一种挤压膨化辅助酶解提取米糠中可溶性膳食纤维的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于农产品加工及贮藏工程领域，具体涉及一种挤压膨化辅助酶解提取米糠中可溶性膳食纤维的方法。
【背景技术】
[0002]米糠是稻谷深加工中的高附加值副产品，含有人体必需的多种氨基酸、不饱和脂肪酸、膳食纤维及生理功能活性物质，对人体健康有很大的好处。在我国，每年生产约一千万吨米糠。然而现阶段，米糠大多被用作饲料或被遗弃，资源有效利用率及产品附加值极低，资源未能得到充分利用。
[0003]膳食纤维，是一类含有植物碳水化合物聚合物的混合物，通常来自于谷物、豆类、蔬菜和水果中。根据膳食纤维的溶解性，膳食纤维可以分为可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维。可溶性膳食纤维指的是不被人体消化道酶消化，但可以溶于热水且其水溶液能被4倍体积的乙醇再沉淀的膳食纤维。
[0004]近年来，随着生活水平的提高，人们在饮食习惯上发生了很大的变化，食物越发精细，开始缺乏膳食纤维，从而引起了各种疾病，如便秘、肥胖症、糖尿病等。膳食纤维之所以越来越受重视，是因为其具有较强的持水、持油能力，能螯合消化道中的胆固醇、重金属等，阻止致癌物的产生，并促进肠的蠕动，利于废物的排出，减少人体对有害物质的吸收。这些功能特性可以有效防治糖尿病、心血管疾病，同时预防肥胖、降压降血脂、降低肠癌发病率等。
[0005]挤压膨化技术是一种新型的食品加工技术，与其他常见的传统处理方法相比，挤压膨化技术有着热动态效率高、生产成本低、营养损失小、产品质量高、无废水废气等优点。挤压膨化技术是将物料在挤压膨化机内经过高温高压处理，瞬间释放至常温常压条件，使物料的内部结构和性质发生变化的过程。
[0006]目前，现有的提取米糠中可溶性膳食纤维的方法中，有的提取膳食纤维量较少，有的费用较高，有的设备工序较繁琐，不便于大量生产和提取，且成本较高。
【发明内容】
[0007]本发明针对上述问题，提供了一种应用范围广、成本较低、实用性高的挤压膨化辅助酶解提取米糠中可溶性膳食纤维的方法。
[0008]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0009]—种挤压膨化辅助酶解提取米糠中可溶性膳食纤维的方法，包括如下步骤:
[0010]a)物料前处理:选用新鲜米糠，将米糠粉碎并过筛筛选；
[0011]b)挤压膨化处理:对粉碎后的米糠进行挤压膨化处理，待挤压膨化后的米糠冷却至室温后，进行进一步粉碎；
[0012]c)酶解:将挤压膨化处理并进一步粉碎后的米糠加入到沸水中，米糠与沸水的重量体积比为1:50，搅拌均匀，待冷却至室温后，加入质量百分比为1.0%?2.5%的耐高温淀粉酶，进行酶解反应；
[0013]d)灭酶:对酶解后的米糠进行灭酶，然后冷却到室温；
[0014]e)提取上清液:加入质量体积比为0.6 %?1.2 %的NaOH溶液45?55ml，搅拌均匀后放入恒温水浴锅中处理，取出后冷却至室温，离心后得到上清液；
[0015]f)沉淀烘干:用上清液4倍体积的无水乙醇沉淀，离心得到沉淀物，将沉淀物烘干后，得到可溶性膳食纤维。
[0016]步骤a)中，所述过筛筛选采用过40目筛筛选。
[0017]步骤b)中，采用双螺杆挤压膨化机对粉碎后的米糠进行挤压膨化处理，挤压膨化条件为:米糠含水量10%?30%，挤出温度110?150°C，螺杆转速150?250r/min。
[0018]步骤c)中，所述耐高温淀粉酶为α -淀粉酶。
[0019]步骤c)中，酶解条件为酶解温度70°C?90°C、酶解pH 6.0?8.0、酶解时间30min ?150mino
[0020]步骤d)中，灭酶条件为在100°C?105°C温度下加热lOmin?15min。
[0021]步骤e)中，放入75°C?85°C恒温水浴锅中处理50min?60min。
[0022]步骤e)中，离心转速为4000?4500r/min,离心时间为20min?25min。
[0023]步骤f)中，离心转速为4000?4500r/min，离心时间为5min?lOmin。
[0024]本发明的有益效果在于:
[0025]本发明提供的挤压膨化辅助酶解提取米糠中可溶性膳食纤维的方法与其他传统方法比较，经过高温短时挤压膨化处理，物料在挤压机腔筒内受到强烈的剪切作用，部分纤维素大分子转化成可溶性小分子，不溶性膳食纤维组分会断裂部分连接键，转变成较小的可溶性分子。挤压辅助酶解法提取可溶性膳食纤维，其提取率高于酶解法提取可溶性膳食纤维。通过本发明方法提取全脂米糠可溶性膳食纤维，提取率可达20 %以上，明显高于未经挤压膨化处理的米糠。可溶性膳食纤维比例的提高，更能满足人体的生理需要。该方法应用范围广、成本较低、实用性高，实现了米糠高附加值产物的综合利用。
【附图说明】
[0026]图1为本发明采用挤压膨化辅助酶解法提取可溶性膳食纤维的方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0028]本发明的挤压膨化辅助酶解提取米糠中可溶性膳食纤维的方法，包括如下步骤:
[0029]a)物料前处理:选用新鲜米糠，将米糠粉碎并过筛筛选。所述过筛筛选优选采用过40目筛筛选；
[0030]b)挤压膨化处理:对粉碎后的米糠进行挤压膨化处理，待挤压膨化后的米糠冷却至室温后，进行进一步粉碎。步骤b)中，优选采用双螺杆挤压膨化机对粉碎后的米糠进行挤压膨化处理，其中，挤压膨化条件为:米糠含水量10%?30%，挤出温度110?150°C，螺杆转速150?250r/min ；
[0031 ] 双螺杆挤压膨化机的加工变量包括物料含水量、挤出温度、螺杆转速等。利用挤压膨化技术生产的产品，其产品质量相差很大，这取决于加工变量。其中，物料含水量决定了物料能否被正常挤压，若含水量过低，那么物料可能会由于粘度过高，堆积在挤压膨化腔中，随着挤压腔温度的升高发生美拉德反应，氧化和聚合产生黑色素，导致米糠发生褐变；如果含水率过高，那么物料可能由于过高的含水量，导致挤压不易成型，影响挤压膨化品质。故本发明的米糠含水量控制在10%?30%。
[0032]适当的高温能促进熔融、断裂不溶性的大分子物质，让网状结构的亲水基团暴露数量增多，加快不溶性纤维裂解为可溶性小分子的速度，增加其可溶性成分。但挤出温度过高则会破坏物料本身的组织及结构，同时物料也容易在挤压机内呈现焦糊、结块的状态，故本发明的挤出温度控制在110?150°C。
[0033]螺杆转速影响物料在挤压腔的机械能输入、物料滞留时间和热传导率，通常螺杆转速设定在100?300r/min的范围内。也可根据不同的加工条件，合理选择螺杆转速。
[0034]c)酶解:将挤压膨化处理并进一步粉碎后的米糠加入到沸水中。米糠与沸水的重量体积比为1:50，搅拌均匀，待冷却至室温后，加入质量百分比为1.0%?2.5%的耐高温淀粉酶，进行酶解反应。其中，耐高温淀粉酶优选为α-淀粉酶，酶解条件为酶解温度70°C ?90°C、酶解 pH 6.0 ?8.0、酶解时间 30min ?150min。
[0035]d)灭酶:对酶解后的米糠进行灭酶，然后冷却到室温，灭酶条件为在100 °C?105°C温度下加热lOmin?15min。
[0036]e)提取上清液:加入质量体积比为0.6 %?1.2 %的NaOH溶液45?55ml，搅拌均匀后放入75 °C?85 °C恒温水浴锅中处理50min?60min，取出后冷却至室温，离心后得到上清液。其中，离心转速为4000?4500r/min,离心时间为2