一種杏渣制備膳食纖維的方法

專利名稱：：一種杏渣制備膳食纖維的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及制備膳食纖維的
技術(shù)領(lǐng)域：
。具體的說，本發(fā)明涉及杏渣中制備膳食纖維的
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：我國是杏的原產(chǎn)國，栽培歷史非常悠久，國內(nèi)外大量史書證明，杏與桃于公元前l(fā)-2世紀(jì)自我國先傳至波斯(今伊朗)，經(jīng)亞美尼亞于l世紀(jì)傳入古希臘。本領(lǐng)域熟知，杏渣的主要成分是膳食纖維，另外還含有糖、蛋白質(zhì)以及磷、鐵、胡蘿卜素等微量元素和維生素。杏渣是以杏為原料加工果汁、飲料、果醬后的副產(chǎn)品，是杏子加工廠主要加工副產(chǎn)品。杏子主要由皮層(占6.5%-10.3%)、果肉(占50%-60%)、杏核(占43.5%-29.7%)組成。經(jīng)過加工，杏子的皮渣一般作為廢渣處理，對其應(yīng)用研究微乎其微，現(xiàn)主要用于做飼料，既浪費又造成環(huán)境污染，對杏渣工業(yè)利用尚未見報道。杏渣中膳食纖維含量豐富，其纖維狀碳水化合物為優(yōu)質(zhì)纖維素，其基料碳水化合物為半纖維素和糖蛋白。膳食纖維具有優(yōu)良的物化和生理生化特性，在國外功能性食品中被稱為第七大營養(yǎng)素。膳食纖維可分為水溶性膳食纖維和水不溶性膳食纖維兩大類。水溶性膳食纖維SDF(solubledietarydiber)是指不被人體消化道酶消化，但可溶于溫、熱水且又能被乙醇再沉淀的那部分膳食纖維，包括果膠、樹膠、葡聚糖、瓜兒豆膠、羧甲基纖維素等；水不溶性纖維IDF(insolubledietaryfiber)是指不被人體消化道酶消化，且不溶于熱水的那部分膳食纖維，包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和殼聚糖等。由于其具有很高的持水力，適宜的陽離子結(jié)合和交換能力，對有機(jī)化合物的吸附螫合作用，類似填充劑的容積作用以及能改變腸道系統(tǒng)微生物群系組成作用等而備受重視。膳食纖維的生理功能簡述如下1)預(yù)防結(jié)腸癌，促進(jìn)腸道功能正?；?，整腸通便，預(yù)防腸憩室癥及便秘；2)抑制或延緩膽固醇與甘油三脂在淋巴中的吸收，促進(jìn)體內(nèi)血脂和脂蛋白代謝，預(yù)防和改善冠狀動脈硬化，緩解由此導(dǎo)致的冠心病和高血壓癥狀；3)改善并降低末梢神經(jīng)對胰島素的感受水平，降低對胰島素的要求，從而達(dá)到調(diào)節(jié)糖尿病患者血糖水平的目的；4)預(yù)防肥胖，預(yù)防膽結(jié)石。膳食纖維對人體的生理作用已被廣泛認(rèn)同，如剌激腸胃蠕動，并把黏附在人體腸壁上致癌物質(zhì)結(jié)合后排出體外，增加組織對胰島素敏感和調(diào)節(jié)血糖、血脂代謝等。聯(lián)合國糧農(nóng)組織頒布的纖維食品指導(dǎo)大綱指出，健康成人每日常規(guī)飲食中應(yīng)有30-50g(干重)膳食纖維，根據(jù)衛(wèi)生部公布的一份調(diào)查報告稱，國人的人口平均膳食纖維攝入量不足10g，僅為最低要求的1/3，全國與膳食營養(yǎng)相關(guān)的慢性病導(dǎo)致的死亡人數(shù)已達(dá)死因的70%，增加膳食纖維攝食是現(xiàn)代飲食文明的趨勢。膳食纖維的攝入量依照美國食品與藥品管理局(FDA)在1999年《食品營養(yǎng)標(biāo)示法》中推薦，成人膳食纖維的攝入量為25-30g/d。我國營養(yǎng)專家建議膳食纖維的攝入量為7-10歲為10-15g/d;10-15歲為1520g/d;成年人為20-25g/d;成年人肥胖者為25-30g/d，開發(fā)杏渣中膳食纖維具有比較好的應(yīng)用前景。有關(guān)杏的專利申請或?qū)＠延卸囗?。申請?zhí)枮?3109196.6的專利申請公開了"一種剌玫瑰果、山杏、五味子、山楂等精粉提取工藝"，該專利申請涉及的是一種復(fù)合果漿粉。申請?zhí)枮?3103793.X的專利申請公開了"一種山杏仁、谷物為原料的速溶食品及其生產(chǎn)方法"，該專利申請涉及的是一種以杏仁、鮮牛奶、大豆、小米、蔗糖為原料的復(fù)合粉。申請?zhí)枮?9103952的專利申請公開了一種"速溶杏仁粉的加工方法"。申請?zhí)枮?1103607.5的專利申請公開了"一種生產(chǎn)高級杏仁奶粉的工藝方法"，該專利申請涉及的是一種將杏仁燙煮去皮_脫苦，粗磨漿_超微處理_對蔗糖進(jìn)行變性處理使之變成葡萄糖果糖_將鮮奶、杏仁、糖漿進(jìn)行混合_高溫瞬間消毒_濃縮_高壓均質(zhì)_噴霧干燥成粉的工藝技術(shù)。申請?zhí)枮?00410030554.2的專利申請公開了一種"山杏仁豆皮及其加工方法"，該申請以山杏仁、大豆、花生仁、核桃仁為原料，經(jīng)一系列工藝過程而壓制成山杏仁豆皮。專利ZL92105411.4公開了一種"速溶野山杏仁粉的生產(chǎn)方法"，該專利涉及的是一種將已脫苦的野山杏仁低溫脫脂再超微處理，研磨細(xì)磨成漿，加凈糖液攪拌，再高壓均質(zhì)、滅菌、濃縮，濃縮物再進(jìn)入糊狀物干燥機(jī)中干燥，生產(chǎn)顆粒粗粉。專利號為ZL99112579.7的專利公開了"一種杏仁粉沖劑飲料"。通過對國內(nèi)外有關(guān)杏產(chǎn)業(yè)技術(shù)專利申報的查閱及文獻(xiàn)檢索，未見專門針對從杏渣中制備膳食纖維的報道，傳統(tǒng)的對杏渣的應(yīng)用研究僅限于用做飼料，是資源的浪費，開發(fā)杏渣中膳食纖維具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容針對目前未見有關(guān)杏渣工業(yè)利用的報道，對杏渣的應(yīng)用僅限于用做飼料，是資源的浪費，未見關(guān)于利用杏渣制備膳食纖維的報道。本發(fā)明棄廢為寶，利用杏渣原料的重要功能，克服了杏渣制備膳食纖維的的技術(shù)難題。本發(fā)明提供了一種杏渣制備膳食纖維的方法，具體制備步驟如下(1)將杏渣經(jīng)水洗、干燥后粉碎過40目篩網(wǎng)備用，在篩網(wǎng)上用流水沖洗5-10min以除去雜質(zhì)和糖類；(2)將處理過篩的杏渣，按照質(zhì)量比1:(5-15)加水，調(diào)整pH值為4-6;(3)將由纖維素酶與蛋白酶組成的混合酶對上述處理過的杏渣進(jìn)行酶解，纖維素酶與蛋白酶用量按照質(zhì)量比1:(2-4)，酶解溫度為30-5(TC，酶解時間為40-80min，酶解完成后在IO(TC水浴鍋中高溫滅酶10min;(4)經(jīng)滅酶后的杏渣醪液調(diào)整pH值至中性后進(jìn)行離心分離；(5)將離心分離后的上清液中加入四倍體積以上的無水乙醇進(jìn)行醇沉；(6)在離心分離的固體中加入5%(m/m)的H202，并在6(TC水浴中加熱60min，離去上清液再經(jīng)洗滌，并用稀鹽酸中和后再離心分離。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種杏渣制備膳食纖維的優(yōu)選技術(shù)方案，具體制備方法如下(1)將杏渣經(jīng)水洗兩遍，干燥后粉碎過40目篩網(wǎng)備用，在篩網(wǎng)上用流水沖洗5-10min以除去雜質(zhì)和糖類；(2)將處理過篩的杏渣，按照質(zhì)量比1:15加水，調(diào)整pH值為6;4(3)將由纖維素酶與蛋白酶組成的混合酶對上述處理過的杏渣進(jìn)行酶解，纖維素酶與蛋白酶用量按照質(zhì)量比1:4，酶解溫度為5(TC，酶解時間為80min，酶解完成后在IO(TC水浴鍋中高溫滅酶10min;(4)經(jīng)滅酶后的杏渣醪液調(diào)整pH值至中性后進(jìn)行離心分離；(5)將離心分離后的上清液中加入四倍體積以上的無水乙醇進(jìn)行醇沉；(6)在離心分離的固體中加入5%(m/m)的H202、并在6(TC水浴中加熱60min，離去上清液再經(jīng)洗滌，并用稀鹽酸中和后再離心分離。本發(fā)明中，加入的纖維素酶與蛋白酶可通過市場任意獲得，其中蛋白酶優(yōu)先選擇中性蛋白酶。本發(fā)明中，采用常規(guī)營養(yǎng)成分的測定中選用凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)、索氏提取法測定脂肪、直接干燥法測定水分、高溫灼燒法測定灰分。這些測定方法都為常規(guī)公知技術(shù)手段。通過實施本發(fā)明具體的
發(fā)明內(nèi)容，可以達(dá)到以下有益效果本發(fā)明通過對杏渣進(jìn)行深加工，制備膳食纖維，增加其附加值，使其變廢為寶。本發(fā)明以杏渣為原料，利用纖維素酶和蛋白酶雙酶法制備杏渣中膳食纖維，通過對產(chǎn)品進(jìn)行&02脫色，進(jìn)一步測定杏渣中膳食纖維的持水力和溶脹性。本發(fā)明研究表明固液比為1:15、纖維素酶與蛋白酶為1:4，在5(TC水浴鍋中水浴60分鐘；11202濃度為5%，并在6(TC水浴中水浴60min，不溶性膳食纖維脫色效果最佳，得率為71.56%;持水力為5.52g/g、溶脹性為6.25ml/g;可溶膳食纖維得率為15.33%。圖1顯示為杏渣制備膳食纖維的工藝流程；圖2顯示為混合酶用量對杏渣中膳食纖維提取率的影響；圖3顯示為酶解時間對杏渣中膳食纖維提取率的影響；圖4顯示為酶解溫度對杏渣中膳食纖維提取率的影響；圖5顯示為固液比對杏渣中膳食纖維提取率的影響；圖6顯示為乙醇用量對杏渣中可溶性膳食纖維提取率的影響。具體實施例方式下面，舉實施例說明本發(fā)明，但是，本發(fā)明并不限于下述的實施例。另外，在下述的說明中，本發(fā)明中設(shè)備和材料有飛利浦HR2860粉碎機(jī)、HH-610電熱恒溫水浴鍋(北京長源電熱設(shè)備廠)、AR2140電子天平(上海一恒科技有限公司)、TD5A-WS臺式低速離心機(jī)(長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司)、DHG-9070A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科技有限公司)、K1S-3B數(shù)字酸度計(上海雷磁儀器生產(chǎn)廠)，這些設(shè)備都為本領(lǐng)域熟知選用設(shè)備，上述設(shè)備不局限本發(fā)明的實施，采用本領(lǐng)域其他類似設(shè)備均可實施本發(fā)明的技術(shù)方案。杏渣可通過市場購買獲得，采用的主要試劑纖維素酶、蛋白酶、無水乙醇、NaOH和HCL都為常規(guī)試驗所用，可通過市場購買獲得。實施例一混合酶濃度對杏渣中膳纖維提取率的影響選擇固液比為1:15、pH為6、酶解溫度為6(TC、酶解時間為60min、混合酶用量分別為；i:2、i:3、i:4、i:5、i:6，進(jìn)行試驗。參見附圖2，經(jīng)試驗表明，對于本發(fā)明，隨著混合酶用量的增加，蛋白質(zhì)水解率隨之增大。選擇纖維素酶用量為0.2%(m/m)，蛋白酶的用量為0.8X(m/m)，混合酶用量在1:4時膳食纖維提取率達(dá)到最大。這是因為當(dāng)?shù)鞍酌赣昧繛閘:4時蛋白酶將底物完全飽和此時膳食纖維提取率達(dá)到最大。當(dāng)?shù)鞍酌赣昧考哟髸r膳食纖維提取率反而下降，因過量的蛋白酶與纖維素酶協(xié)同作用加速了纖維素的降解。實施例二時間對杏渣中膳食纖維提取率的影響選擇固液比為l:15、pH為6、酶解溫度為6(TC、混合酶用量為1:4、酶解時間分別為；40min、60min、80min、100min、120min，進(jìn)行試驗。參見附圖3，經(jīng)試驗表明，對于本發(fā)明，隨著時間的延長，蛋白質(zhì)水解率逐漸增大，在40-80min膳食纖維提取率呈明顯上升趨勢，在80min達(dá)到最大值。隨著水解時間的延長，混合酶作用于底物中纖維素類物質(zhì)導(dǎo)致纖維素、半纖維素過度酶解致使膳食纖維提取率呈現(xiàn)下降趨勢。實施例三溫度對杏渣中膳食纖維提取率的影響選擇固液比為l:15、pH為6、混合酶用量為1:4、酶解時間為；80min、酶解溫度分別為；30°C、40°C、50。C、60°C、70。C，進(jìn)行試驗。參見附圖4，經(jīng)試驗表明，對于本發(fā)明，溫度的升高，可增加酶液在杏渣中的滲透動力與蛋白質(zhì)充分作用，從而有效脫除蛋白質(zhì)。在纖維素酶作用下使蛋白酶充分與蛋白質(zhì)接觸從而達(dá)到提高膳食纖維的提取率，在30-5(TC膳食纖維提取率呈上升趨勢，在5(TC時達(dá)到最大隨后出現(xiàn)下降趨勢，這是因為隨著溫度的升高酶的活力增強(qiáng)，當(dāng)在5(TC時酶活達(dá)到最大。實施例四固液比對杏渣中膳食纖維提取率的影響選擇pH為6、混合酶用量為1:4、酶解時間為；80min、酶解溫度為5(TC，選擇固液比分別為；i:5、i:io、i:15、i:20、1:25，進(jìn)行試驗。參見附圖5，經(jīng)試驗表明，對于本發(fā)明，杏渣原料和加水量的比在1:5-1:15時呈明顯上升趨勢，但是在往后可以看出膳食纖維提取率的上升不顯著，這是因為當(dāng)固液比達(dá)到i:15時其中的酶液已可充分的與底物接觸，所以在升高酶液的用量對膳食纖維提取率的作用已經(jīng)不明顯。實施例五混合酶提取杏渣中膳食纖維的正交試驗根據(jù)單因素選擇出正交試驗條件混合酶分別為i:3、i:4、i:5;作用時間分別為60min、80min、100min;作用溫度分別為40。C、50。C、6(TC;固液比分別為；l:10、i:15、i:20，進(jìn)行正交試驗。表1:混合酶作用對水不溶性膳食纖維提取條件的正交實驗L9(34)因素水平表水平<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2:混合酶作用對水不溶性膳食纖維提取條件的L9(34)正交試驗結(jié)果試驗號ABCD.得率％11(0.2%:0.6%)1(60)1(40)1(1:10)59.5212(80)2(50)2(1:15)52.18313(100)3(60)3(1:20)49.8542(0.2%:0.8%)12370.235223160.916231268.4773(0.2%:1.0%)13271.158321352.049332165.86Kl151,53151.881156.009165.21550.19K2165.609167.529172.209167.799K3158.991159.12156.909158.121Kl/350.51050.62752.00352.070K2/355.20355.84357.40355.933K3/352.99753.04052.30352.707極差4.6935.2165.4003.226從表2可知，通過正交試驗分析和極差分析，其影響因素為作用溫度>作用時間>混合酶濃度>固液比，最佳工藝條件為~82(:202，即混合酶濃度為1:2、時間為60min、作用溫度為5(TC、固液比為1:15。根據(jù)最佳工藝條件對杏渣中水不溶性膳食纖維進(jìn)行提取，所得水不溶性膳食纖維得率為75.2%，為試驗的最佳工藝條件。實施例六杏渣膳食纖維的脫色正交試驗根據(jù)單因素選擇脫色時間、脫色溫度、H202濃度、pH進(jìn)行正交試驗。脫色時間分別為30min、60min、90min;脫色溫度分別為40°C、50°C、60°C;H202濃度分別為5%、6%、7%;pH分別為7、8、9，進(jìn)行試驗。表3:H202脫色對水不溶性膳食纖維提取條件的正交實驗L9(34)因素水平表7<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表4:H202脫色對水不溶性膳食纖維提取條件的L9(34)正交試驗結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表4可知，通過正交試驗分析和極差分析，其影響因素為H202濃度>脫色時間>pH>脫色溫度，最佳工藝條件為482(^3，即脫色時間為60min、脫色溫度為50°C、H202濃度為5%、pH為9。根據(jù)最佳脫色工藝條件對最佳酶解工藝條件提取的水不溶膳食纖維進(jìn)行脫色處理，最后得率為71.56%。實施例七乙醇用量對可溶性膳食纖維提取率的影響將離心分離后的上清液中加入不同倍數(shù)體積的乙醇，乙醇用量分別為1:1、i:2、i:3、i:4、i:5、i:6，進(jìn)行試驗。參見附圖6可以看出當(dāng)乙醇用量達(dá)到上清液體積的四倍以上時可溶性膳食纖維的提取率幾乎不變化，這表明當(dāng)乙醇用量達(dá)到上清液四倍時，可溶膳食纖維已經(jīng)可以完全被乙醇沉淀。所以選擇乙醇用量選擇為上清液體積的四倍。[ooes]實施例八不溶性膳食纖維持水力與溶脹力的測定取一定量提取的膳食纖維置于燒杯中，加入75ml蒸餾水，攪拌24小時，3000r/min離心30min，出去上清液稱其質(zhì)量持水力(％)=(濕質(zhì)量-干質(zhì)量)/干質(zhì)量取一定量提取的膳食纖維于量筒中，測定體積后，加入10ml蒸餾水，浸泡24小時，測其體積。溶脹性(ml/g)=(浸泡后體積_干體積)/干質(zhì)量本發(fā)明通過上述制備工藝技術(shù)方案的實施和描述，制得的水不溶性膳食纖維粉碎過40目篩，測得其持水力為5.52g/g、溶脹性為6.25ml/g;其蛋白含量為1.78%、脂肪含量為2.15%、水分含量為6.55%、灰分為1.85%。權(quán)利要求一種杏渣制備膳食纖維的方法，其特征在于，具體制備步驟如下(1)將杏渣經(jīng)水洗、干燥后粉碎過40目篩網(wǎng)備用，在篩網(wǎng)上用流水沖洗5-10min以除去雜質(zhì)和糖類；(2)將處理過篩的杏渣，按照質(zhì)量比1∶(5-15)加水，調(diào)整pH值為4-6；(3)將由纖維素酶與蛋白酶組成的混合酶對上述處理過的杏渣進(jìn)行酶解，纖維素酶與蛋白酶用量按照質(zhì)量比1∶(2-4)，酶解溫度為30-50℃，酶解時間為40-80min，酶解完成后在100℃水浴鍋中高溫滅酶10min；(4)經(jīng)滅酶后的杏渣醪液調(diào)整pH值至中性后進(jìn)行離心分離；(5)將離心分離后的上清液中加入四倍體積以上的無水乙醇進(jìn)行醇沉；(6)在離心分離的固體中加入5％(m/m)的H2O2，并在60℃水浴中加熱60min，離去上清液再經(jīng)洗滌，并用稀鹽酸中和后再離心分離。2.如權(quán)利要求1所述的杏渣制備膳食纖維的方法，其特征在于，具體制備步驟如下(1)將杏渣經(jīng)水洗兩遍，干燥后粉碎過40目篩網(wǎng)備用，在篩網(wǎng)上用流水沖洗5-10min以除去雜質(zhì)和糖類；(2)將處理過篩的杏渣，按照質(zhì)量比l:15加水，調(diào)整pH值為6;(3)將由纖維素酶與蛋白酶組成的混合酶對上述處理過的杏渣進(jìn)行酶解，纖維素酶與蛋白酶用量按照質(zhì)量比l:4，酶解溫度為5(TC，酶解時間為80min，酶解完成后在10(TC水浴鍋中高溫滅酶10min;(4)經(jīng)滅酶后的杏渣醪液調(diào)整pH值至中性后進(jìn)行離心分離；(5)將離心分離后的上清液中加入四倍體積以上的無水乙醇進(jìn)行醇沉；(6)在離心分離的固體中加入5%(m/m)的H202、并在6(TC水浴中加熱60min，離去上清液再經(jīng)洗滌，并用稀鹽酸中和后再離心分離。全文摘要本發(fā)明公開了一種從杏仁粕中制備杏仁肽的方法，通過將杏仁粕干燥、粉碎、過篩后加入去離子水，調(diào)pH值，在一定溫度下攪拌浸提、離心、取上清液；再用HCL調(diào)至pH4.5，離心，取沉淀層水洗；收集沉淀置于酶解罐中，按照固液比1∶(10-15)添加去離子水，攪拌混合加熱至40-55℃，以HCL調(diào)節(jié)pH值5-8，按照蛋白酶∶粗杏仁蛋白為(1-2)∶100的質(zhì)量比加入蛋白酶酶解反應(yīng)后，調(diào)節(jié)pH值5.5，并升溫到90℃，維持20min，經(jīng)酶滅活處理后冷卻至室溫，將酶解液在5000r/min下離心20min取上清液，并利用陽陰離子交換樹脂將杏仁蛋白酶解液進(jìn)行脫鹽處理后，經(jīng)超濾分離獲得杏仁蛋白肽具有廣泛應(yīng)用價值。文檔編號A23L1/212GK101695364SQ20091011348公開日2010年4月21日申請日期2009年10月15日優(yōu)先權(quán)日2009年10月15日發(fā)明者周建中,孔令明,徐麟,楊海燕,武運,逄煥明,郭金善,阿不力米提,陶永霞申請人:新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);