一种以牛蒡根为原料制备牛蒡可溶性膳食纤维微粉的方法与流程

本发明涉及一种牛蒡根中天然组分的提取分离方法，属于植物天然组分提取分离技术领域，具体地说是一种以牛蒡根为原料制备牛蒡可溶性膳食纤维微粉的方法。

背景技术：

可溶性膳食纤维，又称可溶性黏性纤维，是一种特殊的营养素，其本质是碳水化合物中不能被人体消化吸收的一类多糖类物质。可溶性膳食纤维可溶解于水并可吸水膨胀，可被人体肠道中的微生物酵解。该类多糖物质常存在于植物细胞液和细胞间质中，主要有黏胶、植物胶和果胶等多糖物质。可溶性膳食纤维能够刺激人体肠道蠕动，有利于粪便排出，可预防便秘、直肠癌、痔疮、胆结石、动脉粥样硬化和冠心病等多种疾病；可溶性膳食纤维可产生饱腹感，可作为肥胖病人的减肥食品；可溶性膳食纤维还可改善人体肠道菌群和糖尿病患者的耐糖量，可作为调节糖尿病患者血糖水平的功能性食品。因此，适量增加饮食中的可溶性膳食纤维水平对便秘、肥胖人群是非常有益的，并且也可预防直肠癌、痔疮、胆结石、动脉粥样硬化和冠心病等多种疾病。充分利用可溶性膳食纤维，研制富含可溶性膳食纤维的保健品和功能性食品，对提高人体健康水平可发挥非常积极的作用。近年来，国内外保健品和功能性食品市场上，不断涌现富含可溶性膳食纤维的产品，且均是从植物中提取获得的可溶性膳食纤维。

牛蒡为菊科牛蒡属二年生草本植物，又名东洋参、大力子等，是我国传统的药食同源植物。牛蒡在山东省种植面积广泛，其中，兰陵县庄坞镇具有“中国牛蒡之乡”的美誉，牛蒡根产品主要出口日本和韩国。牛蒡根和种子均可入药，可改善体内循环，尤其对糖尿病、高血脂、性机能减退、风湿、肝毒、便秘等有显著疗效。牛蒡根呈纺锤形，肉质而直立。皮部黑褐色，有皱纹，内呈黄白色，味微苦而性粘。民间将其作为抗衰老、降血糖、补肾壮阳的特种保健蔬菜。牛蒡根营养丰富，是典型的高蛋白低脂肪的蔬菜，富含膳食纤维、多酚、氨基酸、矿物质和维生素等成分。牛蒡根含有大量可利用的优质膳食纤维，尤其是可溶性膳食纤维。牛蒡根中的可溶性膳食纤维具有预防便秘、结肠癌及由冠状动脉硬化引起的心脏病的作用，能降低血清胆固醇，调节糖尿病患者的血糖水平，改善食物消化过程，防止过度饮食引起的肥胖症等，是维护人体胃肠健康的“多面手”。牛蒡根是提取制备可溶性膳食纤维的优质植物资源，可获得功能特性优良的牛蒡可溶性膳食纤维。目前，提取牛蒡可溶性膳食纤维的方法主要有挤压膨化、化学法、微波处理和酶法。上述几种提取方法普遍存在提取效率低、或多或少采用有机溶剂易污染环境等问题。随着人们对牛蒡营养价值和药用价值的不断认识，富含牛蒡可溶性膳食纤维的保健品和功能性食品将不断受到人们的青睐，牛蒡可溶性膳食纤维的开发利用前景将极为广阔。因此，采用植物资源丰富的牛蒡根为原料，研究开发一种工艺步骤简化、牛蒡可溶性膳食纤维总体产率高、成本低的具有自主知识产权的牛蒡可溶性膳食纤维的制备方法，无疑是一项具有重要意义和价值的研发工作。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种以牛蒡根为原料制备牛蒡可溶性膳食纤维微粉的方法，该方法可以减少牛蒡可溶性膳食纤维的损失，简化工艺步骤，提高牛蒡可溶性膳食纤维微粉的总体产率，降低牛蒡可溶性膳食纤维微粉的制备成本，实现牛蒡可溶性膳食纤维微粉的大规模工业化生产。

本发明采用以下技术方案：

一种以牛蒡根为原料制备牛蒡可溶性膳食纤维微粉的方法，它包括以下步骤：

(1)将新鲜的牛蒡根清洗干净，放入沸水中煮制5-10分钟，捞出，沥干，去皮，切制成长、宽和高均为3-8mm的牛蒡根丁；

(2)将步骤(1)中获得的牛蒡根丁放入蒸汽爆破机的爆腔中，在0.5-1.5mpa蒸汽压力下，维压5-10分钟后，通过控制系统自动开启爆破阀，急速喷放蒸汽爆破物料至旋风分离器中，收集蒸汽爆破得到的牛蒡根半固体；

(3)将步骤(2)中获得的牛蒡根半固体与去离子水以料液质量比为1kg:10-20kg进行水提取，提取完成后板框压滤，压滤完成后采用孔径为0.25-0.45μm的微滤膜精滤获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的提取液；

(4)将步骤(3)所得提取液先采用超滤膜过滤分离，再采用纳滤膜过滤分离后得到富含牛蒡可溶性膳食纤维的浓缩液，浓缩液中固体物质含量为1-5％；

(5)将步骤(4)所得浓缩液经过薄膜蒸发至固体物质含量为20％～30％，得到高度浓缩液；

(6)将步骤(5)所制备的高度浓缩液经高速离心喷雾干燥后即得到终产物牛蒡可溶性膳食纤维微粉。

优选的，所述步骤(1)中牛蒡根沸水煮制时间为6-8分钟，牛蒡根丁长、宽、高均为4-6mm。

优选的，所述步骤(2)中蒸汽压力为0.8-1.2mpa，维压时间为6-9分钟。

优选的，所述步骤(3)中提取温度为65-85℃，提取时间为1-3小时，提取次数为2-4次。

优选的，所述步骤(3)中板框压滤操作压力为0.2-0.6mpa，料液温度为60-80℃。

优选的，所述步骤(3)中微滤膜精滤时料液温度为20-40℃，操作压力为50-250kpa。

优选的，所述步骤(4)中超滤膜截留分子量为10000-50000da，料液温度为20-40℃，操作压力为0.1-0.5mpa；所述的纳滤膜截留分子量为300-800da，料液温度为20-40℃，操作压力为0.2-0.8mpa。

优选的，所述步骤(5)中薄膜蒸发操作真空度为0.05-0.08mpa，蒸发面温度为100-120℃。

优选的，所述步骤(6)中高速离心喷雾干燥时离心雾化器转速为25000-35000rpm，进风温度为180-190℃，出风温度为80-90℃。

本发明将新鲜的牛蒡根洗净、沸水煮制、捞出、沥干、去皮并切丁后，采用蒸汽爆破定向破坏细胞壁的半纤维素和纤维素结构；采用去离子水提取蒸汽爆破得到的半固体中的牛蒡可溶性膳食纤维，板框压滤后采用微滤膜精滤获得提取液；采用超滤膜和纳滤膜分别过滤分离除去提取液中的大分子多糖、蛋白等杂质和小分子单糖、氨基酸等杂质，获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的浓缩液；采用薄膜蒸发进一步浓缩牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液；采用高速离心喷雾干燥获得牛蒡可溶性膳食纤维微粉。

蒸汽爆破是一种近年来发展迅速的半纤维素和纤维素预处理方法。采用蒸汽将富含半纤维素和纤维素的原料加热至一定温度，维持压力一定时间后，突然释压喷放，产生二次蒸汽；渗进原料组织内部的蒸汽分子瞬间释放，在蒸汽内能转化为机械能的作用下，原料体积迅速增加，将原料中的半纤维素和纤维素结构破坏。因此，蒸汽爆破方法可用于定向破坏牛蒡根中细胞壁的半纤维素和纤维素结构，以提高牛蒡根中可溶性膳食纤维的提取率。

超滤和纳滤分离均是新型的膜分离单元操作，可用于植物天然组分的分离、纯化和浓缩。超滤和纳滤分离操作分别采用具有一定孔径大小的超滤膜和纳滤膜，当在膜的一侧施加一定操作压力时，可使一定分子量范围的天然组分透过或被截留，超滤膜和纳滤膜的截留分子量范围分别为1000-300000da和200-1000da。因此，采用超滤膜可分离除去牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的大分子多糖和蛋白质等杂质，再采用纳滤膜可截留牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的可溶性膳食纤维，分离除去牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的小分子单糖、氨基酸、矿物质、维生素等杂质，并可同时浓缩获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的浓缩液。采用超滤膜和纳滤膜有机组合可有效分离获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的浓缩液，可避免分离过程中采用醇沉工艺，不使用乙醇等有机溶剂，可显著降低生产成本，并显著降低对环境的污染。

薄膜蒸发是一种使待浓缩液体形成薄膜而进行快速蒸发的方法，即在减压条件下，使待浓缩液体在蒸发面形成薄膜而具有极大的汽化表面积，从而使待浓缩液体中的溶剂快速蒸发。薄膜蒸发过程中，热量传递快而均匀，没有液体协压的影响，能较好的防止待浓缩液体过热现象。薄膜蒸发具有使待浓缩液体受热温度低、时间短、蒸发速度快、可连续操作和缩短生产周期等优点。因此，采用薄膜蒸发可快速浓缩获得适当固体含量的牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液，以利于后续的干燥操作过程。

高速离心喷雾干燥是一种新型高效的干燥方法，可将待干燥的溶液、乳浊液、糊状液等热敏性的物料快速干燥，并获得具有一定粒径分布的干燥微粉。在高速离心喷雾干燥过程中，待干燥的物料被泵送入高速旋转的离心雾化器，在高速旋转的离心雾化器的离心力作用下，待干燥的物料在旋转面上展开为薄膜，并不断向边缘运动，离开离心雾化器边缘时被雾化为小颗粒液滴，表面积显著增加，在干燥塔内热空气的加热作用下，液滴中的水分迅速蒸发，干燥形成一定粒径分布的微粉颗粒。高速离心喷雾干燥方法干燥速度快，一般仅需5-20秒，具有瞬时干燥的特点。待干燥物料可在短时间内快速完成干燥过程，能保持物料的色、香和味等特征，适于热敏性物料的干燥。高速离心喷雾干燥方法生产过程简便，适于连续生产，可一次干燥成微粉颗粒，不需粉碎和筛分工序，产品分散性、流动性和溶解性好，微粉颗粒粒径、松散度和水分含量可在一定范围内通过改变操作条件(如进料流量、进风温度、出风温度和雾化器转速等)来调整。因此，可采用高速离心喷雾干燥方法来干燥牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液，获得干燥的牛蒡可溶性膳食纤维微粉。

本发明的有益效果是：本发明制备的牛蒡可溶性膳食纤维微粉得率可达25.3％，总糖含量可达97.2％，可作为保健品和功能性食品的功效组分。本发明工艺方法采用的原料易得，适用范围广，通过采用最佳的原料预处理方法和采用去离子水溶解提取牛蒡可溶性膳食纤维，简化了牛蒡可溶性膳食纤维的提取工艺步骤，显著提高了牛蒡可溶性膳食纤维的提取得率。通过采用超滤膜和纳滤膜进行分级分离，可高效除去牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的大分子多糖、蛋白等杂质和小分子单糖、氨基酸等杂质，并同时获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的浓缩液，避免了乙醇等有机溶剂的使用，显著降低了生产成本，提高了牛蒡可溶性膳食纤维的纯度。通过采用薄膜蒸发进一步浓缩牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液后，再采用高速离心喷雾干燥获得牛蒡可溶性膳食纤维微粉，提高了浓缩和干燥过程的能量利用效率，显著降低了生产成本，并高效保持了牛蒡可溶性膳食纤维的色、香和味等特性，且简化了浓缩和干燥工艺过程，易于工业化放大生产。

附图说明

图1本发明的工艺流程图；

图2本发明制备的牛蒡可溶性膳食纤维微粉产品1的照片；

图3本发明制备的牛蒡可溶性膳食纤维微粉产品2的照片；

图4本发明制备的牛蒡可溶性膳食纤维微粉产品1的凝胶渗透色谱图；

图5本发明制备的牛蒡可溶性膳食纤维微粉产品2的凝胶渗透色谱图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明的工艺技术方案作进一步的描述，但，这些实施例并不构成对本发明要求保护范围的限制。

实施例1

一种以牛蒡根为原料制备牛蒡可溶性膳食纤维微粉的方法，它包括以下步骤：

(1)称取10kg新鲜的牛蒡根，采用自来水清洗干净，除去牛蒡根表面的泥土等杂质；将清洗干净的牛蒡根放入沸水中煮制5分钟，捞出，沥干，去皮，并将煮制好的牛蒡根切成长、宽和高均为3mm的牛蒡根丁；

(2)将切制好的牛蒡根丁放入蒸汽爆破机的爆腔中，在0.5mpa蒸汽压力下，维压10分钟后，通过控制系统自动开启爆破阀，急速喷放蒸汽爆破物料至旋风分离器中，收集蒸汽爆破得到的牛蒡根半固体；

(3)采用去离子水提取牛蒡根半固体中的牛蒡可溶性膳食纤维，牛蒡根半固体与加水量的质量比例为1kg:20kg；在65℃提取温度下，提取3.0小时，提取4次；板框压滤后采用微滤膜精滤获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的提取液，板框压滤操作压力为0.2mpa，料液温度为60℃；微滤膜孔径为0.45μm，料液温度为40℃，操作压力为50kpa；

(4)采用截留分子量为10000da的超滤膜过滤分离除去牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的大分子多糖、蛋白等杂质，料液温度为20℃，操作压力为0.5mpa；再采用截留分子量为300da的纳滤膜过滤分离除去牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的小分子单糖、氨基酸等杂质，获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的浓缩液，料液温度为20℃，操作压力为0.8mpa，牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液中固体物质含量为1％；

(5)采用薄膜蒸发进一步浓缩牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液，至固体物质含量为20％，薄膜蒸发操作真空度为0.05mpa，蒸发面温度为120℃；

(6)采用高速离心喷雾干燥牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液，获得牛蒡可溶性膳食纤维微粉，离心雾化器转速为25000rpm、进风温度为190℃，出风温度为90℃。

最终，从10kg新鲜的牛蒡根(干物质质量为1.98kg)中制备获得的牛蒡可溶性膳食纤维微粉质量为500.9g，牛蒡可溶性膳食纤维微粉得率为25.3％，总糖含量为91.6％。

实施例2

一种以牛蒡根为原料制备牛蒡可溶性膳食纤维微粉的方法，它包括以下步骤：

(1)称取10kg新鲜的牛蒡根，采用自来水清洗干净，除去牛蒡根表面的泥土等杂质；将清洗干净的牛蒡根放入沸水中煮制8分钟，捞出，沥干，去皮，并将煮制好的牛蒡根切成长、宽和高均为6mm的牛蒡根丁；

(2)将切制好的牛蒡根丁放入蒸汽爆破机的爆腔中，在1.0mpa蒸汽压力下，维压8分钟后，通过控制系统自动开启爆破阀，急速喷放蒸汽爆破物料至旋风分离器中，收集蒸汽爆破得到的牛蒡根半固体；

(3)采用去离子水提取牛蒡根半固体中的牛蒡可溶性膳食纤维，牛蒡根半固体与加水量的质量比例为1kg:15kg；在75℃提取温度下，提取2.0小时，提取3次；板框压滤后采用微滤膜精滤获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的提取液，板框压滤操作压力为0.4mpa，料液温度为70℃；微滤膜孔径为0.45μm，料液温度为30℃，操作压力为150kpa；

(4)采用截留分子量为30000da的超滤膜过滤分离除去牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的大分子多糖、蛋白等杂质，料液温度为30℃，操作压力为0.3mpa；再采用截留分子量为600da的纳滤膜过滤分离除去牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的小分子单糖、氨基酸等杂质，获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的浓缩液，料液温度为30℃，操作压力为0.5mpa，牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液中固体物质含量为3％；

(5)采用薄膜蒸发进一步浓缩牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液，至固体物质含量为25％，薄膜蒸发操作真空度为0.06mpa，蒸发面温度为110℃；

(6)采用高速离心喷雾干燥牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液，获得牛蒡可溶性膳食纤维微粉，离心雾化器转速为30000rpm、进风温度为185℃，出风温度为85℃。

最终，从10kg新鲜的牛蒡根(干物质质量为1.98kg)中制备获得的牛蒡可溶性膳食纤维微粉质量为445.5g，牛蒡可溶性膳食纤维微粉得率为22.5％，总糖含量为95.6％。

实施例3

一种以牛蒡根为原料制备牛蒡可溶性膳食纤维微粉的方法，它包括以下步骤：

(1)称取10kg新鲜的牛蒡根，采用自来水清洗干净，除去牛蒡根表面的泥土等杂质；将清洗干净的牛蒡根放入沸水中煮制10分钟，捞出，沥干，去皮，并将煮制好的牛蒡根切成长、宽和高均为8mm的牛蒡根丁；

(2)将切制好的牛蒡根丁放入蒸汽爆破机的爆腔中，在1.5mpa蒸汽压力下，维压5分钟后，通过控制系统自动开启爆破阀，急速喷放蒸汽爆破物料至旋风分离器中，收集蒸汽爆破得到的牛蒡根半固体；

(3)采用去离子水提取牛蒡根半固体中的牛蒡可溶性膳食纤维，牛蒡根半固体与加水量的质量比例为1kg:10kg；在85℃提取温度下，提取1.0小时，提取2次；板框压滤后采用微滤膜精滤获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的提取液，板框压滤操作压力为0.6mpa，料液温度为80℃；微滤膜孔径为0.35μm，料液温度为40℃，操作压力为250kpa；

(4)采用截留分子量为50000da的超滤膜过滤分离除去牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的大分子多糖、蛋白等杂质，料液温度为40℃，操作压力为0.1mpa；再采用截留分子量为800da的纳滤膜过滤分离除去牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的小分子单糖、氨基酸等杂质，获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的浓缩液，料液温度为40℃，操作压力为0.2mpa，牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液中固体物质含量为5％；

(5)采用薄膜蒸发进一步浓缩牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液，至固体物质含量为30％，薄膜蒸发操作真空度为0.08mpa，蒸发面温度为120℃；

(6)采用高速离心喷雾干燥牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液，获得牛蒡可溶性膳食纤维微粉，离心雾化器转速为35000rpm、进风温度为180℃，出风温度为80℃。

最终，从10kg新鲜的牛蒡根(干物质质量为1.98kg)中制备获得的牛蒡可溶性膳食纤维微粉质量为425.7g，牛蒡可溶性膳食纤维微粉得率为21.5％，总糖含量为95.8％。

实施例4

一种以牛蒡根为原料制备牛蒡可溶性膳食纤维微粉的方法，它包括以下步骤：

(1)称取10kg新鲜的牛蒡根，采用自来水清洗干净，除去牛蒡根表面的泥土等杂质；将清洗干净的牛蒡根放入沸水中煮制5分钟，捞出，沥干，去皮，并将煮制好的牛蒡根切成长、宽和高均为6mm的牛蒡根丁；

(2)将切制好的牛蒡根丁放入蒸汽爆破机的爆腔中，在0.5mpa蒸汽压力下，维压8分钟后，通过控制系统自动开启爆破阀，急速喷放蒸汽爆破物料至旋风分离器中，收集蒸汽爆破得到的牛蒡根半固体；

(3)采用去离子水提取牛蒡根半固体中的牛蒡可溶性膳食纤维，牛蒡根半固体与加水量的质量比例为1kg:15kg；在65℃提取温度下，提取3.0小时，提取3次；板框压滤后采用微滤膜精滤获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的提取液，板框压滤操作压力为0.4mpa，料液温度为60℃；微滤膜孔径为0.25μm，料液温度为20℃，操作压力为250kpa；

(4)采用截留分子量为30000da的超滤膜过滤分离除去牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的大分子多糖、蛋白等杂质，料液温度为20℃，操作压力为0.3mpa；再采用截留分子量为300da的纳滤膜过滤分离除去牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的小分子单糖、氨基酸等杂质，获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的浓缩液，料液温度为20℃，操作压力为0.5mpa，牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液中固体物质含量为3％；

(5)采用薄膜蒸发进一步浓缩牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液，至固体物质含量为20％，薄膜蒸发操作真空度为0.06mpa，蒸发面温度为110℃；

(6)采用高速离心喷雾干燥牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液，获得牛蒡可溶性膳食纤维微粉，离心雾化器转速为30000rpm、进风温度为185℃，出风温度为90℃。

最终，从10kg新鲜的牛蒡根(干物质质量为1.98kg)中制备获得的牛蒡可溶性膳食纤维微粉质量为485.1g，牛蒡可溶性膳食纤维微粉得率为24.5％，总糖含量为92.5％。

实施例5

一种以牛蒡根为原料制备牛蒡可溶性膳食纤维微粉的方法，它包括以下步骤

(1)称取10kg新鲜的牛蒡根，采用自来水清洗干净，除去牛蒡根表面的泥土等杂质；将清洗干净的牛蒡根放入沸水中煮制5分钟，捞出，沥干，去皮，并将煮制好的牛蒡根切成长、宽和高均为8mm的牛蒡根丁；

(2)将切制好的牛蒡根丁放入蒸汽爆破机的爆腔中，在1.0mpa蒸汽压力下，维压10分钟后，通过控制系统自动开启爆破阀，急速喷放蒸汽爆破物料至旋风分离器中，收集蒸汽爆破得到的牛蒡根半固体；

(3)采用去离子水提取牛蒡根半固体中的牛蒡可溶性膳食纤维，牛蒡根半固体与加水量的质量比例为1kg:20kg；在75℃提取温度下，提取2.0小时，提取2次；板框压滤后采用微滤膜精滤获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的提取液，板框压滤操作压力为0.6mpa，料液温度为60℃；微滤膜孔径为0.45μm，料液温度为30℃，操作压力为150kpa；

(4)采用截留分子量为10000da的超滤膜过滤分离除去牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的大分子多糖、蛋白等杂质，料液温度为30℃，操作压力为0.5mpa；再采用截留分子量为600da的纳滤膜过滤分离除去牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的小分子单糖、氨基酸等杂质，获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的浓缩液，料液温度为30℃，操作压力为0.8mpa，牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液中固体物质含量为1％；

(5)采用薄膜蒸发进一步浓缩牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液，至固体物质含量为30％，薄膜蒸发操作真空度为0.08mpa，蒸发面温度为110℃；

(6)采用高速离心喷雾干燥牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液，获得牛蒡可溶性膳食纤维微粉，离心雾化器转速为30000rpm、进风温度为190℃，出风温度为85℃。

最终，从10kg新鲜的牛蒡根(干物质质量为1.98kg)中制备获得的牛蒡可溶性膳食纤维微粉质量为411.8g，牛蒡可溶性膳食纤维微粉得率为20.8％，总糖含量为97.2％。

实施例6

一种以牛蒡根为原料制备牛蒡可溶性膳食纤维微粉的方法，它包括以下步骤：

(1)称取10kg新鲜的牛蒡根，采用自来水清洗干净，除去牛蒡根表面的泥土等杂质；将清洗干净的牛蒡根放入沸水中煮制8分钟，捞出，沥干，去皮，并将煮制好的牛蒡根切成长、宽和高均为8mm的牛蒡根丁；

(2)将切制好的牛蒡根丁放入蒸汽爆破机的爆腔中，在1.5mpa蒸汽压力下，维压8分钟后，通过控制系统自动开启爆破阀，急速喷放蒸汽爆破物料至旋风分离器中，收集蒸汽爆破得到的牛蒡根半固体；

(3)采用去离子水提取牛蒡根半固体中的牛蒡可溶性膳食纤维，牛蒡根半固体与加水量的质量比例为1kg:10kg；在85℃提取温度下，提取2.0小时，提取4次；板框压滤后采用微滤膜精滤获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的提取液，板框压滤操作压力为0.2mpa，料液温度为70℃；微滤膜孔径为0.45μm，料液温度为40℃，操作压力为50kpa；

(4)采用截留分子量为50000da的超滤膜过滤分离除去牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的大分子多糖、蛋白等杂质，料液温度为20℃，操作压力为0.3mpa；再采用截留分子量为600da的纳滤膜过滤分离除去牛蒡可溶性膳食纤维提取液中的小分子单糖、氨基酸等杂质，获得富含牛蒡可溶性膳食纤维的浓缩液，料液温度为20℃，操作压力为0.5mpa，牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液中固体物质含量为3％；

(5)采用薄膜蒸发进一步浓缩牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液，至固体物质含量为25％，薄膜蒸发操作真空度为0.08mpa，蒸发面温度为100℃；

(6)采用高速离心喷雾干燥牛蒡可溶性膳食纤维浓缩液，获得牛蒡可溶性膳食纤维微粉，离心雾化器转速为25000rpm、进风温度为185℃，出风温度为90℃。

最终，从10kg新鲜的牛蒡根(干物质质量为1.98kg)中制备获得的牛蒡可溶性膳食纤维微粉质量为467.3g，牛蒡可溶性膳食纤维微粉得率为23.6％，总糖含量为93.5％。