[發明專利]一種甘薯可溶性膳食纖維的制備方法

在審

• 申請號: 201710878296.0
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107951037A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 孫健;張毅;鈕福祥;徐飛;朱紅;岳瑞雪;王洪云;張文婷
• 申請（專利權）人: 江蘇徐淮地區徐州農業科學研究所（江蘇徐州甘薯研究中心）
• 主分類號: A23L33/22
• 分類號: A23L33/22;A23L19/10;A23L5/30;A23L29/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司23211
• 代理人: 鄧宇

技術領域

本發明屬于甘薯生產加工領域，具體地說，本發明涉及一種甘薯可溶性膳食纖維的制備方法。

背景技術

我國是全球甘薯最大的生產國，每年種植面積約410萬公頃，年總產量1.0億噸。據國家甘薯產業技術體系統計數據，我國甘薯加工的主要方式依然是“三粉”生產，由此產生大量的薯渣，這些薯渣大約含有20％-30％的功能性成分——膳食纖維。膳食纖維具有預防便秘和結腸癌、預防心血管疾病、輔助治療肥胖癥、消除外源有害物質等功效，而且，研究發現，薯渣中所含的可溶性膳食纖維生理活性顯著優于不溶性膳食纖維。目前，我國淀粉生產過程中產生薯渣一般被作為飼料廉價出售或肆意丟棄，造成巨大浪費和環境污染，這在中小規模加工企業以及個體農戶加工中尤為突出。因此，如何產業化利用甘薯渣快速、高效生產膳食纖維特別是可溶性膳食纖維是目前亟待解決的技術難題。

目前，甘薯可溶性膳食纖維的提取方法主要有發酵法、酶法、高壓法等，這些提取方法存在提取時間長、提取效率低、生產成本高、不適宜工業化生產等缺點和不足，限制了膳食纖維產業的發展。在甘薯可溶性膳食纖維制備方面，劉光芒等提出了一種提高紅薯渣纖維中可溶性膳食纖維的方法，采用發酵法提高可溶性膳食纖維與不溶性膳食纖維的比例，但發酵周期長達5天；丁玉琴公開了一種利用紅薯渣制備可溶性膳食纖維的方法，利用篩選的菌種酶解甘薯渣、再經高壓等技術改性膳食纖維、最后經脫色即為可溶性膳食纖維，但存在酶解效率不高、高壓設備昂貴、不適宜工業化生產等缺點。

發明內容

本發明針對現有技術中薯渣酶解效率低，提取的可溶性膳食纖維含量低的問題，提供一種以濕法超微粉碎、超聲波-雙酶同步水解技術為核心，經過濾、濃縮、乙醇沉淀、離心、干燥、粉碎等工藝流程制備甘薯可溶性膳食纖維的方法。具體包括下述步驟：

(1)將甘薯渣采用濕法超微粉碎，獲得甘薯渣顆粒。

(2)按照甘薯渣顆粒與水重量比為(1∶50)～(1∶80)的比例，在超聲波提取設備中加入純凈水、甘薯渣顆粒，然后啟動攪拌系統，使二者充分混合形成混合物。

(3)將步驟(2)中獲得的混合物利用蒸汽加熱至85-95℃，在超聲波提取設備中加入耐熱α-淀粉酶，以淀粉質量計，耐熱α-淀粉酶添加量為10-15μL/g，然后啟動超聲波處理15-20min。

(4)將步驟(3)處理后的混合物，冷卻至60-65℃，在超聲波提取設備中加入復合纖維素酶，以粗纖維質量計，復合纖維素酶添加量為3-5μL/g，然后啟動超聲波處理10-15min。

(5)將步驟(4)處理后的混合物，冷卻至室溫，利用袋式過濾器過濾，獲得濾液。

(6)濾液采用真空濃縮，濃縮比為(8∶1)～(10∶1)，獲得濃縮液。

(7)向濃縮液中加入乙醇，室溫靜置2-4h后采用管式離心機進行固液分離，沉淀物經干燥、粉碎過篩后獲得甘薯可溶性膳食纖維。

步驟(1)所述甘薯渣為：甘薯提取淀粉后的副產物，基本上是含有除淀粉以外所有甘薯成分，其主要成分為膳食纖維。本發明所述甘薯渣可以采用甘薯為原料，經過清洗、破碎、提取淀粉后獲得甘薯渣，也可以采用現有制備甘薯淀粉的副產物獲得。

步驟(1)所述的濕法超微粉碎是指將甘薯或甘薯渣投入超微粉碎機進行細化處理的粉碎方式。

步驟(1)所述甘薯渣顆粒的細度小于3μm。

步驟(4)、(5)所述冷卻均為：啟動超聲波提取設備的冷卻系統進行冷卻處理。

步驟(5)所述袋式過濾器流速控制在200-400m³/h。

步驟(7)所述乙醇溫度為60℃、體積分數為90％(v/v)。

步驟(7)所述采用管式離心機進行固液分離過程中，離心機的轉數為20000r/min。

步驟(7)所述干燥為：將沉淀物置于40-50℃的溫度中18小時。

步驟(7)所述過篩細目為60目。

有益效果

1.本發明采用的超聲波-雙酶同步水解技術，一方面通過耐熱α淀粉酶對甘薯原料進行處理，有效去除甘薯中淀粉成分；通過復合纖維素酶改性造成結晶區纖維素分子間的氫鍵破壞，纖維素分子發生部分降解，使得可溶性成分得以溶出；另一方面，利用超聲波的空化作用、機械振動和熱效應等特性，能夠破碎被提取原料和細胞壁，加速有效成分的溶出和擴散，提高酶解效率。