专利名称：玉米活性多糖的生产方法
技术领域：
本发明属于保健食品加工技术。
背景技术：
活性多糖系指具有某种特殊生理活性的多糖类化合物，其中包括膳食纤维及食用菌多糖等。膳食纤维具有多种生理功能，可以预防便秘和结肠癌；降低血清胆固醇及血脂，预防由冠状动脉硬化引起的心脏病；改善末梢神经对胰岛素的感受性，调节糖尿病人的血糖水平；改变食物消化过程，增加饱腹感。另外，医学及营养学研究证明，充足的膳食纤维摄入可保护机体免遭一些疾病的侵害。膳食纤维是多种结构相似的多糖类碳水化合物的统称，各种膳食纤维产品的化学组成成分相差很大。因此，不同种类的膳食纤维产品其生理功能的显著程度相差较大。经研究发现，并不是所有种类的膳食纤维都具有显著的保健功能，普通膳食纤维产品其生理活性较弱，甚至无生理活性及保健功能，而且口感较差，只能作为无能量填充剂，因此，这类膳食纤维不能称其为活性多糖。而质量优良的高品质膳食纤维口感舒适，生理活性成分含量高，保健功能显著。高品质膳食纤维与普通膳食纤维的根本差异是其中可溶性膳食纤维含量的多少，高品质膳食纤维中可溶性膳食纤维含量大于12％，是普通膳食纤维的2倍以上，这类膳食纤维具有明显的活性多糖属性，可称其为活性多糖。大量研究结果表明，可溶性膳食纤维的保健作用极为明显，膳食纤维中可溶性膳食纤维含量越高，其保健作用越明显。
目前国内外膳食纤维的生产多以小麦麸皮、燕麦、大豆皮、甘蔗渣为原料，采用酸法、碱法生产，所得膳食纤维质量较差，可溶性膳食纤维含量较少，仅占3-5％左右，不能达到预期的保健效果，而且得率较低，操作繁琐并存在环保问题。也有报道利用酶法生产膳食纤维，该法不但设备投资大，操作繁琐，产品质量不易控制，而且完全除去了纤维中的功能蛋白，降低了产品的保健功效。另外，目前国内外膳食纤维生产中的脱脂工艺大多数采用有机溶剂法，该法存在操作危险性及环保问题。
玉米是我国主要农作物之一，玉米深加工企业每年产生大量的副产物玉米皮，绝大多数直接用做饲料，未得到充分利用，附加值很低。玉米皮可以作为膳食纤维的主要原料，但玉米皮的主要成分是粗纤维，如不经特殊处理，无法转化为具有明显保健功能的活性多糖。
发明内容
本发明旨在提供一种以玉米皮为原料制取玉米活性多糖的方法，先将玉米皮去杂、浸泡、水洗，除去残余淀粉、小颗粒胚乳等非纤维成分，然后脱水、干燥、粉碎，制得含水量小于8％，粒度小于1mm的玉米皮纤维粉(以下简称玉米皮粉)，将玉米皮粉投入萃取罐，用超临界CO2流体萃取技术脱除脂类及异杂味物质，工作压力8MPa～50MPa，温度32℃～60℃，时间0.5小时～3.5小时；将脱脂、脱杂后的玉米皮粉进行润料处理，使其含水量在25％～65％，将润料处理过的玉米皮粉投入挤出机进行高温高压挤出处理，挤出温度110℃～170℃，进料速度10～50kg/h，对挤出后的物料进行干燥，使挤出物含水量小于8％，对干燥后的物料进行粗粉碎和超微粉碎，所得粉状物粒度120～160目，即得到玉米活性多糖。为增强玉米活性多糖的生理活性，在挤出前可在玉米皮粉中添加0.1％～0.5％的海藻酸钠或藻酸丙二醇酯及0.1％～0.5％的柠檬酸。本发明获得的产品，即可作为食品添加剂添加到需要强化膳食纤维的食品中，也可作为食品直接食用，可用本发明的玉米活性多糖为基料，加入适量纯净水润湿、造粒、压片，制成咀嚼片，即为玉米活性多糖膨润片。
本发明采用的超临界CO2流体萃取技术具有脱脂率高的优点，同时兼有脱色脱异杂味作用，提高了玉米皮纤维的品质及保健功能，是制取玉米活性多糖的前提，与碱法、酸法及酶法相比具有高效，低耗，无毒、无污染，无残留、操作方便，选择性好等优点，并可使生产连续化、自动化，与传统方法相比，可提高生产效率1倍以上，在玉米皮纤维的脱脂纯化方面具有其他方法无可比拟的优势。高温高压挤出工艺改善了玉米纤维功能，实现对物料的改性处理。高温、高压挤出时，对玉米皮产生强大的摩擦、剪切、熔融降解作用，使物料中所含的过热状态的水分瞬间汽化而产生爆炸效果，拉断或切断玉米皮纤维中的不溶性长链分子，有限度地降低其分子量，并对分子加以修饰，改变玉米皮纤维中部分聚合物的化学结构及相对分子量，破坏了纤维的粗硬组织，使其中可溶性成分含量、吸水性及持水力、结合水力、膨胀力大为提高。另外，玉米皮中残存的少量蛋白质和脂肪在这一过程中可以生成脂蛋白或与多糖反应，生成糖蛋白，提高了产品的生理活性。将脱脂后的玉米皮粉进行高温、高压挤出处理是玉米皮纤维转化为玉米活性多糖的关键。本发明所得产品脂肪含量小于1％(质量分数)，可溶性膳食纤维含量大于12％(质量分数)，是普通膳食纤维的2倍以上，持水力大于6.5g/g，膨胀力大于6.0ml/g(20℃)。产品颜色乳白或淡黄色，具有清香风味，无异杂味。纤维的疏水性降低，持水性提高，柔性增强。
本发明对玉米活性多糖按国家标准方法进行了保健功能试验(减肥、抗便秘、降血脂)。结果如下1.玉米活性多糖饲喂肥胖小鼠35天后，其体重与对照组小鼠(未饲喂玉米活性多糖的肥胖小鼠)相比降低13.2％，经生物学统计分析P＜0.001，差异极显著，说明玉米活性多糖具有明显的减肥作用。
2.玉米活性多糖饲喂肥胖小鼠35天后，与对照组小鼠(未饲喂玉米活性多糖的肥胖小鼠)相比，其脂肪指数降低27.2％、总胆固醇(TC)降低26.2％、甘油三酯(TG)降低33.1％、低密度脂蛋白(LDL)降低53.4％、高密度脂蛋白(HLD)升高27.1％，经生物学统计分析P＜0.01，差异极显著，说明玉米活性多糖有明显的降脂作用。
3.玉米活性多糖饲喂正常小鼠10天后，其胃、小肠运动功能推进百分率比对照组小鼠(未饲喂玉米活性多糖的小鼠)增加17.8％，排黑便时间减少26.9％；玉米活性多糖饲喂燥结型便秘模型小鼠3天后，与对照组小鼠(未饲喂玉米活性多糖的燥结型便秘模型小鼠)相比8小时内排便量增加61.56％。说明玉米活性多糖能明显增加燥结型便秘小鼠的排便次数，缩短小鼠的排便时间，具有明显的抗便秘作用。
上述试验结果为玉米活性多糖用于减肥、降脂、抗便秘提供了科学依据。
具体实施例方式
实施例1
以玉米淀粉厂或玉米酒精厂的副产物玉米皮为原料。
1.玉米皮的前处理将玉米皮放入15℃～20℃的水中浸泡并搅拌均匀，加水量以没过物料表面2cm～4cm为宜，浸泡1-2h，然后用流动水充分搓洗，除去残余淀粉、小颗粒胚乳等非纤维成分。所得湿玉米皮在转速为3000转/分钟的条件下进行离心分离脱水，使其含水量低于26％，然后在60℃～80℃条件下热风烘干，使其含水量小于8％，烘干时间视烘干设备生产能力而定。烘干的玉米皮，进行粉碎处理，制得粒度小于1mm的玉米皮粉。
2.脱脂、脱异杂味处理将前处理后的玉米皮粉进行超临界CO2萃取，萃取压力8MPa，温度32℃，时间0.5小时，CO2流量20L/h。所得产品颜色乳白或淡黄色，具有清香风味，无异杂味，脂类物质含量小于1％。
3.润料处理在经超临界CO2萃取处理的玉米皮粉中加入适量25℃的饮用水，搅拌均匀，放置15分钟，使玉米皮粉充分吸水，并保证其含水量在25％。
4.高温高压挤出处理将双螺杆挤出机预热，设定温度120℃，当模头温度达到130℃时，起动挤出操作，控制进料速度10kg/h，挤出过程中，显示温度不应低于110℃，将得到的挤出物，进行热风干燥或自然风干，使其含水量小于8％，然后进行粗粉碎和超微粉碎，使得到的粉状物能全部通过120目筛，即为玉米活性多糖。
为增强玉米活性多糖的生理活性，挤出前可在玉米皮粉中添加0.1％的海藻酸钠，0.1％的柠檬酸。
5.玉米活性多糖膨润片的生产以玉米活性多糖为基料，加适量纯净水润湿、造粒、压片，制成的咀嚼片即为玉米活性多糖膨润片，每片重1.5g，每片厚度为4mm。
实施例2以玉米淀粉厂或玉米酒精厂的副产物玉米皮为原料。
1.玉米皮的前处理同实施例1。
2.脱脂、脱异杂味处理将前处理后的玉米皮粉进行超临界CO2萃取，萃取压力30MPa，温度45℃，时间2小时，CO2流量30L/h。所得产品颜色乳白或淡黄色，具有清香风味，无异杂味，脂类物质含量小于1％。
3.润料处理在经超临界CO2萃取处理的玉米皮粉中加入适量25℃的饮用水，搅拌均匀，放置15分钟，使玉米皮粉充分吸水，并保证其含水量在45％。
4.高温高压挤出处理将双螺杆挤出机预热，设定温度150℃，当模头温度达到160℃时，起动挤出操作，控制进料速度30kg/h，挤出过程中，显示温度不应低于140℃，将得到的挤出物，进行热风干燥或自然风干，使其含水量小于8％，然后进行粗粉碎和超微粉碎，使得到的粉状物能全部通过140目筛，即为玉米活性多糖。
为增强玉米膳食纤维生理活性，挤出前可在玉米皮粉中添加0.3％的海藻酸钠，0.3％的柠檬酸。
5.玉米活性多糖膨润片的生产同实施例1。
实施例3以玉米淀粉厂或玉米酒精厂的副产物玉米皮为原料。
1.玉米皮的前处理同实施例1。
2.脱脂、脱异杂味处理将前处理后的玉米皮粉进行超临界CO2萃取，萃取压力50MPa，温度60℃，时间3.5小时，CO2流量40L/h。所得产品颜色乳白或淡黄色，具有清香风味，无异杂味，脂类物质含量小于1％。
3.润料处理在经超临界CO2萃取处理的玉米皮粉中加入适量25℃的饮用水，搅拌均匀，放置15分钟，使玉米皮粉充分吸水，并保证其含水量在60％。
4.高温高压挤出处理将双螺杆挤出机预热，设定温度170℃，当模头温度达到180℃时，起动挤出操作，控制进料速度50kg/h，挤出过程中，显示温度不应低于160℃，将得到的挤出物，进行热风干燥或自然风干，使其含水量小于8％，然后进行粗粉碎和超微粉碎，使得到的粉状物能全部通过160目筛，即为玉米活性多糖。
为增强玉米膳食纤维生理活性，挤出前可在玉米皮粉中添加0.5％的海藻酸钠，0.5％的柠檬酸。
5.玉米活性多糖膨润片的生产同实施例1。
实施例44.高温高压挤出处理为增强玉米活性多糖的生理活性，挤出前可在玉米皮粉中添加0.1％的藻酸丙二醇酯，0.1％的柠檬酸。
其余同实施例1。
实施例54.高温高压挤出处理为增强玉米活性多糖的生理活性，挤出前可在玉米皮粉中添加0.3％的藻酸丙二醇酯，0.3％的柠檬酸。
其余同实施例2。
实施例64.高温高压挤出处理为增强玉米活性多糖的生理活性，挤出前可在玉米皮粉中添加0.5％的藻酸丙二醇酯，0.5％的柠檬酸。
其余同实施例2。
权利要求
1.玉米活性多糖的生产方法，将玉米皮去杂、浸泡、水洗，除去残余淀粉、小颗粒胚乳等非纤维成分，然后脱水、干燥、粉碎，制得含水量小于8％，粒度小于1mm的玉米皮粉，其特征在于将玉米皮粉投入萃取罐，用超临界CO2流体萃取技术脱除脂类及异杂味物质，工作压力8MPa～50MPa，温度32℃～60℃，时间0.5小时～3.5小时；将脱脂、脱杂后的玉米皮粉进行润料处理，使其含水量在25％～65％，将润料处理过的玉米皮粉投入挤出机进行高温高压挤出处理，挤出温度110℃～170℃，进料速度10～50kg/h，对挤出后的物料进行干燥，使挤出物含水量小于8％，对干燥后的物料进行粗粉碎和超微粉碎，所得粉状物粒度120～160目，即得到玉米活性多糖。
2.根据权利要求1所说的玉米活性多糖的生产方法，其特征在于在高温高压挤出前在玉米皮粉中添加0.1％～0.5％的海藻酸钠或藻酸丙二醇酯及0.1％～0.5％的柠檬酸。
3.根据权利要求1或者2所说的玉米活性多糖的生产方法，其特征在于包括生产玉米活性多糖膨润片的步骤，以得到的玉米活性多糖为基料，加入适量纯净水润湿、造粒、压片，制成咀嚼片。
全文摘要
玉米活性多糖的生产方法。将玉米皮中杂质及淀粉去除后进行干燥、粉碎处理，将所得玉米皮粉状物进行超临界CO
文档编号A23L1/09GK1640892SQ20041001135
公开日2005年7月20日 申请日期2004年12月16日 优先权日2004年12月16日
发明者王大为, 张艳荣 申请人:吉林农业大学