

9.根据权利要求8所述的饮料，其特征是包含蛋白糖、山梨醇、木糖醇。