一种同步制备黑衣花生原花色素和非淀粉多糖微胶囊的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于保健食品营养活性物质加工领域，涉及一种同步制备黑衣花生原花色 素和非淀粉多糖微胶囊的方法，特别适用于以原花色素和非淀粉多糖微胶囊为原料的保健 食品的生产。
【背景技术】
[0002] 黑衣花生，也被称作富硒黑花生，黑粒花生。黑花生含钙、钾、铜、锌、铁、硒、锰和8 种维生素及19种人体所需的氨基酸等营养成分，花生衣中富含原花色素和非淀粉多糖。黑 花生与普通花生相比，粗蛋白质含量高5 %，精氨酸含量高23. 9 %，钾含量高19 %，锌含量 高48%，硒含量高101 %。据医疗部门做理疗实验，黑粒花生具有延年益寿，益智养发，抗衰 老，抗癌细胞扩散增生等疗效。还具有降压、减缓支气管炎的神奇药用价值。医学专家推荐， 每天生食9粒（分3次吃）黑花生果仁，能使白发变黑，血压正常及预防因缺少人体所需微 量元素而造成的多种病症。
[0003] 花生衣是花生的内种皮，是花生产业的副产物，含有蛋白质约17%、纤维素和半纤 维素约54%、脂肪约5%和淀粉约13%。花生衣约占花生仁的3-4%，据初步估计我国每年 的花生衣产量就有上十万吨（干重），主要用于做饲料，资源没有被利用。花生衣味甘、微 苦、涩、性平，有止血、散瘀、消肿之功效。花生衣红又名花生衣色素，是以鲜花生的内衣为 原料，提取制成的天然着色剂。花生衣红的主要功能性成分包括：黄酮类化合物、原花色素 和白黎芦醇。
[0004] 非淀粉多糖是植物组织中由多种中性单糖和糖醛酸经一定的糖苷键连接而成的 多聚体，大多数为有分支的链状结构，是植物的结构性多糖，包括纤维素、半纤维素和果胶 等，植物组织中除淀粉外所有碳水化合物的总称。半纤维素多糖包括阿拉伯木聚糖、P _葡 聚糖、甘露聚糖等。非淀粉多糖具有调节机体免疫、抗肿瘤、抗氧化、降血糖、抗病毒等生理 功能。
[0005]目前，已有一些学者研究从花生衣中提取原花色素，如"一种提取花生红衣 中红色素或原花色素的方法，CN201410572425. X"，"一种花生衣红色素的制备方法， CN201410127411. 7"，"一种利用微波辅助提取花生衣红色素的方法，CN201310140717. 1"， "从花生衣中提取原花色素的方法，CN201110450591. 9"，"一种萃取花生衣中原花色素的方 法，CN200910158530. 8"，"花生衣中原花色素纯化方法，CN200910178415. 7"。但是，没有学 者研究过从花生衣中提取花生非淀粉多糖，更没有从花生衣中同步提取原花色素和非淀粉 多糖的研究报道。花生衣提取原花色素后剩余的物质中富含纤维素等非淀粉多糖类有效活 性成分，如果开发新技术能将非淀粉多糖同时提取出来，可以极大地降低生产成本，使企业 效益最大化。
[0006] 本发明专利采用微生物固态发酵方法，利用三种主要产纤维素酶、多糖酶的真菌 发酵花生衣。微生物在生长繁殖过程中，利用花生衣的营养物质，破坏花生衣细胞壁，充分 降解花生衣纤维素和半纤维素。一方面使得花生衣中的原花色素释放出来，另一方面将纤 维素、半纤维素降解成低聚糖，生成更多活性大的己糖、戊糖和糖醛酸成分，这些都是非淀 粉多糖的活性成分，使得提取出来的非淀粉多糖具有很高的活性。发酵结束后，发酵物加入 水，在微波条件下加热处理，微生物发酵过程中产生的丰富的酶系，在微波下继续对花生衣 酶解作用，不但能增加原花色素和非淀粉多糖的得率，更重要的是能提高两种物质的生物 活性。发酵和微波反应条件温和，能很好保护原花色素和非淀粉多糖活性，并且反应过程和 结束后没有化境污染物质产生，绿色环保。
[0007] 微胶囊技术应用于食品工业，使许多传统的工艺过程得到简化，同时也使许多用 通常技术手段无法解决的工艺问题得到了解决，极大推动了食品工业由低级初加工向高级 深加工产业的转变。目前，利用微胶囊技术已开发出许多微胶囊化食品，如粉末油脂、粉末 酒、胶囊饮料固体饮料，风味剂（风味油、香辛料、调味品）、天然色素、营养强化剂（维生素、 氨基酸、矿物质）、甜味剂、酸味剂、防腐剂及抗氧化剂等微胶囊化食品添加剂也已大量应用 于生产中。生理活性物质（功能性食品基料）是功能保健食品中真正起作用的成分，这类 物质包括膳食纤维、活性多糖、多不饱和脂肪酸、原花色素、活性肽和活性蛋白质等。这类物 质具有增强机体免疫力，调节人体新陈代谢，抗疲劳和防衰老，预防疾病等功能。但这类物 质大多性质不稳定，极易受光、热、氧气、PH值等因素的影响，或易与其它配料发生作用等， 不仅失去了对人体的生理活性或保健功能，甚至引起癌变等。微胶囊技术的应用，可在其贮 藏期内保持其生理活性，发挥其营养和使用价值。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于为了获得纯度和活性高、贮存期间性质稳定、货架期长、便于加 工的原花色素和非淀粉多糖微胶囊保健食品原料，提供一种同步制备黑衣花生原花色素和 非淀粉多糖微胶囊的方法。本发明的制备方法最大的特点就是使用微生物固态发酵花生 衣，从一种花生衣原料出发经过加工处理得到两种产品原花色素和非淀粉多糖微胶囊。采 用产纤维素酶和多糖酶的三种真菌经过固态发酵降解花生衣纤维素和半纤维素，破坏细胞 壁，使得充分释放出来，并得到己糖、戊糖和糖醛酸三种非淀粉多糖的主要功能活性成分； 再利用微波能协助微生物胞外酶继续作用于花生衣原料，极大的提高原花色素和非淀粉多 糖的得率；最后利用物理超滤浓缩和真空离心浓缩结合微胶囊技术，获得活性高的原花色 素和非淀粉多糖微胶囊保健食品原料。
[0009] 为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种同步制备黑衣花生原花色素 和非淀粉多糖微胶囊的方法，其步骤包括：
[0010] -、花生衣原料发酵：黑衣花生衣超微粉碎，加入水和混合菌悬液微生物固态发 酵；
[0011] 二、微波处理：发酵物加入水微波处理，离心，弃去沉淀1，上清液1加入乙醇，离 心；
[0012] 三、制备花生非淀粉多糖微胶囊：沉淀2加入沸水溶解，溶解液经超滤浓缩，再通 过喷雾冷冻干燥法制备成花生非淀粉多糖微胶囊；
[0013] 四、制备原花色素微胶囊：上清液2经真空离心浓缩仪浓缩，再通过喷雾冷冻干燥 法制备成原花色素微胶囊。
[0014] 优选地，步骤一所述的黑衣花生衣为黑衣花生米干法或湿法脱花生衣后，花生衣 在50°C鼓风恒温干燥箱中烘干，经气流超微粉碎机粉碎，得到黑衣花生衣原料，在花生衣 原料中加入相当于原料重量3-5倍的无菌水，玻璃棒搅拌均匀后，加入解凝乳类芽胞杆菌 (CICC10358,购于中国工业微生物菌种保藏管理中心，菌悬液的菌种数约为10 1°个/mL)、里 氏木霉（CICC40932,购于中国工业微生物菌种保藏管理中心，菌悬液的菌种数约为10 1°个 /mL)和宇佐美曲霉（CICC41481，购于中国工业微生物菌种保藏管理中心，菌悬液的菌种数 约为10 1°个/mL)混合菌悬液，解凝乳类芽胞杆菌：里氏木霉：宇佐美曲霉=2. 5:1. 8:1. 3， 混合菌悬液加入量为0. 3-0. 5ml/g花生衣原料，固态发酵条件为温度28-32 °C，时间 12-24h〇
[0015] 优选地，步骤二所述的发酵物加入水的量为发酵物重量的8-10倍，微波处理条件 为微波功率800-1000?，温度35-40°C，时间8-12min，萃取结束后在6000r/min条件下离心 lOmin，弃去沉淀1，上清液1加入4倍于其体积的无水乙醇，静置12h后在6000r/min条件 下离心10min，得到沉淀2和上清液2。
[0016] 优选地，步骤三所述的沉淀2加入沸水的量为沉淀2重量的10-15倍，玻璃棒搅拌 溶解得到溶解液，溶解液经30kDa的聚砜中空纤维超滤膜，在0. 3-0. 5MPa压力，25 °C下超 滤，保留浓缩液1，浓缩液1通过喷雾冷冻干燥法制备成花生非淀粉多糖微胶囊。
[0017] 优选地，步骤四所述的上清液2经真空离心浓缩仪浓缩条件为真空度 0. 1-0. 3MPa，温度25-35°C，2000r/min离心15-20min，得到浓缩液2,浓缩液2通过喷雾冷 冻干燥法制备成花生非淀粉多糖微胶囊。
[0018] 本发明的有益效果是，针对花生产业花生衣的高值化综合利用，生产高活性、高纯 度、贮藏期间性质稳定、产品货架期长的原花色素和非淀粉多糖微胶囊保健食品原料。制备 过程中采用微生物固态发酵法能够有效破坏花生衣细胞壁，使原花色素充分释放出来，也 能将纤维素和半纤维素有效降解成己糖、戊糖和糖醛酸等非淀粉多糖的功能活性成分。发 酵之后，利用微波能量协助微生物胞外酶继续作用于花生衣，可极大地提高原花色素和非 淀粉多糖的得率和纯度。最后采用物理、常温浓缩方法和微胶囊产品形式，可保护原花色素 和非淀粉多糖的活性，并易于之后的生产加工和贮藏。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1
[0020] 原花色素和非淀粉多糖微胶囊的成分组成
[0021] 黑衣花生米干法脱花生衣后，花生衣在50°C鼓风恒温干燥箱中烘干，经气流超微 粉碎机粉碎，得到