技术领域：
本发明涉及膳食纤维的制备方法，尤其涉及一种浒苔膳食纤维的制备方法，属于营养物质提取
技术领域：
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背景技术：
：近年来我国近海海域大规模连续爆发浒苔绿潮，产量巨大，且随海上处理平台的投入使用，打捞浒苔的品质大大改善。因此，浒苔高值化利用成为当务之急。从历年来浒苔成分分析发现，浒苔含有丰富的多糖、纤维素、半纤维素、维生素和矿物质，是生产膳食纤维的优质原料。膳食纤维（DietaryFiber，DF）被现代医学和营养学确认为与传统的六大营养素并列的“第七营养素”，是指能抗人体小肠消化吸收，而在人体大肠能部分或全部发酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相类似物质的总和，包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物物质。膳食纤维按溶解性进行分类，可分为水溶性膳食纤维（SDF）和不溶性膳食纤维（IDF）两大类。其理化特性为：具有很高的持水性；对有机化合物的鳌合作用；对阳离子有结合和交换的能力；具有可调解代谢功能与降低血糖作用；易发酵性。膳食纤维的生理功能是由它的理化特性所决定的，几十年来对陆生植物膳食纤维的生理功能研究表明，膳食纤维的主要生理功能有以下几方面：（1）预防便秘和结肠癌；（2）降低血脂、预防由冠状动脉硬化引起的心脏病；（3）调节糖尿病患者的血糖水平；（4）预防胆结石形成的作用；（5）增加胃部饱满感，减少食物摄入量，预防肥胖症。膳食纤维的提取制备方法，大致分为五种：粗分离法；化学分离法；膜分离法；化学试剂和酶结合提取法；发酵法。针对浒苔自身的特点，基于众多的制备方法提供一种适合于浒苔制备膳食纤维的方法是本发明所需要解决的问题。CN103637267A提供一种以浒苔为原料提取高活性海藻类膳食纤维的新工艺，通过“温和碱解+超声波辅助二步酶解法”制备浒苔水溶性膳食纤维（SDF）和浒苔水不溶性膳食纤维（IDF）。提取的浒苔膳食纤维产品色泽均呈米白色，可作为高品质膳食纤维及理想的食品添加剂；产品膨胀力可达18120mL/g，持水力可达1230%，远高于比西方国家常用的标准麸皮膳食纤维的功能性指标。但其营养成分则在工艺制备中被破坏，营养价值大幅下降。技术实现要素：为了克服现有技术中浒苔膳食纤维制备工艺制备得到的产品的营养价值降低的技术不足，本发明提供一种浒苔膳食纤维的制备方法，该制备工艺通过酸解和发酵工艺结合的方式得到水不溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维，通过动物实验发现，采用该工艺制备得到的产品的营养成分未被破坏，且发酵过程中产生了更多有益的活性成分，其营养价值更好，具有很好的应用前景。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种浒苔膳食纤维的制备方法，其具体包括如下步骤：（1）将浒苔自然风干后粉碎成浒苔干粉，使用纯化水清洗浸泡浒苔干粉，除去盐类及杂质；（2）将清洗干净的浒苔挤压脱水后投入降解反应罐，向其中添加弱酸性溶液进行酸解；酸解完成后过滤得到一次滤液和一次滤渣，一次滤液暂存备用。（3）将一次滤渣用纯化水冲洗至中性后投入发酵罐中，向其中加入海大生物复合菌剂进行发酵，发酵结束后高温高压灭菌，冷却至室温后过滤得到二次滤液和二次滤渣；（4）将一次滤液和二次滤液合并后进行醇沉，过滤后的滤渣经烘干、粉碎后即得水溶性膳食纤维；（5）将二次滤渣灭菌后进行漂白、水洗、烘干、超微粉碎，即得水不溶性膳食纤维。上述所述的浒苔膳食纤维的制备方法中，步骤（1）中浒苔干粉清洗浸泡的时间为2-4小时。上述所述的浒苔膳食纤维的制备方法中，所述步骤（2）中挤压脱水后浒苔含水量保持在30%以下。所述的弱酸性溶液为pH2-4的盐酸、硫酸、磷酸溶液的一种或几种。上述所述的浒苔膳食纤维的制备方法中，所述降解反应罐中浒苔与弱酸性溶液的重量体积比为1:5-9。所述步骤（2）中酸解的反应时间为4-10小时，反应温度为45-80℃。上述所述的浒苔膳食纤维的制备方法中，所述步骤（3）中的两次过滤的过滤方法均为板框过滤，滤布规格为400-600目。上述所述的浒苔膳食纤维的制备方法中，所述步骤（3）中发酵中所用海大生物复合菌剂均为公司自主分离筛选培养，包括四种菌株，分别为嗜热脂肪芽杆菌（Geobacillusstearothermophilus）LJ-2、死谷芽孢杆菌(Bacillusvallismortis)SJ、甲基营养型芽孢杆菌(Bacillusmethylotrophicus)LJ、西姆芽孢杆菌(Bacillussiamensis)L13，均保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号分别为CGMCCNO.7572、CGMCCNO.7571、CGMCCNO.7570、CGMCCNo.7285，四种菌株在复合菌剂中的比例为：LJ-2：SJ:LJ:L13=1:2:1:1。所述海大生物复合菌剂添加量为每千克滤渣0.5-1.0克，其发酵条件为:发酵时间为1-3小时，温度为30-37℃，灭菌条件为120℃10分钟。上述所述的浒苔膳食纤维的制备方法中，所述步骤（4）中醇沉过程使用的溶剂为乙醇或乙醇的水溶液，其中溶质乙醇与滤液的体积比为3:1，醇沉时间为2-6小时，烘干温度为60-80℃。上述所述的浒苔膳食纤维的制备方法中，所述步骤（5）中漂白条件为：0.80-1.0%次氯酸钠溶液，在pH值6.0条件下漂白10-15min；烘干温度60-80℃。本发明实施例4证实，本发明所制备得到的水溶性膳食纤维具有很好的抗疲劳活性，其抗疲劳效果显著优于对比实施例。其制备得到的属不溶性膳食纤维具有很好的润肠通便效果，其效果也显著优于对比实施例。这表明本发明所述的浒苔膳食纤维制备工艺（酸解+发酵组合工艺）与常规工艺（碱解+酶解组合工艺）相比，营养成分更少被破坏，且发酵过程产生的大量营养物质对于膳食纤维的营养价值提升更有帮助。本发明技术相比于传统的技术具有如下技术优势：本发明是针对浒苔自身特点所设计的，由于浒苔富含多糖、纤维素、半纤维素等有效成分，采用弱酸结合微生物发酵的双重降解法，减少了有效成分的损失，提高了提取效率，得到的产品纯度高，且制备过程操作步骤简单、可实施性强，成本较低，本方法制备工艺简单，工艺可行性强适合大批量处理浒苔制备膳食纤维。具体实施方式以下通过具体实施例进一步描述本发明，但所述的实施例并不以任何方式限定本发明的专利保护范围。其中所述海大生物复合菌剂均为公司自主分离筛选培养获得，包括四种菌株，分别为嗜热脂肪芽杆菌（Geobacillusstearothermophilus）LJ-2、死谷芽孢杆菌(Bacillusvallismortis)SJ、甲基营养型芽孢杆菌(Bacillusmethylotrophicus)LJ、西姆芽孢杆菌(Bacillussiamensis)L13，均保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号分别为CGMCCNO.7572、CGMCCNO.7571、CGMCCNO.7570、CGMCCNo.7285，四种菌株在复合菌剂中的比例为：LJ-2：SJ:LJ:L13=1:2:1:1。实施例1：将浒苔自然风干后粉碎成浒苔干粉，称取浒苔干粉100kg在清洗池中用纯化水清洗浸泡2小时，除去其附着的盐类及其他杂质。洗净的浒苔进行挤压脱水，脱水后浒苔含水量25%，投入反应罐中，添加弱酸性溶液pH4的盐酸溶液500kg，升温至60℃后保温降解5小时；酸解后的浒苔进行板框过滤，产生的滤液先暂时贮存，产生的滤渣用纯化水冲洗至中性后投入发酵罐中，加入海大生物复合菌剂进行发酵，其中每千克滤渣添加0.5克复合菌剂，在37℃条件下发酵3小时，发酵结束后120℃高压灭菌10分钟，灭菌后的滤渣进行板框过滤。产生的滤液与之前贮存的滤液合并，加入乙醇进行醇沉，乙醇与滤液的比例为3：1，醇沉3小时后进行过滤，所得滤渣于80℃条件下进行烘干，烘干后粉碎即为水溶性膳食纤维。同时，剩余的灭菌发酵滤渣用0.8%次氯酸钠溶液在ph6.0条件下进行浸泡漂白，次氯酸钠溶液的用量为刚好浸没滤渣，漂白10分钟后过滤并用纯化水冲洗干净，于80℃烘干，经过超微粉碎即为水不溶性膳食纤维。实施例2：将浒苔自然风干后粉碎成浒苔干粉，称取浒苔干粉250kg在清洗池中用纯化水清洗浸泡3小时，除去其附着的盐类及其他杂质。洗净的浒苔进行挤压脱水，脱水后浒苔含水量26%，投入反应罐中，添加弱酸性溶液pH3的硫酸溶液800kg，升温至70℃后保温降解4小时；碱解后的浒苔进行板框过滤，产生的滤液先暂时贮存，产生的滤渣用纯化水冲洗至中性后投入发酵罐中，加入海大生物复合菌剂进行发酵，其中每千克滤渣添加0.8克复合菌剂，在37℃条件下发酵3小时，发酵结束后120℃高压灭菌15分钟，灭菌后的发酵滤渣进行板框过滤。产生的滤液与之前贮存的滤液合并，加入乙醇进行醇沉，乙醇与滤液的比例为3:1，醇沉4小时候进行过滤，所得滤渣于80℃条件下进行烘干，烘干后粉碎即为水溶性膳食纤维。同时，剩余的灭菌发酵滤渣用1.0%次氯酸钠溶液在ph6.0条件下进行漂白，次氯酸钠溶液的用量为刚好浸没滤渣，漂白10分钟后过滤并用纯化水冲洗干净，于80℃中烘干，经过超微粉碎即为水不溶性膳食纤维。实施例3：将浒苔自然风干后粉碎成浒苔干粉，称取浒苔干粉100kg在清洗池中用纯化水清洗浸泡2小时，除去其附着的盐类及其他杂质。洗净的浒苔进行挤压脱水，脱水后浒苔含水量25%，投入反应罐中，添加弱酸性溶液pH4的盐酸溶液700kg，升温至60℃后保温降解5小时；酸解后的浒苔进行板框过滤，产生的滤液先暂时贮存，产生的滤渣用纯化水冲洗至中性后投入发酵罐中，加入海大生物复合菌剂进行发酵，其中每千克滤渣添加1.2克复合菌剂，在37℃条件下发酵4小时，发酵结束后120℃高压灭菌10分钟，灭菌后的滤渣进行板框过滤。产生的滤液与之前贮存的滤液合并，加入乙醇进行醇沉，乙醇与滤液的比例为3：1，醇沉3小时后进行过滤，所得滤渣于80℃条件下进行烘干，烘干后粉碎即为水溶性膳食纤维。同时，剩余的灭菌发酵滤渣用0.8%次氯酸钠溶液在ph6.0条件下进行浸泡漂白，次氯酸钠溶液的用量为刚好浸没滤渣，漂白10分钟后过滤并用纯化水冲洗干净，于80℃烘干，经过超微粉碎即为水不溶性膳食纤维。对比实施例按照CN103637267A实施例1所述的工艺制备得到浒苔膳食纤维，具体制备步骤如下：（1）预处理：将新鲜浒苔用清水清洗，除去原料中的泥沙和其它杂物；（2）干燥粉碎：60℃条件下烘干粉碎，过80目筛；（3）碱处理：在70℃条件下用60g/L氢氧化钠溶液碱解10min，碱液量以浸过浒苔为宜；（4）蛋白酶处理：加入2%蛋白酶，在pH5.0、25℃条件下，在超声波辅助作用下酶解30min，酶解结束后煮沸灭酶；（5）α-淀粉酶处理：再次加入0.3%α-淀粉酶，在pH6.0、30℃条件下，在超声波辅助作用下酶解20min，酶解结束后煮沸灭酶；（6）过滤：将碱解、酶解处理后的浒苔液过滤，得过滤滤液和过滤滤渣；（7）滤液处理：将滤液冷却到室温后，边搅动边加入一定量的无水乙醇（液体体积的3倍），搅拌后静置使胶体充分沉淀；过滤取滤渣，60℃条件下烘干，粉碎，过80目筛，即制得可溶性膳食纤维（SDF）；（8）滤渣处理：将滤渣用15倍滤渣重量0.8%的次氯酸钠溶液在pH6.0条件下漂白10min，水洗至中性，60℃条件下烘干，粉碎，过80目筛，即制得水不溶性膳食纤维（IDF）实施例4本发明水溶性膳食纤维对大鼠抗疲劳作用的实验研究1.动物分组及给药健康SD大鼠，清洁级，50只，雄性，体重(190±10)g，将大鼠按体重随机分为5组，每组10只，分别为模型对照组、3个给药组以及阳性对照组。连续灌胃给予受试物30d，于末次灌胃30min后，对各给药组和模型对照组大鼠进行力竭游泳实验，并记录力竭游泳时间。各组分别给予下述受试物：模型对照组：等体积的生理盐水阳性对照组：灌胃给予500mg/kg对比实施例水溶性膳食纤维实施例1组：灌胃给予500mg/kg实施例1水溶性膳食纤维实施例2组：灌胃给予500mg/kg实施例1水溶性膳食纤维实施例3组：灌胃给予500mg/kg实施例1水溶性膳食纤维2.实验方法及数据处理2.1力竭游泳实验在末次给予受试物30min后，将大鼠放于水深为60cm，水温为(25±1)℃的游泳池内游泳。强迫其游泳，直到力竭为止(力竭判断标准：大鼠沉入水中超过10s)，记录各组游泳时间。2.2数据统计与分析数据以s表示，采用SPSS15.0软件进行方差分析。3.结果与讨论由表1结果可知:(1)各给药组处理大鼠后，均能延长大鼠力竭游泳时间，与模型对照组相比具有统计学差异。(2)本发明所制备得到的水溶性膳食纤维能够显著延长大鼠力竭游泳时间，与阳性对照组相比，具有极显著性(P<0.01)差异，其抗疲劳的效果显著优于阳性对照受试物。表1本发明水溶性膳食纤维对大鼠力竭游泳的影响组别n游泳时间(min)增长率(%)模型对照组10171.11±33.16-阳性对照10195.08±35.71▲14.0实施例1组10201.05±49.57▲▲17.5实施例2组10225.32±51.29▲▲￥￥31.6实施例3组10246.13±53.64▲▲￥￥43.9与模型对照组相比，▲P<0.05，▲▲P<0.01；与阳性对照组相比，￥P<0.05，￥￥P<0.01；实施例5本发明水不溶性膳食纤维的润肠通便作用研究5.1动物分组与给药选雄性小鼠72只，随机分成空白组、模型组、阳性对照组和三个剂量的给药组，每组12只。三个给药组分别经口给予200mg/kg实施例1-3制备得到的水不溶性膳食纤维，空白组和模型组给予20ml/kgbw的蒸馏水，阳性对照组给予200mg/kg对比实施例1的水不溶性膳食纤维，灌胃量为20ml/kgbw，每天一次，连续8d，期间自由饮食，每天记录各组小鼠体重变化情况。5．2小鼠排便实验末次给药后，各组小鼠禁食16h(饮水不限)，模型组、阳性对照组和三个剂量的给药组小鼠经口给予剂量为10mg/kgbw的复方地芬诺酯，空白组小鼠给予同体积的蒸馏水。给复方地芬诺酯30min后，阳性对照组和三个剂量的给药组小鼠给予含相应受试物的墨汁，空白组和模型组小鼠给予墨汁，同时开始计时。每只小鼠单独饲养，自由饮水、摄食，观察记录每只小鼠首次排黑便所需时间、5h内排便粒数和重量，观察结束后粪便在100℃下干燥至恒重，计算粪便含水量。表2本发明水不溶性膳食纤维润肠通便作用的研究组别n首次排黑时间(min)5h内排便粒数粪便含水量(%)空白组1268.7±12.116.1±4.254.8±2.8模型组12125±17.47.5±2.438.5±2.0模型对照组1278.5±9.8▲▲￥15.9±6.1▲▲￥￥50.6±2.9▲▲￥￥阳性对照1285.9±10.3▲▲￥13.8±4.9▲▲￥48.6±3.1▲▲￥实施例1组1299.8±8.3▲10.7±3.6▲44.2±2.7▲￥阳性对照组12104.7±10.8▲10.5±2.8▲40.6±2.3与模型组相比，▲P<0.05，▲▲P<0.01；与阳性对照组相比，￥P<0.05，￥￥P<0.01；由表2可以看出，模型组与空白组在首次排便时间、5h内排便粒数，粪便含水量方面与空白组具有显著性差异，造模成功。本发明水不溶性膳食纤维在首次排便时间、5h内排便粒数，粪便含水量等指标改善方面均与模型组具有显著性的差异，且优于阳性对照组，其中本发明各给药组在上述指标改善方面与阳性对照组具有显著性的差异。需要指出的是，上述实施例虽对本发明作了比较详细的文字描述，但这些文字描述只是对本发明设计思路的简单描述，而不是对本发明思路的限制。任何不超过本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。当前第1页1 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