一种提取米糠膳食纤维的方法与流程

本发明属于食品加工领域，具体涉及一种米糠膳食纤维的提取方法。

背景技术：

米糠是稻谷加工的主要副产品，富含膳食纤维(dietaryfiber,df)和多酚等生理活性物质，是一种极具开发潜力的高附加值资源。但是新鲜米糠易酸败、贮存稳定性差，而且由于其中含有大量的膳食纤维，导致其溶解性低、口感粗糙、加工性质差，严重制约了米糠在食品中的应用。我国是世界上第一产稻大国，年产稻谷约2亿吨，加工后可获得米糠约1800万吨，米糠开发应用潜力十分巨大。尽管我国米糠资源丰富，但是目前绝大部分米糠被用作畜禽的饲料，仅约有10％～15％的米糠被用作制油或提取植酸钙、肌醇、谷维素等高附加值产品，其余大部分被用作饲料，甚至作为废弃物丢弃，导致环境污染和经济效益低下。因此，开发米糠产品，提高米糠的综合利用价值，具有重要的经济、社会和生态意义。

膳食纤维是指在人体内不能被消化酶分解的植物非淀粉多糖类物质和木质素等高分子化合物。根据溶解性将其分为水溶性膳食纤维(solubledietaryfiber,sdf)和水不溶性膳食纤维(insolubledietaryfiber,idf)。膳食纤维是目前尚未被深入开发和广泛应用的主要营养成分之一，被称为“第七大营养素”，具有多种生理功能，包括调节肠道功能、抑制血清胆固醇上升和预防大肠癌等三大作用，同时对高血脂、糖尿病等与饮食有关的现代病也有重要疗效。

近年来，随着膳食纤维在预防心血管疾病和肥胖症等慢性疾病中的作用越来越受到重视，对膳食纤维的研究也越来越广泛和深入。目前，研究者们采取的对膳食纤维的提取方法主要有物理法、化学分离法、酶试剂法、酶—化学试剂结合法和发酵法等。

物理法主要分为粗分离法和膜分离法，能够较好地保留膳食纤维的活性，但米糠中水不溶性膳食的纤维提取率偏低，加之设备限制，不适于工业化生产，所以目前在国内外的应用也很有限，因此未能应用于实际生产；化学分离法工艺简单，成本低，但不可避免地会排放大量的污水对环境造成严重污染，且条件较为剧烈，容易破坏膳食纤维结构、制备的膳食纤维产品通常含有少量的蛋白质和淀粉，纯度不高，该方法今年来应用的越来越少；酶—化学试剂法不足之处是产品的色泽深，碱味浓，强碱环境也破坏了膳食纤维结构，因此用该法制得的产品得率也较低；酶法制备膳食纤维的方法条件温和，可以省去部分设备要求，但工艺较复杂，反应时间较长，虽然产品的得率较高，但纯度相对较低，且成本较高；发酵法所得产品色泽、气味和纯度都优于其他方法，但由于该法现在还处于研发阶段，技术尚未成熟。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明通过采用双酶法对脱脂米糠进行分离提取，再对条件进行优化，从而得到得率和纯度相对较高的米糠膳食纤维，使米糠得到充分的综合利用，有效的应用于食品和保健品等行业。

为实现上述目的，本发明提供一种提取米糠膳食纤维的方法，具体步骤如下：

1)预处理：将稳定后的脱脂米糠粉碎，过筛得到预处理米糠待用；

2)酶水解淀粉：取上述预处理米糠，加入蒸馏水，调节ph，加入耐高温淀粉酶，振荡取出，冷却待用；

3)酶水解蛋白质：调节ph，加入蛋白酶，振荡后灭酶；

4)离心：离心后下层固体冷冻干燥，收集得到不可溶性膳食纤维；

5)沉降：下层固体冷冻干燥，收集得到可溶性膳食纤维。

优选的，步骤1)中的脱脂米糠采用了正己烷二次脱脂法去除脂肪。

优选的，步骤1)中的脱脂米糠采用热风加热法处理原料米糠达到稳定化效果。

优选的，步骤1)中的米糠过40～60目筛。

优选的，步骤2)中耐高温淀粉酶的质量百分比为1～3％。

优选的，步骤2)中酶水解淀粉的条件为：ph5～6、65～90℃下振荡3～4h。

优选的，步骤3)中蛋白酶的质量百分比为0.5～2％。

优选的，步骤3)中酶水解蛋白质的条件为：ph8～8.5、50～65℃下振荡2～3h。

优选的，步骤4)中的离心条件为：7000～9000rmp，8～12min。

优选的，步骤5)中的沉降条件为：用3～5倍体积的无水乙醇沉淀步骤4)离心后的上清液，7.5～8.5h。

本发明采用高温淀粉酶和蛋白酶的双酶法对脱脂米糠进行分离提取膳食纤维，其有益效果是：1)将米糠作为膳食纤维的提取原材料，扩大了米糠的资源利用率及综合利用价值；2)双酶法制备膳食纤维的方法条件温和，操作简单，可以省去部分设备要求；3)用该方法提取米糠膳食纤维的得率高、纯度高；4)该膳食纤维的提取方法应用于米糠，也可以为其他原材料提取膳食纤维提供研究思路。

附图说明

图1是不可溶性膳食纤维扫描电镜图；

图2是可溶性膳食纤维扫描电镜图。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不限制本发明。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

实施例1：

1)粉碎、过筛：将稳定后的脱脂米糠粉碎，过40目筛得到预处理米糠待用。

2)酶水解淀粉：准确称取10g预处理米糠，加入100ml蒸馏水，用盐酸调ph至5.5，加入酶用量2％的耐高温淀粉酶，置于恒温水浴振荡器上，酶解温度75℃下振荡3.5h时间，取出，冷却，待用。

3)酶水解蛋白质：用naoh调ph至8.2，加入酶用量2％蛋白酶，置于恒温水浴振荡器上，60℃温度下振荡一定时间2.5h，沸水浴10min灭酶。

4)离心：8000rmp，10min。离心后下层固体冷冻干燥，收集得到不可溶性膳食纤维(idf)。

5)沉降：取4)离心后的上清液用4倍体积的无水乙醇沉降8h，离心，下层固体冷冻干燥，收集得到可溶性膳食纤维(sdf)。

6)测定：将制备的产物水洗至中性，过滤、在60℃条件下烘干后，测定膳食纤维的含量。

实施例2：

1)粉碎、过筛：将稳定后的脱脂米糠粉碎，过50目筛得到预处理米糠待用。

2)酶水解淀粉：准确称取10g预处理米糠，加入100ml蒸馏水，用盐酸调ph至5，加入酶用量1％的耐高温淀粉酶，置于恒温水浴振荡器上，酶解温度65℃下振荡3h时间，取出，冷却，待用。

3)酶水解蛋白质：用naoh调ph至8.0，加入酶用量0.5％蛋白酶，置于恒温水浴振荡器上，50℃温度下振荡一定时间2h，沸水浴8min灭酶。

4)离心：7000rmp，12min。离心后下层固体冷冻干燥，收集得到不可溶性膳食纤维(idf)。

5)沉降：取4)离心后的上清液用3倍体积的无水乙醇沉降7.5h，离心，下层固体冷冻干燥，收集得到可溶性膳食纤维(sdf)。

6)测定：将制备的产物水洗至中性，过滤、在55℃条件下烘干后，测定膳食纤维的含量。

实施例3：

1)粉碎、过筛：将稳定后的脱脂米糠粉碎，过60目筛得到预处理米糠待用。

2)酶水解淀粉：准确称取10g预处理米糠，加入100ml蒸馏水，用盐酸调ph至6，加入酶用量3％的耐高温淀粉酶，置于恒温水浴振荡器上，酶解温度90℃下振荡4h时间，取出，冷却，待用。

3)酶水解蛋白质：用naoh调ph至8.5，加入酶用量1％蛋白酶，置于恒温水浴振荡器上，65℃温度下振荡一定时间3h，沸水浴9min灭酶。

4)离心：9000rmp，8min。离心后下层固体冷冻干燥，收集得到不可溶性膳食纤维(idf)。

5)沉降：取(4)离心后的上清液用5倍体积的无水乙醇沉降8.5h，离心，下层固体冷冻干燥，收集得到可溶性膳食纤维(sdf)。

6)测定：将制备的产物水洗至中性，过滤、在50℃条件下烘干后，测定膳食纤维的含量。

实施例4：对照组1采用化学试剂-酶结合分离法制备

1)粉碎：采用粉碎机对脱脂米糠进行粉碎，并过40目筛。

2)浸泡：加入10倍质量的水浸泡4h，煮沸5min.

3)酶解：将溶液冷却至65℃，并加入0.04％的α-淀粉酶酶解40min，在4％的naoh浓度、碱解45min下制备膳食纤维。

4)测定：将制备的产物水洗至中性，过滤、在60℃条件下烘干后，测定膳食纤维的含量。

实施例5：对照组2采用复合酶法制备

1)粉碎：采用粉碎机对脱脂米糠进行粉碎，并过40目筛。

2)水解淀粉、蛋白质：准确称取10g预处理米糠(干基)，加入100ml蒸馏水，用盐酸调ph至5.5，煮沸20min使其糊化。同时加入3440u/100g中温α-淀粉酶和4.32au/100g蛋白酶，60-70℃恒温搅拌2.5h，沸水浴10min灭酶。

3)脱色，干燥后并测量米糠膳食纤维。

由表1可以看出，相比对照组1和对照组2，通过实施例1、2、3方法提取的米糠膳食纤维的纯度和得率均较高，其中实施例1最高。表2可以看出，实施例1、2、3方法分别提取的idf和sdf含量也较对比组1和对比组2高，因此，采用高温淀粉酶和蛋白酶的双酶法对脱脂米糠进行分离提取，是一种温和、理想的提取方式，可进行广泛应用。

表1各实施例和对比例所得米糠膳食纤维纯度和得率的比较

表2各实施例和对比例所得idf和sdf含量的比较

对通过本方法提取得到的idf和sdf进行扫描电镜观察，结果如附图1-2，可以看出idf和sdf表面呈明显的蜂窝状结构，相较之下sdf的蜂窝结构更密集，酶解后两者无明显可见的圆形淀粉颗粒，说明经过双酶解处理后，膳食纤维的纯度较高，基本不含有淀粉杂质。蜂窝状结构有利于增大膳食纤维的比表面积，使纤维的溶胀性、持水力、吸附力等重要物理性状得以大幅提高。