一种改性谷物膳食纤维及其制备方法

1.本发明属于谷物加工技术领域，具体涉及一种改性谷物膳食纤维及其制备方法。


背景技术：

2.谷物是人们营养和能量的重要来源，谷物中含有大量的膳食纤维，根据溶解性，膳食纤维可分为不溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维，其中水溶性膳食纤维由于其水溶性好，易被人体吸收，对人体有很大的促进作用，例如可以改善肠道功能，增加饱腹感，降血脂、降胆固醇，且还能包裹氨、曲霉素等有毒物质，阻止其被肠道吸收并将其带出体外，具有排毒功效。鉴于水溶性膳食纤维的上述功效，其逐渐被单独提取出并加入特定的保健食品中，以便更好地利用其保健功效。
3.目前制备水溶性膳食纤维的方法大致可分为化学法、物理法和生物法，化学法多数是使用酸碱处理，后续处理步骤复杂且产品损失大；物理法如蒸煮，虽然相比化学法使用酸碱处理剂来说，条件温和，但受生产设备限制较大；生物法，条件温和，但不易扩大生产；因此目前还应该继续研究如何简单、高效地制备水溶性膳食纤维，有助于进一步扩展其应用价值。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本发明提供了一种改性谷物膳食纤维及其制备方法。
5.本发明是通过如下技术方案来实现的。
6.本发明的第一个目的是提供一种改性谷物膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：
7.s1、将谷物原料粉碎、过筛后，加入酯性溶剂，进行脱脂处理；
8.s2、将s1脱脂处理后的原料调ph至5～6，在超声条件下，加入纤维素酶进行酶解，获得酶解液；
9.s3、将s2酶解液离心，取上清液；
10.s4、将s3上清液在超声作用下，进行透析处理，取截留液；
11.s5、将s4截留液浓缩、醇沉、干燥，制备改性谷物膳食纤维。
12.优选的，s1中，所述酯性溶剂为乙醇或植物油。
13.优选的，s1中，所述谷物指大米、小麦、小米和大豆中的一种或几种，粉碎后的原料过50～70目筛。
14.优选的，s2中，用柠檬酸调节ph。
15.优选的，s2中，超声条件为功率100～300w，且每隔20～40min超声一次，每次15～30min。
16.优选的，s3中，离心条件为在转速2000～3000r/min下，离心15～30min，之后在转速4000～6000r/min下，离心10～20min。
17.优选的，s4中，所述透析过程，选择截留分子量为1～3kda的透析袋，去离子水透析1～3h。
18.优选的，s4中，超声条件是功率50～150w，超声时间15～30min。
19.优选的，s5中，所述浓缩的条件是在压力为0.04～0.06mpa、温度为40～70℃下，浓缩体积至原体积的1/2～2/3，所述醇沉是采用乙醇作为沉淀剂，所述干燥的条件是温度80～100℃，风速1～3m/s条件下，干燥至含水量低于10％即可。
20.本发明的第二个目的是提供由上述制备方法制得的改性谷物膳食纤维。
21.本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
22.本发明首先采用酯性溶剂对粉碎、过筛后的谷物原料进行浸泡处理，以将谷物中的酯性物质溶出，并去除，之后加入纤维素酶对去除酯后的原料进行酶解，在酶解过程中伴随超声处理，不仅可以加速酶解过程，更重要的是超声处理可以破坏纤维素的结晶区、半纤维素和木质素之间的作用，使得纤维素酶能更加充分的与酶解底物接触，进一步加速酶解过程，同时也提高了酶解产物的含量和质量；之后将酶解液进行离心，获得上清液，上清液进行透析处理，透析过程中伴随着超声处理，可加快透析速率，同时，也可将酶解液中的杂质从酶解产物分子中充分震荡出来，随之通过透析除去，而传统方法离心处理后直接进行浓缩干燥，且在浓缩后还需要使用大量醇进行沉淀，醇沉过程中杂质也会被产物带出，而本发明在离心处理后，接着进行透析处理，且透析过程中伴随着超声处理，可保证杂质提前去除，该过程提高了产物的纯度和收率。本发明方法简单，环保，且获得的产物收率高，纯度好，适合推广应用。
具体实施方式
23.为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和数据对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。下述实施例中所涉及的原料和试剂，如没有特殊说明，均为市售，所使用的试验方法和检测方法，如没有特殊说明，均为常规方法。
24.本发明提供了一种改性谷物膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：
25.s1、将谷物原料粉碎、过筛后，加入酯性溶剂，进行脱脂处理；
26.s2、将s1脱脂处理后的原料调ph至5～6，在超声条件下，加入纤维素酶进行酶解，获得酶解液；纤维素酶购自上海源叶生物科技有限公司，货号s10041；加入量为4～6u/g。
27.s3、将s2酶解液离心，取上清液；
28.s4、将s3上清液进行在超声作用下，进行透析处理，取截留液；
29.s5、将s4截留液浓缩、醇沉、干燥，制备改性谷物膳食纤维。
30.下面具体实施例1～4对上述发明内容进行具体说明。
31.实施例1
32.一种改性谷物膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：
33.s1、将大米原料粉碎、过50目筛后，加入乙醇，进行脱脂处理；
34.s2、将s1脱脂处理后的原料用柠檬酸调ph至5，在超声条件下，加入纤维素酶进行酶解(4u/g)，获得酶解液；超声条件为功率100w，且每隔20min超声一次，每次15min；
35.s3、将s2酶解液离心，取上清液；离心条件为在转速2000r/min下，离心15min，之后在转速4000r/min下，离心10min；
36.s4、将s3上清液在超声作用下，进行透析处理，取截留液；透析过程，选择截留分子
量为1kda的透析袋，去离子水透析1h；超声条件是功率50w，超声时间15min；
37.s5、将s4截留液浓缩、浓度95％的乙醇沉淀、干燥，所述浓缩的条件是在压力为0.04mpa、温度为40℃下，浓缩体积至原体积的1/2，所述干燥的条件是温度80℃，风速1m/s条件下，干燥至含水量低于10％即可制备改性谷物膳食纤维。
38.实施例2
39.一种改性谷物膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：
40.s1、将小麦原料粉碎、过70目筛后，加入大豆油，进行脱脂处理；
41.s2、将s1脱脂处理后的原料用柠檬酸调ph至6，在超声条件下，加入纤维素酶进行酶解(6u/g)，获得酶解液；超声条件为功率300w，且每隔40min超声一次，每次30min；
42.s3、将s2酶解液离心，取上清液；离心条件为在转速3000r/min下，离心30min，之后在转速6000r/min下，离心20min；
43.s4、将s3上清液进行在超声作用下，进行透析处理，取截留液；透析过程，选择截留分子量为3kda的透析袋，去离子水透析1～3h；超声条件是功率150w，超声时间30min；
44.s5、将s4截留液浓缩、浓度95％的乙醇沉淀、干燥，所述浓缩的条件是在压力为0.06mpa、温度为70℃下，浓缩体积至原体积的2/3，所述干燥的条件是温度100℃，风速3m/s条件下，干燥至含水量低于10％即可制备改性谷物膳食纤维。
45.实施例3
46.一种改性谷物膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：
47.s1、将大豆原料粉碎、过50目筛后，加入乙醇，进行脱脂处理；
48.s2、将s1脱脂处理后的原料用柠檬酸调ph至6，在超声条件下，加入纤维素酶进行酶解(4u/g)，获得酶解液；超声条件为功率200w，且每隔30min超声一次，每次20min；
49.s3、将s2酶解液离心，取上清液；离心条件为在转速2500r/min下，离心20min，之后在转速5000r/min下，离心15min；
50.s4、将s3上清液在超声作用下，进行透析处理，取截留液；透析过程，选择截留分子量为2kda的透析袋，去离子水透析2h；超声条件是功率100w，超声时间20min；
51.s5、将s4截留液浓缩、浓度95％的乙醇沉淀、干燥，所述浓缩的条件是在压力为0.05mpa、温度为50℃下，浓缩体积至原体积的2/3，所述干燥的条件是温度900℃，风速2m/s条件下，干燥至含水量低于10％即可制备改性谷物膳食纤维。
52.实施例4
53.一种改性谷物膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：
54.s1、将小米原料粉碎、过50目筛后，加入乙醇，进行脱脂处理；
55.s2、将s1脱脂处理后的原料用柠檬酸调ph至6，在超声条件下，加入纤维素酶进行酶解(6u/g)，获得酶解液；超声条件为功率250w，且每隔35min超声一次，每次25min；
56.s3、将s2酶解液离心，取上清液；离心条件为在转速3000r/min下，离心25min，之后在转速5500r/min下，离心20min；
57.s4、将s3上清液在超声作用下，进行透析处理，取截留液；透析过程，选择截留分子量为3kda的透析袋，去离子水透析2.5h；超声条件是功率120w，超声时间25min；
58.s5、将s4截留液浓缩、浓度95％的乙醇沉淀、干燥，所述浓缩的条件是在压力为0.06mpa、温度为60℃下，浓缩体积至原体积的2/3，所述干燥的条件是温度100℃，风速3m/s
条件下，干燥至含水量低于10％即可制备改性谷物膳食纤维。
59.对比例1
60.方法同实施例1，不同之处在于，s2中没有超声处理。
61.对比例2
62.方法同实施例1，不同之处在于，s4中没有超声处理。
63.对上述实施例1～4获得的膳食纤维进行检测，收率结果如表1所示：
64.表1实施例1～4及对比例1～2获得的膳食纤维收率
[0065][0066]
对上述实施例1～4获得的膳食纤维进行检测，纯度结果如表2所示：
[0067]
表2实施例1～4及对比例1～2获得的膳食纤维纯度
[0068][0069]
由表1可得，对比例1在酶解过程中并未使用超声处理，对比例2在产物透析纯化过程中没有使用超声处理，与对比例1和对比例2相比，本技术实施例1～4制备的膳食纤维收率均较高，这说明本技术在酶解过程和透析过程中分别采用了超声处理，可提高产物的收率；同样由表2可得，本发明实施例1～4制备的膳食纤维纯度也较高，这说明本发明方法可行，且效果更优，这是因为本发明首先采用酯性溶剂对粉碎、过筛后的谷物原料进行浸泡处理，以将谷物中的酯性物质溶出，并去除，之后加入纤维素酶对去除酯后的原料进行酶解，在酶解过程中伴随超声处理，不仅可以加速酶解过程，更重要的是破坏了纤维素的结晶区、半纤维素和木质素之间的作用，使得纤维素酶能更加充分的与酶解底物接触，进一步加速酶解过程，同时也提高了酶解产物的含量和质量；之后将酶解液进行离心，获得上清液，上清液进行透析处理，透析过程中伴随着超声，可加快透析速率，同时，也可将酶解液中的杂质从酶解产物分子中震荡出来，随之通过透析除去，该过程简化了传统需要大量乙醇进行后处理的步骤，使得透析后的产物直接浓缩干燥即可，降低了醇用量，简化了操作步骤，节省了操作时间。综上，本发明方法简单，环保，且获得的产物收率高，纯度好，适合推广应用。
[0070]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内也意图包含这些改动和变型在内。