一种具有防治便秘的膳食纤维的制备方法与流程

本发明涉及一种具有防治便秘的膳食纤维的制备方法，此膳食纤维主要从莲的加工副产品荷梗中提取获得。

背景技术：

我国莲资源丰富，栽培主产区在长江流域和黄淮流域，湖北、江苏、山东、安徽、福建、湖南、浙江等省的种植面积较大，目前估计全国栽培面积在50～70万hm²。莲的根、茎、叶、花、果都有经济价值，藕中含多糖5～10％，蛋白质1～4％，以及丰富的核苷、氨基酸类营养成分，莲子中的蛋白质含量在20％左右，氨基酸组成种类齐全，还含有丰富的微量元素，是优良的水生蔬菜和副食佳品，可供生食、熟食、加工罐藏、制作蜜饯和藕粉等。除了藕和莲子供食用外，花粉、荷叶、莲子心等，也都可以作菜肴或饮料及保健食品。而荷梗作为莲资源开发的副产物，资源十分丰富，除少量药用外，大量被废弃，或燃烧后用作肥料。

膳食纤维(dietaryfiber，df)，被誉为“第七大营养素”，根据膳食纤维水溶的差异，将其分为2个类型，即水溶性膳食纤维(sdf)和不溶性膳食纤维(idf)。膳食纤维具有降血糖、降血脂、抗癌、改善肠道菌群、治疗便秘、利于减肥以及替代脂肪等的作用。流行病学和临床研究表明膳食纤维的摄入量与患肥胖症、ⅱ-型糖尿病、癌症和心血管疾病的机率成负相关关系。便秘是临床常见的复杂症状，随着人们饮食结构的改变及精神心理和社会因素的影响，便秘发病率有增高趋势，困扰着多数职场人士和众多的老年人，严重影响他们的生活质量。便秘人群易出现肠道菌群紊乱，长期便秘还与急性心脑血管疾病、痴呆、结直肠癌等有密切的关系。

莲中含有丰富的膳食纤维，已有从藕节、藕渣、藕芽等莲加工废弃部位中获得具有抗氧化、预防肥胖、防治便秘等功能的膳食纤维的报道。

发明对荷梗中膳食纤维的提取，得到的膳食纤维理化性质优异，有较强的持水能力，较强的吸附亚硝酸根和清除dpph自由基以及还原铁离子的能力，荷梗膳食纤维的开发利用，可解决莲加工废弃物大，不易储存，污染环境的问题，同时开发出深加工产品，可提高其附加值，具有重要的实际应用价值。

技术实现要素：

发明目的：本发明对荷梗中的膳食纤维成分进行科学提取分离，得到的荷梗膳食纤维纯度高，品质优，可为食品业及工业提供原料。本发明还可解决莲的加工废弃物量大，资源浪费，污染环境的问题，同时开发食品和保健产品，提高其附加值，具有重要的开发利用价值。

技术方案：为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：

一种从荷梗制备防治便秘的膳食纤维的方法，包括以下步骤：

(1)取干燥的荷梗，粉碎，过筛，按1:8～1:12的重量比例加蒸馏水混匀，并按200:1～100:1的重量比加入第一种酶，在55℃～65℃下水解2-3h，用酸调节ph至4.5-5.5，升高温度至45-55℃，再按200:1～100:1的重量比加入第二种酶，按20:1～10:1的重量比加入第三种酶，混合均匀，50℃～60℃酶解2-4h；

(2)取步骤(1)的酶解液，加碱调至中性，温度降至常温，得酶解原料；

(3)取步骤(2)的酶解原料在70-90℃下灭酶，用双层滤布过滤；

(4)取步骤(3)滤液，进行离心；

(5)取步骤(4)中离心上清液加3-4倍的乙醇，静置2-3h，离心，取离心的沉淀，烘干得到可溶性膳食纤维；

(6)取步骤(4)中的离心滤渣，水洗至中性，烘干，得不可溶膳食纤维。

作为优选方案，步骤(1)中所述的第一种酶为α-淀粉酶，酸为体积浓度5％～10％柠檬酸，第二种酶为果胶酶，第一种酶为纤维素酶。

作为优选方案，步骤(2)中的碱为质量浓度5％～15％的碳酸氢钠溶液。

作为优选方案，步骤(4)的离心方式为3000-8000rpm/min,离心5-15min。

作为优选方案，步骤(5)和(6)中的烘干温度为45-60℃

作为优选方案，以上所述的一种从荷梗制备防治便秘的膳食纤维的方法，荷梗膳食纤维淀粉含量较高，可达37.87～45.50mg/g，较强的持水能力，可达5.03～5.20g/g,吸附亚硝酸根的能力达0.98～2.99mg/g，，与阳性药维生素c(100％)相比，荷梗sdf的金属螯合力可达98％-99％。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明所述的一种从荷梗中提取制备膳食纤维的方法，通过大量实验筛选出最佳的酶解工艺和酸碱调整ph值工艺。整个步骤工艺设计合理，操作简单、可行性高。作为一种荷梗膳食纤维深加工精制技术，可提高莲副产品荷梗的综合利用率，提高经济效应，降低环境污染。本发明制备得到的荷梗膳食纤维，具有较强的持水力、吸附亚硝酸根、金属螯合力的能力，在生产过程中不添加任何食品添加剂，安全性高。

(2)申请人对本发明产品功能进行了研究，发现荷梗膳食纤维三个剂量组和模型组相比，本发明膳食纤维均能明显的缩短模型小组首次排便时间、增加6小时内排便次数，具有协同的疗效。

附图说明

图1为各组小鼠1h内排便粒数的结果图。

图2为各组小鼠6h内排便粒数的结果图。

图3为各组小鼠的结肠部位切片图。

具体实施方案

根据下述具体实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1

一种从荷梗制备防治便秘的膳食纤维的方法，它是通过以下方法制备得到：

(1)取莲的固体废弃物荷梗1kg，粉碎，过40目筛，按1:10的重量比例加蒸馏水混匀，200:1的重量比加α-淀粉酶，在60℃下水解2h，用5％的柠檬酸调节ph至5.0，升高温度至50℃，再按200:1的重量比加入0.5％果胶酶，按12.5:1的重量比加入纤维素酶，混合均匀，55℃下酶解3h；

(2)取步骤(1)的酶解液，加9％浓度的碳酸氢钠溶液调至中性，温度降至常温，得酶解原料；

(3)取步骤(2)的酶解原料浆液在85℃下灭酶，用双层滤布过滤；

(4)取步骤(3)的滤液，进行离心；

(5)取步骤(4)中上清液加4倍95％的乙醇，静置2h，离心，60℃下烘干得到可溶性膳食纤维(sdf)；

(6)取步骤(4)中的滤渣，水洗至中性，60℃下烘干，得不可溶膳食纤维(idf)。

荷梗膳食纤维淀粉含量为49mg/g，持水能力达5.030g/g,吸附亚硝酸根的能力达1.98mg/g，与阳性药维生素c(100％)相比，荷梗sdf的金属螯合力可达98％-99％。

对比实施例1

一种从荷梗制备防治便秘的膳食纤维的方法，它是通过以下方法制备得到：

(1)取莲的固体废弃物荷梗1kg，粉碎，过40目筛，按1:10的重量比例加蒸馏水混匀，200:1的重量比加α-淀粉酶，在60℃下水解2h，升高温度至50℃，再按200:1的重量比加入0.5％果胶酶，按12.5:1的重量比加入纤维素酶，混合均匀，55℃下酶解3h；

(2)取步骤(1)的酶解液，温度降至常温，得酶解原料；

(3)取步骤(2)的酶解原料浆液在85℃下灭酶，用双层滤布过滤；

(4)取步骤(3)的滤液，进行离心；

(5)取步骤(4)中上清液加4倍95％的乙醇，静置2h，离心，60℃下烘干得到可溶性膳食纤维(sdf)；

(6)取步骤(4)中的滤渣，水洗至中性，60℃下烘干，得不可溶膳食纤维(idf)。

荷梗膳食纤维淀粉含量为32mg/g，持水能力达4.530g/g,吸附亚硝酸根的能力达1.61mg/g，与阳性药维生素c(100％)相比，荷梗sdf的金属螯合力可达85％。

对比实施例2

一种从荷梗制备防治便秘的膳食纤维的方法，它是通过以下方法制备得到：

(1)取莲的固体废弃物荷梗1kg，粉碎，过40目筛，按1:10的重量比例加蒸馏水混匀，200:1的重量比加α-淀粉酶，在60℃下水解2h，用5％的柠檬酸调节ph至5.0，升高温度至50℃；

(2)取步骤(1)的酶解液，加9％浓度的碳酸氢钠溶液调至中性，温度降至常温，得酶解原料；

(3)取步骤(2)的酶解原料浆液在85℃下灭酶，用双层滤布过滤；

(4)取步骤(3)的滤液，进行离心；

(5)取步骤(4)中上清液加4倍95％的乙醇，静置2h，离心，60℃下烘干得到可溶性膳食纤维(sdf)；

(6)取步骤(4)中的滤渣，水洗至中性，60℃下烘干，得不可溶膳食纤维(idf)。

荷梗膳食纤维淀粉含量为20mg/g，持水能力为2.821g/g,吸附亚硝酸根的能力达1.23mg/g，与阳性药维生素c(100％)相比，荷梗sdf的金属螯合力为78％-79％。

实施例2

一种防治便秘的荷梗膳食纤维及其制备方法，它是通过以下方法制备得到：

(1)取莲的固体废弃物荷梗1kg,粉碎，过40目筛，按1:12的重量比例加蒸馏水混匀，100:1的重量比加α-淀粉酶，在60℃下水解2h，用5％的柠檬酸调节ph至5.0，升高温度至50℃，再按100:1的重量比加入0.5％果胶酶，按25:1的重量比加入纤维素酶，混合均匀，55℃下酶解3h；

(2)取步骤(1)的酶解液，加9％浓度的碳酸氢钠溶液调至中性，温度降至常温，得酶解原料；

(3)取步骤(2)的酶解原料浆液在85℃下灭酶，用双层滤布过滤；

(4)取步骤(3)的滤液，进行离心；

(5)取步骤(4)中上清液加4倍95％的乙醇，静置2h，离心，60℃下烘干得到可溶性膳食纤维(sdf)；

(6)取步骤(4)中的滤渣，水洗至中性，60℃下烘干，得不可溶膳食纤维(idf)。

荷梗膳食纤维淀粉含量较高，可达48.60mg/g，持水能力为5.15g/g，吸附亚硝酸根的能力达2.98mg/g，与阳性药维生素c(100％)相比，荷梗sdf的金属螯合力可达98％-99％。

对比实施例2

一种防治便秘的荷梗膳食纤维及其制备方法，它是通过以下方法制备得到：

(1)取莲的固体废弃物荷梗1kg,粉碎，过40目筛，按1:12的重量比例加蒸馏水混匀，按100:1的重量比加入0.5％果胶酶，按25:1的重量比加入纤维素酶，混合均匀，55℃下酶解3h，得酶解液；

(2)取步骤(1)的酶解液，加9％浓度的碳酸氢钠溶液调至中性，温度降至常温，得酶解原料；

(3)取步骤(2)的酶解原料浆液在85℃下灭酶，用双层滤布过滤；

(4)取步骤(3)的滤液，进行离心；

(5)取步骤(4)中上清液加4倍95％的乙醇，静置2h，离心，60℃下烘干得到可溶性膳食纤维(sdf)；

(6)取步骤(4)中的滤渣，水洗至中性，60℃下烘干，得不可溶膳食纤维(idf)。

荷梗膳食纤维淀粉含量为28.60mg/g，持水能力为3.15g/g，吸附亚硝酸根的能力为2.13mg/g，与阳性药维生素c(100％)相比，荷梗sdf的金属螯合力可达88％-89％。

实施例3功效实验

以实施例1下本发明的提取物进行对便秘模型作用的研究

(1)小鼠排便实验

取健康icr小鼠60只，随机分成6组，每组10只，分别为空白组，便秘模型组，阳性药组(乳果糖)，实施例1制备得到的荷梗膳食纤维高、中、低剂量组。除空白组外，各组小鼠灌胃给予盐酸洛哌丁胺(6mg/kg)，每日两次，复制小鼠便秘模型。便秘模型复制成功后，给以盐酸洛哌丁胺的同时开始给以治疗药物，阳性药物组给以乳果糖(1.52mg/kg)，给药组分别给以实施例1荷梗膳食纤维高剂量(4g/kg)，荷梗膳食纤维中剂量(2g/kg)，荷梗膳食纤维低剂量(1g/kg)，同时空白组及模型组灌胃给以等量生理盐水，周期为14天。第14天，给各组灌胃给予红墨水(0.1ml/10g)，每只小鼠单独放入带隔层小鼠笼，正常饮水、进食、分别观察并记录每只小鼠首次排出红便的时间，计算其首次排红便所用时间，收集小鼠6h内粪便，并记录粒数。第15天，麻醉处死小鼠，取结肠部位进行病理切片研究。

(2)数据及结果分析

由图1、图2(与正常组相比△p<0.05，△△p<0.01，与模型组相比*p<0.05，**p<0.01)可见，空白组与模型组的首次排出红便所用时间、排便总粒数都有显著性差异，说明便秘模型造模成功。给药组排便粒数及首次排红便时间均与模型组有显著差异，且往正常组回调。由图3(1-空白组，2-模型组，3-阳性药，4-荷梗膳食纤维高剂量，5-荷梗膳食纤维中剂量，6-荷梗膳食纤维低剂量)可见，结肠组织切片结果显示，模型组粘膜层明显变薄，肠腺数量减少，粘膜下层结缔组织局部可见水肿，间隙增宽；肌层与浆膜层严重变薄，给药后均不同程度改善。

以上实验结果表明，本发明变废为宝，通过优选的方法，以荷梗为原料，制备得到了性能优异，绿色安全的膳食纤维，其还可显著增加便秘小鼠的排便次数，缩短首便时间，减轻排便的困难程度。本发明开发荷梗膳食纤维的防治便秘的新功效，可解决荷梗产量大，资源浪费，污染环境的问题，同时开发食品和保健产品，提高其附加值，具有重要的开发利用价值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。