一种高品质大蒜皮膳食纤维及其制备方法
【专利摘要】本发明一种高品质大蒜皮膳食纤维及其制备方法，涉及农产品深加工【技术领域】。按照下述步骤进行：将干燥后的蒜皮粉碎过筛，得大蒜皮粉末，利用酶解法、化学法、酶-化学法等技术提取大蒜皮中的膳食纤维，再用酶法、微生物发酵法、化学法、复合处理法等方法对大蒜皮中的膳食纤维进行改性而得到高品质膳食纤维。本发明采用大蒜皮为原料制备得到的膳食纤维中可溶性膳食纤维的含量高达30%，而且色泽浅、吸水性好、膨胀力大、抗氧化性强，是一种高品质膳食纤维。
【专利说明】一种高品质大蒜皮膳食纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农产品深加工【技术领域】，特指利用大蒜皮为原料对其所含的膳食纤维进行提取和改性而制备得到的高品质膳食纤维。
【背景技术】
[0002]膳食纤维(dietary fiber,DF)是一类不能被人体小肠消化吸收,而在大肠中能被部分或全部发酵的可食用植物性成分及其类似物的总称，包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶以及相关的植物物质。膳食纤维分为不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF)和可溶性膳食纤维(soluble dietary fiber, SDF)两种。IDF主要作用于肠道产生机械蠕动作用，而SDF则更多发挥代谢功能，如促进乳酸菌增殖、调节血糖、降血脂、降低胆固醇、降血压等多种生理功能等。因此，膳食纤维中SDF组成比例是影响膳食纤维生理功能的一个重要因素。美国Leitz等学者建议，膳食纤维组成中SDF含量达到10%以上才是高品质膳食纤维，否则只能被称作填充料型膳食纤维。不同来源、不同结构组成的膳食纤维制品，其生理功能的强弱程度是不一样的。因此，在开发膳食纤维时，应该选用那些本身生理功能就比较好的膳食纤维原料，才能获得具有良好口感和功能的新一代的高品质膳食纤维食品。
[0003]大蒜是百合科多年生草本植物，我国年广大蒜1100万吨,是重要的大蒜生广国和贸易国，产量和贸易量均占世界70%以上。大蒜不仅是人们生活中不可缺少的调味品，而且具有很好的保健与治疗功效，如降低血脂、预防血栓、抑制癌细胞生长、降低血糖等多种功效。目前深受市场欢迎的大蒜产品如蒜片、蒜粉、蒜粒、蒜油、腌制蒜、大蒜多糖等在加工时都需要脱除蒜皮，如生广I吨蒜精油和15吨大蒜多糖可消耗300吨鲜蒜，其中原材料的约20%为蒜皮。蒜皮作为大蒜加工的副广品，其可溶性膳食纤维所占比例小于10%,远低于闻品质膳食纤维要求。因此随着大蒜加工业的快速发展，其产量愈来愈多，对于蒜皮开发的需求愈来愈迫切。
[0004]
【发明内容】
本发明旨在提供一种色泽浅、产率高、吸水性好、膨胀力大和抗氧化性强的高品质膳食纤维，提高农产品精深加工产品的附加值。为达到该目的，本发明以大蒜深加工的副产物大蒜皮为原料，制备闻品质大蒜皮膳食纤维。
[0005]一种高品质大蒜皮膳食纤维的制备方法，按照下述步骤进行:
(1)将大蒜原料经过干燥、粉碎、过筛；
(2)提取经步骤(I)处理后的原料中的膳食纤维；
(3)对膳食纤维进行分子改性处理；
(4)改性处理后的溶液经过干燥得到高品质膳食纤维。
[0006]本发明所述步骤(I)中的原料来自于白皮蒜或紫皮蒜的蒜皮中的一种或两种。
[0007]本发明所述步骤(2)中膳食纤维的提取可以通过酶解法、化学法或酶-化学法。
[0008]其中所述的酶解法中使用的酶及反应条件如下:按照酶与底物(E/S)质量比为2%加淀粉酶，95 °C反应35 min ;按照酶与底物(E/S)质量比为0.5%加蛋白酶，60°C反应30min ;按照酶与底物(E/S)质量比为0.01%加糖苷酶、60°C反应30 min ;化学法中使用的化学试剂包括:酸(0.1 M H2S04，50°C水解2 h)、碱(0.5 M Na0H，50°C水解3 h)、乙醇(95%乙醇，50°C保温2 h)等中的一种或几种；酶-化学法是指将酶解法和化学法中的几种按照上述条件结合先后使用。
[0009]本发明所述步骤(3)中膳食纤维的改性可以通过酶法、微生物发酵法、化学法和复合处理法实现。酶法中使用的酶包括纤维素酶、木聚糖酶、木质素氧化酶等中的一种或几种(E/S 3%，50°C反应3 h);化学处理法的试剂包括酸(H2SO4, pH 2.0，50°C水解I h)、碱(NaOH, pH 12，50°C水解2 h)、羧甲基化(40°C，NaOH和一氯醋酸的浓度各为0.3 M);微生物发酵法是利用植物乳酸菌发酵；复合处理法包括化学、酶、微生物发酵法中的几种按照上述条件先后结合。
[0010]本发明所述步骤(4)中干燥的方法包括50°C烘箱干燥、-20°C冷冻干燥和喷雾干燥(进风温度150°C、出风温度60°C)等干燥方法。
[0011]本发明所得到的蒜皮膳食纤维产品中可溶性膳食纤维18%?30%、不溶性膳食纤维 82% ?70%ο
[0012]本发明的优点是:以本身生理功能就比较好的大蒜的副产物大蒜皮为原料，提取其中膳食纤维，对膳食纤维分子组成进行改性，使其中可溶性膳食纤维的比例高达30%，而且得到的产品色泽浅、产率高、吸水性好、膨胀力大且抗氧化性强，是一种高品质膳食纤维。
【具体实施方式】
[0013]膳食纤维中可溶性膳食纤维的含量测定参照中国人民共和国国家标准GB/T5009.88-2008 方法测定。
[0014]下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，但发明的实施方式不限于此。
[0015]实施例1
(I)粉碎:将50°C烘箱干燥后的白皮大蒜的蒜皮粉碎过筛，得大蒜皮粉末。
[0016](2)膳食纤维的提取:称大蒜皮粉末1.0 g，加入25 mL蒸馏水，调节pH至8.0，加入I mL浓度为20 mg/mL的α-淀粉酶，95 1:反应时间35 min ;反应后，冷却至60 °C，调节pH至7.0，加入50 mg/mL的木瓜蛋白酶100 yL,60 °C水浴30 min，然后加入3 mo I/L的乙酸溶液5 mL，调节pH约4.5，加入糖苷酶溶液100 yL,60 °C反应30 min ;酶解液加入4倍体积的95%乙醇沉淀I h，5000 rpm离心15 min，沉淀用78%乙醇、95%乙醇、丙酮各洗涤I次，50°C烘箱干燥获得膳食纤维。
[0017](3)改性和干燥:上述步骤(2)的膳食纤维1.0 g，置于20 mL pH 6.0磷酸缓冲液中，再加入3%的纤维素酶，在50 °C恒温水浴锅保温，3 h后立即放入100 °C水浴锅中灭酶15 min,酶解液加入4倍体积的95%乙醇沉淀I h, 5000 rpm离心15 min,沉淀用78%乙醇、95%乙醇、丙酮各洗涤I次，_20°C冷冻干燥获得改性后的高品质膳食纤维，测定得知产品中可溶性膳食纤维30%、不溶性膳食纤维70%。
[0018]实施例2
(I)粉碎:将冷冻干燥后的紫皮大蒜的蒜皮粉碎过筛，得大蒜皮粉末。
[0019](2)膳食纤维的提取:称大蒜皮粉末1.0 g，按料液比1:10加入水，并加入I MH2SO4溶液使其终浓度为0.1 M，放到50°C恒温水浴锅水解2 h，抽虑，并用热水洗涤2~3次，直到滤渣呈中性。再加入10 mL浓度为1.0 M的NaOH室温下浸提2 h,水解液加入4倍体积的95%乙醇沉淀I h，5000 rpm离心15 min，沉淀用78%乙醇、95%乙醇、丙酮各洗涤I次，50°C烘箱干燥获得膳食纤维。
[0020](3)改性和干燥:上述步骤(2)的膳食纤维1.0 g，置于20 mL pH 6.0磷酸缓冲液中，再加入3%的木聚糖酶，盖上锡箔纸，在50 °C恒温水浴锅保温，3 h后立即放入100 °〇水浴锅中灭酶15 min,酶解液加入4倍体积的95%乙醇沉淀I h,5000 rpm离心15 min,沉淀用78%乙醇、95%乙醇、丙酮各洗涤I次，50°C烘箱干燥后获得高品质膳食纤维，测定得知产品中可溶性膳食纤维25%、不溶性膳食纤维75%。 [0021]实施例3
(I)粉碎:将红外干燥后的白皮大蒜的蒜皮粉碎过筛，得大蒜皮粉末。
[0022](2)膳食纤维的提取:称大蒜皮粉末10.0 8，加入0.5 M的NaOH 100 mL，在60 V恒温水浴锅水解3 h，水解液中加入4倍体积的95%乙醇沉淀I h，5000 rpm离心15 min,沉淀用78%乙醇、95%乙醇、丙酮各洗涤I次，50°C烘箱干燥获得膳食纤维。
[0023](3)改性和干燥:上述步骤(2)的膳食纤维1.0 g，置于20 mL pH 6.0磷酸缓冲液中，再加入3%的木质素氧化酶，盖上锡箔纸，在50 °C恒温水浴锅保温，3 h后立即放入100°C水浴锅中灭酶15 min,酶解液加入4倍体积的95%乙醇沉淀I h,5000 rpm离心15 min,沉淀用78%乙醇、95%乙醇、丙酮各洗涤I次，50°C烘箱干燥后获得高品质膳食纤维，测定得知产品中可溶性膳食纤维18%、不溶性膳食纤维82%。
[0024]实施例4
(I)粉碎:将红外干燥后的白皮大蒜的蒜皮粉碎过筛，得大蒜皮粉末。
[0025](2)膳食纤维的提取:称大蒜皮粉末10.0 g，加入95%的乙醇100 mL，在50 °〇恒温保温2h，5000 rpm离心15 min,沉淀用78%乙醇、95%乙醇、丙酮各洗涤I次，50°C烘箱干燥获得膳食纤维。
[0026](3)改性和干燥:上述步骤(2)的膳食纤维1.0 g，置于20 mL水中，加入NaOH和一氯醋酸终浓度为0.3 M，在40 1:恒温水浴锅碱化I h，醚化2 h，反应液加入4倍体积的95%乙醇沉淀I h，5000 rpm离心15 min,沉淀用78%乙醇、95%乙醇、丙酮各洗涤I次，然后用喷雾干燥机喷雾干燥(进风温度150°C、出风温度60°C)，收集干燥粉末，即得高品质膳食纤维，测定得知产品中可溶性膳食纤维21%、不溶性膳食纤维79%。
[0027]实施例5
(I)粉碎:将50°C干燥后的紫皮大蒜的蒜皮粉碎过筛，得大蒜皮粉末。
[0028](2)膳食纤维的提取:称大蒜皮粉末1.0 g，加入25 mL蒸馏水，调节pH至8.0，加入I mL浓度为20 mg/mL的α-淀粉酶，95 1:反应时间35 min ;反应后，冷却至60 °C，调节pH至7.0，加入50 mg/mL的木瓜蛋白酶100 yL,60 °C水浴30 min，然后加入3 mo I/L的乙酸溶液5 mL，调节pH约4.5，加入糖苷酶溶液100 yL,60 °C反应30 min ;酶解液加入4倍体积的95%乙醇沉淀I h，5000 rpm离心15 min，沉淀用78%乙醇、95%乙醇、丙酮各洗涤I次，50°C烘箱干燥获得膳食纤维。
[0029](3)改性和干燥:上述步骤(2)的膳食纤维10.0 g，置于200 mL pH 6.0磷酸缓冲液中，再加入3%的纤维素酶，在50 °C恒温水浴锅保温，3 h后立即放入100 °C水浴锅中灭酶15 min。调节膳食纤维浓度为2%，再加入脱脂奶粉、蔗糖使其浓度为12%和8%，分装于三角瓶中，置于高压灭菌锅中，在121 °C下灭菌30 min，接种进入植物乳酸菌，在37°C下24h，发酵产物经过均质粉碎和喷雾干燥获得高品质膳食纤维，测定得知产品中可溶性膳食纤维23%、不溶性膳食纤维77%。
【权利要求】
1.一种高品质大蒜皮膳食纤维的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行: (1)将大蒜原料经过干燥、粉碎、过筛； (2)提取经步骤(I)处理后的原料中的膳食纤维； (3)对膳食纤维进行分子改性处理； (4)改性处理后的溶液经过干燥得到高品质膳食纤维。
2.根据权利要求1所述的一种高品质大蒜皮膳食纤维的制备方法，其特征在于所述步骤(I)中的原料来自于白皮蒜或紫皮蒜的蒜皮中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种高品质大蒜皮膳食纤维的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中膳食纤维的提取可以通过酶解法、化学法或酶-化学法。
4.根据权利要求3所述的一种高品质大蒜皮膳食纤维的制备方法，其特征在于其中所述的酶解法中使用的酶及反应条件如下:按照酶与底物质量比为2%加淀粉酶，95 V反应35 min;按照酶与底物质量比为0.5%加蛋白酶，60°C反应30 min ;按照酶与底物质量比为0.01%加糖苷酶、60°C反应30 min。
5.根据权利要求3所述的一种高品质大蒜皮膳食纤维的制备方法，其特征在于其中化学法中使用的化学试剂为:0.1 M H2S04，50°C水解2 h ；0.5 M Na0H，50°C水解3 h ； 95%乙醇，50°C保温2 h等中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种高品质大蒜皮膳食纤维的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中膳食纤维的改性通过酶法、微生物发酵法、化学法和复合处理法实现。
7.根据权利要求6所述的一种高品质大蒜皮膳食纤维的制备方法，其特征在于酶法中使用的酶为纤维素酶、木聚糖酶、木质素氧化酶等中的一种或几种，按照酶与底物质量比为3%加酶，50°C反应3 h。
8.根据权利要求6所述的一种高品质大蒜皮膳食纤维的制备方法，其特征在于化学处理法的试剂为 H2SO4, pH 2.0，50°C水解 I h、NaOH，pH 12，50°C水解 2 h、40°C，NaOH 和一氯醋酸的浓度各为0.3 M0
9.根据权利要求6所述的一种高品质大蒜皮膳食纤维的制备方法，其特征在于所述步骤(4)中干燥的方法为50°C烘箱干燥、_20°C冷冻干燥或喷雾干燥中的一种或几种，其中喷雾干燥中进风温度150 °C、出风温度60 °C。
【文档编号】A23L1/308GK103478739SQ201310435966
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】马海乐, 刘湾, 黄六容 申请人:江苏大学