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利用馬鈴薯薯渣提取制備膳食纖維的方法.pdf

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利用 馬鈴薯 提取 制備 膳食 纖維 方法
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摘要
申請專利號:

CN201010248126.2

申請日:

20100809

公開號:

CN101912108B

公開日:

20120606

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A23L1/28 主分類號: A23L1/28
申請人: 黑龍江北大荒斯達奇生物科技有限公司
發明人: 李智廣,姜海花,高金波,王麗麗,徐明亮,崔媛,鄒勤熙
地址: 161000 黑龍江省齊齊哈爾市龍沙區通江路18號
優先權: CN201010248126A
專利代理機構: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 代理人: 韓末洙
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201010248126.2

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

利用馬鈴薯薯渣提取制備膳食纖維的方法,它屬于食品添加劑領域。本發明解決了鮮馬鈴薯薯渣難以利用及污染環境的問題。本發明采用復合生物工程技術,通過研磨粉碎,將馬鈴薯薯渣中的微小薯塊磨碎,便于馬鈴薯纖維與其它成分的分離,通過酶水解去除蛋白質和淀粉,酸水解溶出果膠,經固液分離,可利用液體進行馬鈴薯果膠提取,而固形物進行馬鈴薯膳食纖維提取。本發明方法從馬鈴薯薯渣中提取馬鈴薯膳食纖維,使馬鈴薯薯渣得到利用,減小對環境的污染。利用本發明制備的膳食纖維具有持水力、膨脹力高,有良好的生理活性等功能性,可用于許多食品,特別是低糖食品的開發利用。馬鈴薯膳食纖維因獨具有無特殊風味和非過敏性,較比大豆膳食纖維有更為廣泛的應用。

權利要求書

1.利用馬鈴薯薯渣提取制備膳食纖維的方法,其特征在于利用馬鈴薯薯渣提取制備膳食纖維的方法是按下述步驟進行:一、將粒徑200~2000μm鮮馬鈴薯薯渣和純水混合,其中鮮馬鈴薯薯渣與純水的質量比為1∶3,然后加入均質機內,以10000r/min速度進行均質處理5min,而得到研磨的薯漿;二、以100~150轉/min的速度攪拌薯漿,用碳酸鈉或氫氧化鈉調節調節pH值為8~8.5,然后加入食用級蛋白酶,在50~55℃條件下水解3h,利用0.4~0.6MPa蒸汽壓力作用,加熱15~30min使得原料充分糊化,再加入耐高溫α-淀粉酶,調劑pH值為5.8~6.2,在90~95℃條件下水解0.5h,冷卻至60℃,調節pH值為4.0~4.5,然后加入α-1,4-葡萄糖水解酶,保溫60℃條件下水解處理2h,步驟二的操作均在攪拌的條件下進行,所述蛋白酶用量是薯漿中所含蛋白質質量的4%,所述耐高溫α-淀粉酶用量是薯漿中所含淀粉質量的1%,所述α-1,4-葡萄糖水解酶用量是薯漿中所含淀粉質量的0.4%;三、將經步驟二處理后的薯漿以4000r/min速度進行第一次固液相離心處理,第一次離心處理時間為15min,去除上清液體,然后向第一次離心獲得的固形物加入超純水,固形物與超純水質量比為1∶2,然后用鹽酸調節pH值為1.8~2.0,在90~95℃條件下攪拌進行水解處理1小時,即得到水解產物;四、將步驟三的水解產物以4000r/min速度進行第二次離心處理,第二次離心處理時間為15min,去除上清液體,然后在70℃條件下,用體積濃度為95%的乙醇浸泡第二次離心獲得的固形物15~30分鐘,經固液分離,得到的固形物經烘干,粉碎,過80~100目篩,即得到成品馬鈴薯膳食纖維。2.根據權利要求1所述的利用馬鈴薯薯渣提取制備膳食纖維的方法,其特征在于步驟二中所述食用級蛋白酶為內切蛋白酶或外切蛋白酶。3.根據權利要求1或2所述的利用馬鈴薯薯渣提取制備膳食纖維的方法,其特征在于步驟四中烘干溫度為45℃,烘干時間為3小時。

說明書

技術領域

本發明屬于食品添加劑領域。

背景技術

馬鈴薯薯渣是在馬鈴薯精制淀粉生產過程中,產生的副產物。鮮馬鈴薯薯渣含水量約為80-90%,自帶菌多,不易儲存、運輸,腐敗變質后產生惡臭,造成環境污染;若烘干處理則成本過高,增加企業負擔,通常當成廢渣進行掩埋。但是大量掩埋會導致土壤和地下水的污染。因此開發利用薯渣,對馬鈴薯和其它薯類淀粉工業有極其重要的現實意義。

發明內容

本發明提供了利用馬鈴薯薯渣提取制備膳食纖維的方法,可以解決馬鈴薯薯渣難以利用及污染環境的問題。本發明的目的在于針對馬鈴薯薯渣難以利用的現狀,開發了一種簡單易行、低成本制備馬鈴薯膳食纖維的方法。首先通過前處理使馬鈴薯微小薯塊被研磨破碎,使被包裹的淀粉顆粒盡可能得到釋放,通過生物酶法和離心分離去除其中的蛋白質和淀粉,再通過酸法水解原果膠和多糖,再經分離后得到一種功能性優良、食用級膳食纖維。

本發明中利用馬鈴薯薯渣提取制備膳食纖維的方法,按下述步驟進行:

一、將粒徑200~2000μm鮮馬鈴薯薯渣和純水混合,其中鮮馬鈴薯薯渣與純水的質量比為1∶3,然后加入均質機內,以10000r/min速度進行均質處理5min,而得到研磨的薯漿;

二、以100~150轉/min的速度攪拌薯漿,用碳酸鈉或氫氧化鈉調節調節pH值為8~8.5,然后加入食用級蛋白酶,在50~55℃條件下水解3h,利用0.4~0.6MPa蒸汽壓力作用,加熱15-30min使得原料充分糊化,再加入耐高溫α-淀粉酶,調劑pH值為5.8~6.2,在90~95℃條件下水解0.5h(使得淀粉充分液化),冷卻至60℃,調節pH值為4.0~4.5,然后加入α-1,4-葡萄糖水解酶,保溫60℃條件下水解處理2h(糖化,便于淀粉充分去除),步驟二的操作均在攪拌的條件下進行的,所述蛋白酶用量是薯漿中所含蛋白質質量的4%,所述耐高溫α-淀粉酶用量是薯漿中所含淀粉質量的1%,所述α-1,4-葡萄糖水解酶用量是薯漿中所含淀粉質量的0.4%;

三、將經步驟二處理后的薯渣漿以4000r/min速度進行一次固液相離心處理,一次離心處理時間為15min,去除上清液體,然后向一次離心獲得的固形物加入超純水,固形物與超純水質量比為1∶2,然后用鹽酸(水解劑)調節pH值為1.8~2.0,在90~95℃條件下攪拌進行水解處理1小時,即得到水解產物;

四、將步驟三的水解產物以4000r/min速度進行二次離心處理,二次離心處理時間為15min,去除上清液體,然后在70℃條件下,用體積濃度為95%的乙醇浸泡二次離心獲得的固形物15~30分鐘,經固液分離,得到的固形物經烘干,粉碎,過80~100目篩,即得到成品馬鈴薯膳食纖維。

馬鈴薯本身是一種安全的食用作物,因此將馬鈴薯薯渣作為一種安全、廉價的膳食纖維資源,不僅可以降低馬鈴薯淀粉的生產成本,也可以解決鮮薯渣含水量高,不易儲存、運輸,容易腐敗變質后產生惡臭,造成環境污染等問題。本發明制的膳食纖維持水力、膨脹力高,有良好的生理活性,得到的馬鈴薯膳食纖維物化功能性質優于大豆水不溶性膳食纖維。本發明方法制備馬鈴薯膳食持水力,達到12g/g以上,膨脹力達到12ml/g以上。

本發明制得的馬鈴薯膳食纖維,同現有的大豆膳食纖維以及變性淀粉相比,具有如下優點:經過性能測試,本發明制得的膳食纖維的持水力達到10~15g/g,膨脹力達到10~13ml/g均優于市售馬鈴薯的膳食纖維。本發明制得的膳食纖維與變性淀粉增稠劑相比,具有添加比例小,無不良氣味,外觀更接近果蔬類產品,且具有優良的生理保健功能。該膳食纖維的制備工藝,采用物理機械和酶法酸法結合,不引入其它化學離子基團,不會破壞果蔬制品中其他成分,安全營養。本發明制得的膳食纖維與淀粉類增稠劑相比,具有良好的抗剪切和耐高溫的性能。本發明制得的膳食纖維除了具有增稠性能以外,同時還能補充膳食纖維,有利于人體健康。馬鈴薯膳食纖維不含有食品過敏因子,食品應用廣泛。

具體實施方式

具體實施方式一:本實施方式中利用馬鈴薯薯渣提取制備膳食纖維的方法是按下述步驟進行的:一、將粒徑200~2000μm鮮馬鈴薯薯渣和純水混合,其中鮮馬鈴薯薯渣與純水的質量比為1∶3,然后加入均質機內,以10000r/min速度進行均質處理5min,而得到研磨的薯漿;

二、以100~150轉/min的速度攪拌薯漿,用碳酸鈉或氫氧化鈉調節調節pH值為8~8.5,然后加入食用級蛋白酶,在50~55℃條件下水解3h,利用0.4~0.6MPa蒸汽壓力作用,加熱15-30min使得原料充分糊化,再加入耐高溫α-淀粉酶,調劑pH值為5.8~6.2,在90~95℃條件下水解0.5h(使得淀粉充分液化),冷卻至60℃,調節pH值為4.0~4.5,然后加入α-1,4-葡萄糖水解酶,保溫60℃條件下水解處理2h(糖化,便于淀粉充分去除),步驟二的操作均在攪拌的條件下進行的,所述蛋白酶用量是薯漿中所含蛋白質質量的4%,所述耐高溫α-淀粉酶用量是薯漿中所含淀粉質量的1%,所述α-1,4-葡萄糖水解酶用量是薯漿中所含淀粉質量的0.4%;

三、將經步驟二處理后的薯渣漿以4000r/min速度進行一次固液相離心處理,一次離心處理時間為15min,去除上清液體,然后向一次離心獲得的固形物加入超純水,固形物與超純水質量比為1∶2,然后用鹽酸(水解劑)調節pH值為1.8~2.0,在90~95℃條件下攪拌進行水解處理1小時,即得到水解產物;

四、將步驟三的水解產物以4000r/min速度進行二次離心處理,二次離心處理時間為15min,去除上清液體,然后在70℃條件下,用體積濃度為95%的乙醇浸泡二次離心獲得的固形物15~30分鐘,經固液分離,得到的固形物經烘干,粉碎,依使用要求過80~100目篩,即得到成品馬鈴薯膳食纖維。

采用成分分析方法和標準進行分析

水分的測定:GB5009.385

灰分的測定:GB5009.485

蛋白質的測定:GB5009.585

淀粉含量測定:GB5009.9-85

蛋白酶活力測定:QB/T?1803-1993

糖化酶酶活測定:QB/T?1803-1993

耐高溫a-淀粉酶活力測定:QB/T?1803-1993

膳食纖維含量的測定:中性洗滌劑法

持水力測定:

持水力是指在沒有外力作用下,纖維結合水的質量。測定時,準確稱取1.0g膳食纖維,加入蒸餾水25ml,于室溫下放置1h,用濾紙瀝干后轉到表面皿中稱重,持水力即為樣品濕重與樣品干重之差與樣品干重的比值。

膨脹性測定:

膨脹性是指當樣品被浸沒在水中以后所達到的體積數與其初始體積數的比率。準確稱取1g膳食纖維,置于具刻度的試管中,加入50ml蒸餾水,于室溫下放置24h,讀取其吸水膨脹后的體積,膨脹性即為膨脹后的體積與干品體積之差與樣品干重的比值。

表1馬鈴薯薯渣典型成份分析表

可以看出馬鈴薯薯渣中膳食纖維成分含量極高,約占干基的50%左右。

本實施方式制備馬鈴薯膳食纖維不溶于水,其持水力達到12g/g以上,膨脹力達到12ml/g以上。

具體實施方式二:本實施方式與具體實施方式一不同的是:步驟二中所述食用級蛋白酶為內切蛋白酶或外切蛋白酶。其它步驟和參數與具體實施方式一相同。

具體實施方式三:本實施方式與具體實施方式一或二不同的是:步驟四中烘干的溫度為45℃,烘干的時間為3小時。其它步驟和參數與具體實施方式一或二相同。

具體實施方式四:本實施方式與具體實施方式一至三之一不同的是:步驟二所述的蛋白酶的酶活為200000U/g。其它步驟和參數與具體實施方式一至三之一相同。

具體實施方式五:本實施方式與具體實施方式一至四之一不同的是:步驟二所述的耐高溫a-淀粉酶的酶活為100000U/g。其它步驟和參數與具體實施方式一至四之一相同。

具體實施方式六:本實施方式與具體實施方式一至五之一不同的是:步驟二所述的α-1,4-葡萄糖水解酶的酶活為62000~66000U/g。其它步驟和參數與具體實施方式一至五之一相同。

具體實施方式六:本實施方式與具體實施方式一至五之一不同的是:步驟二所述的于α-1,4-葡萄糖水解酶的酶活為65000U/g。其它步驟和參數與具體實施方式一至五之一相同。

具體實施方式七:本實施方式中利用馬鈴薯薯渣提取制備膳食纖維的方法是按下述步驟進行的:

一、將100g粒徑200~2000μm鮮馬鈴薯薯渣(含水分約90%)和純水混合,其中鮮馬鈴薯薯渣與純水的質量比為1∶3,然后加入均質機內,以10000r/min速度進行均質處理5min,得到薯渣漿;

二、以150轉/min的速度攪拌薯渣漿,然后加入諾維信公司的內切蛋白酶,調節pH值為8,在55℃條件下水解3h,再加入耐高溫α-淀粉酶,調劑pH值為5.8,在80℃條件下水解0.5h,然后加入α-1,4-葡萄糖水解酶,調節pH值為4.2,在60℃條件下水解處理2h,步驟二的操作均在攪拌的條件下進行的,所述蛋白酶用量是薯渣漿蛋白質干質量的4%,所述高溫淀粉酶用量是薯渣漿所含淀粉質量的1%,所述糖化酶用量是薯渣漿所含淀粉質量的0.4%;

三、將經步驟二處理后的薯渣漿以4000r/min速度進行一次離心處理,一次離心處理時間為15min,去除上清液體,然后向一次離心獲得的固形物加入超純水,固形物與純水質量比為1∶2,然后用鹽酸(水解劑)調節pH值為1.8,在90℃條件下攪拌進行水解處理1小時,即得到水解產物;

四、將步驟三的水解產物以4000r/min速度進行二次離心處理,二次離心處理時間為15min,去除上清液體,然后在70℃條件下,用體積濃度為95%的乙醇浸泡二次離心獲得的固形物15分鐘,固液分離,45℃熱風干燥固形物,即得到成品馬鈴薯膳食纖維。

本實施方式所得膳食纖維得率為80.19%,純度80%以上。持水力達到10~15g/g,膨脹力達到10~13ml/g。

具體實施方式例八:本實施方式中利用馬鈴薯薯渣提取制備膳食纖維的方法是按下述步驟進行的:

一、將100g粒徑200~2000μm鮮馬鈴薯薯渣(含水分約90%)和純水混合,其中鮮馬鈴薯薯渣與純水的質量比為1∶3,然后加入均質機內,以10000r/min速度進行均質處理5min,得到薯渣漿;

二、以150轉/min的速度攪拌薯渣漿,然后加入蛋白酶,調節pH值為8.5,在55℃條件下水解3h,再加入耐高溫α-淀粉酶,調劑pH值為6.2,在95℃條件下水解0.5h,然后加入α-1,4-葡萄糖水解酶,調節pH值為4.2,在60℃條件下水解處理2h,步驟二的操作均在攪拌的條件下進行的,所述蛋白酶用量是薯渣漿蛋白質質量的4%,所述高溫淀粉酶用量是薯漿所含淀粉質量的1%,所述糖化酶用量是薯渣漿所含淀粉質量的0.4%;

三、將經步驟二處理后的薯渣漿以4000r/min速度進行一次離心處理,一次離心處理時間為15min,去除上清液體,然后向一次離心獲得的固形物加入超純水,固形物與超純水質量比為1∶2,然后用鹽酸(水解劑)調節pH值為2.2,在95℃條件下攪拌進行水解處理1小時,即得到水解產物;四、將步驟三的水解產物以4000r/min速度進行二次離心處理,二次離心處理時間為15min,去除上清液體,然后在70℃條件下,用體積濃度為95%的乙醇浸泡二次離心獲得的固形物30分鐘,固液分離,45℃熱風干燥固形物,即得到馬鈴薯膳食纖維。

所得膳食纖維得率為80.19%,純度80%以上。持水力達到10~15g/g,膨脹力達到10~13ml/g。

具體實施方式九:本實施方式中利用馬鈴薯薯渣提取制備膳食纖維的方法是按下述步驟進行的:

一、將100g粒徑200~2000μm鮮馬鈴薯薯渣(含水分約90%)和純水混合,其中鮮馬鈴薯薯渣與超純水的質量比為1∶3,然后加入均質機內,以10000r/min速度進行均質處理5min,得到薯渣漿;

二、以150轉/min的速度攪拌薯渣漿,然后加入蛋白酶,調節pH值為8.3,在55℃條件下水解3h,再加入耐高溫α-淀粉酶,調劑pH值為6.0,在93℃條件下水解0.5h,然后加入α-1,4-葡萄糖水解酶,調節pH值為4.2,在60℃條件下水解處理2h,步驟二的操作均在攪拌的條件下進行的,所述蛋白酶用量是薯渣漿蛋白質質量的4%,所述高溫淀粉酶用量是薯渣漿所含淀粉質量的1%,所述糖化酶用量是薯渣漿所含淀粉質量的0.4%;

三、將經步驟二處理后的薯漿以4000r/min速度進行一次離心處理,一次離心處理時間為15min,去除上清液體,然后向一次離心獲得的固形物加入超純水,固形物與超純水質量比為1∶2,然后用1mol/L鹽酸(水解劑)調節pH值為2.0,在93℃條件下攪拌進行水解處理1小時,即得到水解產物;四、將步驟三的水解產物以4000r/min速度進行二次離心處理,二次離心處理時間為15min,去除上清液體,然后在70℃條件下,用體積濃度為95%的乙醇浸泡二次離心獲得的固形物20分鐘,固液分離,45℃熱風干燥固形物,即得到成品馬鈴薯膳食纖維。

所得膳食纖維得率為80.19%,純度80%以上。

持水力達到10~15g/g,膨脹力達到10~13ml/g。

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