专利名称：一种用魔芋精粉制取可溶性膳食纤维的方法
技术领域：
本发明属于以传统食物为原料制取营养保健食品技术领域。
膳食纤维是一种非常重要并为国际一致公认的功能性食品基料。1972年由Trowell最早提出这一措词，1976年由他作出的精确定义为“那些不被人体所消化吸收的多糖类碳水化合物和木质素”。据此，出于分析上的方便，通常就将非淀粉类多糖与木质素部分称为膳食纤维。
国内外大量的研究事实已证实膳食纤维具有十分重要的生理功能，概括起来主要包括①预防便秘，结肠癌以及与之相关的痔疮和下肢静脉曲张；②减低血清胆固醇预防冠状动脉硬化引起的心脏病；③改善末梢神经对胰岛素的感受性，从而达到调节糖尿病人的血糖水平；④减少胆汁酸的再吸收量，预防胆结石；⑤膳食纤维的缺乏还与阑尾炎、间歇性疝、肾结石和膀胱结石、十二指肠溃疡和溃疡性结肠炎的发病率与发病程度有很大的关系；⑥膳食纤维可能还有抗乳腺癌的作用，目前的解释是纤维可能会减少体液中诱导乳腺癌雌性激素的比率。由于膳食不平衡或营养过剩，肥胖症、高血脂、冠心病、糖尿病和结肠癌等已成为危害人民健康的主要疾病。
国外已研究的膳食纤维包括①谷物纤维；②豆类种子与种皮纤维；③水果蔬菜纤维；④微生物多糖；⑤其它天然纤维和⑥合成半合成纤维六大类共30余种，其中有实际生产和应用的不超过10种。
在中国，目前已研究的纤维品种主要集中在小麦麸皮纤维、大豆纤维和甜菜纤维三种，这三种纤维源共同的特点是纤维含量相对偏低(约占干物质重的30-50％)，含较多杂质，因而分离纯化过程较为复杂，生产成本偏高。另一方面，以上三种纤维都是以不溶性纤维为主(占纤维总量的70-80％)，可溶性纤维含量低(占纤维总量的20-30％)。很多研究资料表明，可溶性和具有凝胶特性的膳食纤维有较稳定的降血脂效果，而那些不溶性膳食纤维降血脂效果较差。再则不溶性膳食纤维口感差，一定程度上限制了其应用范围。
魔芋作为食品被人类利用已有上千年的历史，关于魔芋食品的多种保健功能，国内国外已有很多报道。目前人们已了解到魔芋的保健作用，主要取决于其多糖的成份。魔芋多糖是以β-1，4糖苷键连接的葡苷聚糖，其葡萄糖与甘露糖的摩尔比为1∶1.6，并带有少量的β-1，3键连接的短支链。人体所分泌的消化酶中不具有分解魔芋多糖的酶，因而魔芋多糖具有典型的膳食纤维所具有的诸多保健作用。
本发明的目的是为了提供一种粘度小、溶解性好，但仍具有凝胶特性的魔芋膳食纤维。
为了达到上述目的，本发明的解决技术方案是，用含β-1，4葡聚糖内切酶的酶制剂来降解葡甘聚糖，由于魔芋葡甘聚糖中葡萄糖与甘露糖的摩尔比为1∶1.6，即以甘露糖为主，而β-1，4葡聚糖内切酶仅作用于葡葡β-1，4糖苷键，而不作用于葡甘连键或甘甘连链。再通过对酶的加量以及作用条件的控制，使得这种酶解过程只能是一种很有限的降解，即掌握酶解程度使得所需的成份为一种粘度小、溶解性能好，但仍保持其凝胶特性的产物。
魔芋块茎经切片，晒干、打粉及旋风分离等一些简单加工，便能得到白色结晶颗粒，即魔芋精粉。优质的魔芋精粉葡甘聚糖含量在85％左右，因而是非常好的膳食纤维来源。然而魔芋精粉的水溶液粘度太大，口感差，应用范围有限。用酶解法降解魔芋精粉，能够得到一种外观为白色粉未，无异味，溶解性好的产品，其3％水溶液几乎无粘度，且无色无味澄清透明，这种水溶液仍保持其形成凝胶的特性。分子量在几千至几万。
具体做法是，魔芋精粉以2-20％的浓度溶于水，同时按精粉量的0.2％-2％加含β-1，4葡聚糖内切酶的酶制剂，40-60℃保温并不断搅动，用粘度计跟踪测定粘度变化，待粘度降至5×10-3帕.秒以下(约需5小时左右)，离心或过滤去沉淀，上清液经减压浓缩(8～9×104帕，30-60℃)3-5倍后，或直接于60℃鼓风烘干(工业上可直接喷干)，或加乙醇至酒精度为80°，抽滤烘干，然后磨粉过筛即得到白色粉未状产品。
用本法制得的魔芋膳食纤维，具有①原料丰富；②制取工艺简单；③产品收率高(80％以上)；④产品水溶性好，无异味；⑤保存形成凝胶的天然特性。这种可溶性膳食纤维可作为功能性饮料食品开发，如作为固体冲饮剂，方便食品添加剂；膳食纤维纯净水或矿泉水；膳食纤维复合果汁饮料；膳食纤维蔬菜汁饮料等。
下面结合实施例进一步说明本发明的内容。
实施例一直接烘干法400毫升自来水加20克魔芋精粉，再加0.2克含β-1，4葡聚糖内切酶的酶制剂，混匀后于50℃搅动保温5小时，测粘度为2.45×10-3帕.秒，离心去沉淀，上清液于8.0×104帕，60℃减压浓缩1小时，浓缩3.5倍，浓缩液置60℃烘箱鼓风烘过夜(12小时左右)，磨粉称重为16.6克，回收率为83.0％，称样品0.3克，溶于10毫升自来水，室温下(13-14℃)迅速溶解，溶液澄清透明，经尝口感，无异味，无粘性。加碳酸钠至pH11，沸水浴煮2分钟形成凝胶。
实施例二乙醇沉淀法20克魔芋精粉加400毫升自来水，再加0.2克含β-1，4葡聚糖内切酶的酶制剂，混匀后于50℃搅动保温5小时，测粘度为1.30×10-3帕.秒，离心去沉淀，上清于8.8×104帕，60℃减压浓缩1小时，浓缩5倍，再向浓缩液中加酒精至80℃，室温沉降2小时，抽滤，收集沉淀，60℃烘5-6小时，磨粉称重为16.2克，计算收率为81.0％。称样品0.3克溶于10毫升自来水，室温下(1314℃)迅速溶解，尝口感，无异味，无粘性。溶液外观澄清透明，加碳酸钠至pH11，沸水浴煮2分钟形成凝胶。
权利要求
1.一种用魔芋精粉制取可溶性膳食纤维的方法，其特征是所用酶为β-1，4葡聚糖内切酶。
2.根据权利要求1所述的一种用魔芋精粉制取可溶性膳食纤维的方法，其特征是制取过程中不用缓冲液，直接用蒸馏水或自来水。
3.根据权利要求1所述的一种用魔芋精粉制取可溶性膳食纤维的方法，其特征是终止反应直接煮沸，使酶失活。
4.根据权利要求1所述的一种用魔芋精粉制取可溶性膳食纤维的方法，其特征是产品收集方法为过滤、浓缩、喷干。
全文摘要
本发明公开了一种用魔芋精粉制取可溶性膳食纤维的方法,用含β－1,4葡聚糖内切酶的酶制剂来降解葡甘聚糖,由于魔芋葡甘聚糖中葡萄糖与甘露糖的摩尔比为1∶1.6,即以甘露糖为主,而β－1,4葡聚糖内切酶仅作用于葡:葡β－1,4糖苷键,而不作用于葡:甘连键或甘:甘连链。再通过对酶的加量以及作用条件的控制,使得这种酶解过程只能是一种很有限的降解,即掌握酶解程度使得所需的成分为一种粘度小、溶解性能好、但仍保持其凝胶特性的产物。
文档编号A23L1/308GK1197612SQ97107469
公开日1998年11月4日 申请日期1997年4月29日 优先权日1997年4月29日
发明者蒙义文, 谭健, 李伟 申请人:中国科学院成都生物研究所