一种灵芝发酵红薯渣的可溶性膳食纤维及其制备方法和应用

本发明属于微生物发酵，具体涉及一种灵芝发酵红薯渣的可溶性膳食纤维及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在生产红薯淀粉和红薯粉等红薯制品的过程中，会产生大量红薯渣和红薯废水等副产物。红薯渣富含膳食纤维等营养物质，对调节血糖和抵抗肥胖等方面具有潜在应用价值。但红薯渣因口感粗糙、风味不佳和不易保存等问题而利用率极低，大部分都被当做垃圾处理，造成了严重的资源浪费和环境污染。

2、膳食纤维通常分为可溶性和不可溶性膳食纤维。大量实验结果表明，膳食纤维尤其是可溶性膳食纤维可以正向调节肠道菌群，还能降低心血管疾病和肥胖的风险。但是生活水平的提高让人们的饮食结构发生很大改变，即精细化食品和动物性食品的食用占比增大，膳食纤维的摄入量降低，因此导致了很多慢性疾病多发或早发。

3、灵芝(ganoderma lucidum)的孢子、子实体和菌丝体都含有多种生物活性物质，包括多糖、三萜和类黄酮等，它们具有极强的免疫调节、抗菌、抗氧化等功能。此外，灵芝还富含强大的酶系和丰富的功能性物质，因此利用灵芝发酵具有节约时间、增效、产生新物质及节约资源等优点。

4、利用灵芝发酵技术对红薯渣的可溶性膳食纤维进行改性，并对其降血糖及抗氧化能力进行研究，为开发新型红薯渣可溶性膳食纤维产品提供了理论依据。同时又解决了红薯渣浪费和污染的问题，对绿色生态农业的综合产业发展起到积极引导作用，符合当前政策下食品工业副产物高效利用的循环经济模式，为保护生态环境与充分利用废弃资源提供理论依据。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种灵芝发酵红薯渣的可溶性膳食纤维及其制备方法和应用，采用灵芝发酵技术对红薯渣可溶性膳食纤维进行改性，使可溶性膳食纤维的降血糖和抗氧化能力增强。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、本发明提供了一种灵芝发酵红薯渣的可溶性膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将活化后的灵芝菌种接种在红薯渣中，发酵完成后冻干并研磨；

5、(2)向步骤(1)得到的红薯渣粉末中加入缓冲液和热稳定性α-淀粉酶，加热酶解；

6、(3)将步骤(2)得到的酶解液冷却后再加入蛋白酶酶解；

7、(4)向步骤(3)得到的酶解液中加入乙酸溶液，然后调节ph为3～5，再加入糖苷酶酶解；

8、(5)向步骤(4)得到的酶解液中加入乙醇溶液，静置，收集沉淀并冻干，得到所述灵芝发酵红薯渣的可溶性膳食纤维。

9、作为本发明的优选方案，灵芝菌种活化的方法为：将灵芝菌种转移到pda试管斜面培养基中，在26～28℃条件下培养6～8天，得到活化的菌种。

10、作为本发明的优选方案，步骤(1)中，接种前，调节红薯渣水分含量为60～70wt％，ph值为9～10，加入红薯渣重量8～12％的小麦麸皮并灭菌，得到红薯渣培养基。

11、作为本发明的优选方案，所述发酵温度为26～28℃，时间为14～16天。

12、作为本发明的优选方案，步骤(2)中，所述缓冲液为浓度为0.05mol/l的mes-tris缓冲液，所述红薯渣粉末与mes-tris缓冲液的用量比为1g:(35～45ml)；所述热稳定性α-淀粉酶最适作用温度为90～110℃；所述红薯渣粉末与热稳定性α-淀粉酶的用量比为1g:(20～30μl)，酶解温度为93～98℃，时间为32～38min。

13、作为本发明的优选方案，步骤(3)中，冷却至55～65℃后再加入蛋白酶，红薯渣粉末与蛋白酶的用量比为1g:(3.5～4.5μl)，酶解温度为55～65℃，时间为25～35min。

14、作为本发明的优选方案，步骤(4)中，所述乙酸溶液的浓度为3mol/l2.5～3.5mol/l，红薯渣粉末与乙酸溶液的用量比为1g:(4.5～5.5ml)；再加入糖苷酶，红薯渣粉末与糖苷酶的用量比为1g:(2.5～3.5μl)，酶解温度为55～65℃，时间为25～35min。

15、作为本发明的优选方案，步骤(5)中，所述乙醇溶液的浓度为90～95wt％，温度为65～75℃，所述酶解液与乙醇溶液的体积比为1:(3～5)，所述静置时间为3～5h。

16、本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制备得到的灵芝发酵红薯渣的可溶性膳食纤维。

17、本发明同时提供了一种根据上述所述的灵芝发酵红薯渣的可溶性膳食纤维在制备抗氧化、降血糖的食品或药品中的应用。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明提供了灵芝对红薯渣的改性方法。红薯渣中富含淀粉、蛋白质、膳食纤维和维生素等营养物质，以此作为培养基能够给灵芝等食用菌提供很好的生长环境，既解决了红薯渣高值化利用的问题，又为食用菌培养产业提供了一条思路。

20、本发明提供了制备改性后红薯渣可溶性膳食纤维的方法。经过灵芝改性后红薯渣的营养物质、活性物质都增加，结构也有所改善。由此提取出来的可溶性膳食纤维的体外降血糖和抗氧化能力也增强，可以用于制备抗氧化、降血糖的食品或药品，对糖尿病等慢性病的预防有着积极作用。这为新型降血糖和抗氧化食品或药品等产业提供了理论基础。

21、本发明提供的制备方法成本较低，操作简单，适合工业化批量生产。

技术特征：

1.一种灵芝发酵红薯渣的可溶性膳食纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，灵芝菌种活化的方法为：将灵芝菌种转移到pda试管斜面培养基中，在26～28℃条件下培养6～8天，得到活化的菌种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，接种前调节红薯渣水分含量为60～70wt％，ph值为9～10，加入红薯渣重量8～12％的小麦麸皮并灭菌，得到红薯渣培养基。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述发酵温度为26～28℃，时间为14～16天。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述缓冲液为浓度为0.05mol/l的mes-tris缓冲液，所述红薯渣粉末与mes-tris缓冲液的用量比为1g:(35～45ml)；所述红薯渣粉末与热稳定性α-淀粉酶的用量比为1g:(20～30μl)，酶解温度为93～98℃，时间为32～38min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，冷却至55～65℃后再加入蛋白酶，红薯渣粉末与蛋白酶的用量比为1g:(3.5～4.5μl)，酶解温度为55～65℃，时间为25～35min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述乙酸溶液的浓度为2.5～3.5mol/l，红薯渣粉末与乙酸溶液的用量比为1g:(4.5～5.5ml)；再加入糖苷酶，红薯渣粉末与糖苷酶的用量比为1g:(2.5～3.5μl)，酶解温度为55～65℃，时间为25～35min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述乙醇溶液的浓度为90～95wt％，温度为65～75℃，所述酶解液与乙醇溶液的体积比为1:(3～5)，所述静置时间为3～5h。

9.一种根据权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到的灵芝发酵红薯渣的可溶性膳食纤维。

10.一种根据权利要求9所述的灵芝发酵红薯渣的可溶性膳食纤维在制备抗氧化、降血糖的食品或药品中的应用。

技术总结
本发明公开了一种灵芝发酵红薯渣的可溶性膳食纤维及其制备方法和应用，属于微生物发酵技术领域。所述制备方法包括以下步骤：将活化后的灵芝菌种接种在红薯渣中，发酵完成后冻干并研磨；向得到的红薯渣粉末中加入缓冲液和热稳定性α‑淀粉酶，加热酶解；酶解液冷却后再加入蛋白酶酶解；之后加入乙酸溶液，调节pH为3～5，再加入糖苷酶酶解；向得到的酶解液中加入乙醇溶液，静置，收集沉淀并冻干，得到灵芝发酵改性的红薯渣可溶性膳食纤维。利用本发明的方法改性的红薯渣可溶性膳食纤维的体外降血糖能力和抗氧化能力显著增强，可以用于制备抗氧化、降血糖的食品或药品，对糖尿病等慢性病的预防有着积极作用。

技术研发人员：曾雪峰,岑勤,张芮,陈鸿艳
受保护的技术使用者：贵州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/30