红平菇膳食纤维提取方法与流程

本发明涉及一种在食品或食品原料加工况下使用的加工方法。更具体地说，本发明涉及一种用在红平菇膳食纤维提取方法。

背景技术：

膳食纤维作为一种功能性食品基料日益受到人们的关注，被公认为是第七大营养素，能够改善人体营养状况，调节生理机能。食用菌是可供食用的大型高等真菌的统称，作为一种新的膳食纤维资源，其主要成分β-葡聚糖具有独特的理化性质和生物学活性，具有广阔的开发前景。红平菇是一种珍稀蕈菌，由于子实体纤维素含量极高，直接食用口感差，限制了红平菇大规模商业化栽培。普通平菇纤维素含量为8％～10％，红平菇菌株子实体纤维素含量则达到20％以上，可以作为一优质膳食纤维原材料，且由于红平菇基本不含淀粉，可溶性膳食纤维很少，所以总膳食纤维的质量近似等于不溶性膳食纤维的质量，而现有技术中的膳食纤维提取主是要针对不溶性膳食纤维，其操作步骤复杂，不适用于红平菇膳食纤维的提取，且其加工过程中对温度、时间、料液比、酶量等的控制也不能直接应用于红平菇膳食纤维的提取中，影响其膳食纤维的有效提取率。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种红平菇膳食纤维提取方法，其能够通过对各步骤的具体限定，采用酶法结合过滤分离技术，能提取获得高品质的红平菇膳食纤维精粉，其操作方法简单，同时通过对温度、时间、料液比、酶量等进行限定，其膳食纤维提取的百分比是最优值，使得红平菇的有效利用率得到提升。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种红平菇膳食纤维提取方法，包括：

步骤一，将红平菇烘干至水分含量7.5％以下、粉碎并过60～80目筛，以获得红平菇粉末；

步骤二，将所述红平菇粉末边搅拌边缓慢加水，以控制其料液比为10：1-12：1，并在其混合均匀后通过胶体磨进行研磨均质，获得红平菇混悬液；

步骤三，选用溶液浓度为3％-5％的木瓜蛋白酶加入至红平菇混悬液中进行水解，水解温度控制在70-75度，水解时间为60-90min，水解后进行固液分离，获得上清液和沉淀物；

步骤四，对沉淀物进行干燥后得到红平菇膳食纤维成品。

优选的是，在步骤二中，胶体磨的研磨间隙为0.02mm～0.25mm，研磨时间为3min～7min，研磨转速为5000～15000r/min。

优选的是，在步骤三中，所述固液分离是通过离心机的离心作用力或膜过滤法以获得上清液和沉淀物；

其中，所述离心机的转速为6000～8000r/min，离心时间为5～7min。

优选的是，所述胶体磨被配置为包括：

用于对物料进行研磨操作的研磨组件；

用于与研磨组件相配合以提供相应动力的驱动组件；

设置在研磨组件上方，以向研磨组件提供物料的进料组件；

设置在进料组件内部以对物料进行分级的第一液体分级组件；

与研磨组件出料端相配合的第二液体分级组件；

其中，所述出料端通过分级连接管与第二液体分级组件连通，所述第二液体分级组件通过回研管道与进料组件连通。

优选的是，所述进料组件被配置为包括：

通过内壳、外壳的限定，且呈漏斗结构的双层壳体；

在内壳的内侧壁上呈螺旋布置有多个弧形折流板，各折流板均被配置为具有向下的倾斜弧度；

所述第一液体分级组件被配置为包括：

设置在壳体上方的第一盖端，其上设置有第一动力机构以及与其传动连接并伸入壳体中心的第一转轴，其周向上设置有与折流板相配合的至少一个螺旋搅拌叶片；

其中，所述内壳侧壁在折流板之间设置有滤孔；

所述内壳底部通过第一进料管与研磨组件的细磨段连通，所述外壳底部通过第二进料管与研磨组件的粗磨段连通。

优选的是，所述研磨组件被配置为包括：

研磨桶；

设置在研磨桶内，并与驱动组件的动力输出轴传动连接的第二转轴；

设置在第二转轴上的至少三级转子；

设置在第二转轴，且在空间上与各级转子相配合的多级定子；

其中，各级定子、转子在空间上相配合，从上至下分别构成粗磨段、细磨段、精磨段；

各磨段在空间上具有预定间隙，且各磨段的定子底部边缘环形布置多个个可深入下级转子的第一直磨齿，下组定子上边缘设置有与第一直磨齿相配合的环形研磨槽。

优选的是，各级定子均被配置为呈台阶状以得到上研段以及下磨段，且台阶处被配置为采用倾斜面过渡：

其中，所述上研段从上至下错开设置有多组直研齿层，相邻直研齿层之间设置有直梯齿；

所述下磨段设置有多组环形齿层或横研齿层；

所述倾斜面上设置有呈放射或螺旋分布的多个研磨齿；

各级转子与定子的外部结构相配合。

优选的是，在所述粗磨段的上研段、下磨段，其定子与转子之间的间隙被分别配置为18丝-25丝、10-15丝；

在所述细磨段的上研段、下磨段，其定子与转子之间的间隙被分别配置为7丝-10丝、3-5丝；

在所述精磨段的上研段、下磨段，其定子与转子之间的间隙被分别配置为3丝-4丝、2-3丝。

优选的是，所述第二液体分级组件被配置为包括：

呈漏斗状的分级壳，其内侧壁被配置为呈螺旋结构；

设置在分级壳上方的第二盖端，其上设置有第二动力机构以及与其传动连接并伸入壳体中心的第三转轴，其底部设置有螺旋结构的过滤网；

其中，所述分级壳底部设置有出料管，所述出料管上设置有锥形部；

所述过滤网在与锥形部相配合的一端设置有承接端，所述承接端上设置有第一环形槽，所述第一环形槽内限定有多个滚珠；

所述锥形部上设置有多个锥形槽口，且出料管的周向上设置有与第一环形槽相配合对滚珠进行限定的第二环形槽。

本发明至少包括以下有益效果：其一，本发明能够通过对各步骤的具体限定，采用酶法结合过滤分离技术，能提取获得高品质的红平菇膳食纤维精粉，其操作方法简单，同时通过对温度、时间、料液比、酶量等进行限定，其膳食纤维提取的百分比是最优值，使得红平菇的有效利用率得到提升。

其二，本发明能够通过在水洗加工中对其进行均质研磨，使得其后期固液分离干燥后的膳食纤维的粉末无需在进行粉碎就能得到成品，其粉末的均匀度符合要求，均质度更好，同时在研磨过程中对膳食纤维进行改性，可有效提高膳食纤维的生物活性，同时利于后期的膜过滤效果。

其三，本发明通过对研磨组件的结构进行限定，使得其研磨效率得到提升，其研磨过程中能对红平菇粉末的外观进行改进，以使其粒径的均一性较好，均质度更好。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中胶体磨的结构示意图；

图2为本发明的另一个实施例中转子的截面结构示意图；

图3为本发明的另一个实施例中出料管与过滤网连接的局部放大结构示意图；

图4为本发明的另一个实施例中正交试验因素水平图表。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1示出了根据本发明的一种红平菇膳食纤维提取方法的实现形式，其中包括：

步骤一，将红平菇烘干至水分含量7.5％以下、粉碎并过60～80目筛，以获得红平菇粉末，在这里的红平菇是收集菌株后通过单孢杂交和辐射选育育种得到的新品种，目的是通过单孢杂交和辐照选育菌株相结合的方法，丰富膳食纤维专门菌株选育的方法，为膳食纤维专门菌株选育提出更多的可能性，具体来说是是通过孢杂交来改善红平菇的外貌，辐照选育来提高红平菇新品种传代稳定性及膳食纤维含量，两种方法相结合可以大幅度改善红平菇高膳食纤维新品种的性能，在这里为了保证其粉碎效果，可以将其含水率控制在5％左右，过70目筛，使得其得到的红平菇粉末的精细度较好；

步骤二，将所述红平菇粉末边搅拌边缓慢加水，以控制其料液比为10：1-12：1，并在其混合均匀后通过胶体磨进行研磨均质，获得红平菇混悬液，在这个过各程中是通过水洗的方式去除其中微量的淀粉，同时通过胶体磨的作用对其进行二次粉碎性研磨，其研磨出来的粉末粒径大小均一度更好，后期无需再对其进行粉碎处理，同时在研磨过程中对膳食纤维进行改性，可有效提高膳食纤维的生物活性，同时利于后期的膜过滤效果；

步骤三，选用溶液浓度为3％-5％的木瓜蛋白酶加入至红平菇混悬液中进行水解，水解温度控制在70-75度，水解时间为60-90min，水解后进行固液分离，获得上清液和沉淀物，在这过程中通过正交试验且根据初步试验分析，以酶的浓度、处理时间、料液比作为考虑因素，其正交试验因素水平表如图4所示，同时对其膳食纤维进行测定，在酶法单因素实验的基础上，采用正交实验对制备工艺条件作进一步优化，重复次数3次，取均值，由极差分析可以得到影响提取过程中的各种因素的主次关系是温度>时间>料液比>酶液浓度，最优的方案是反应温度70度，液料比12：1，时间90分钟，酶液浓度4％；

步骤四，对沉淀物进行干燥后得到红平菇膳食纤维成品，在这个过程中，由于红平菇基本不含淀粉，可溶性膳食纤维很少，且前期对其进行了水洗以及均质研磨，故而无需再对其进行水洗，以及粉碎处理，只需要干燥后就能得到红平菇膳食纤维成品。

在另一种实例中，在步骤二中，胶体磨的研磨间隙为0.02mm～0.25mm，研磨时间为3min～7min，研磨转速为5000～15000r/min，在这种方案中通过对研磨间隙进行限定，以使其研磨后的混悬液中的粉末颗粒均质度更好，同时通过研磨时间进行限定，其相对于现有技术中的均质研磨时间显著缩短，其原因在于其研磨过程中的研磨间隙较小，且研磨转速较高的原因。

在另一种实例中，在步骤三中，所述固液分离是通过离心机的离心作用力或膜过滤法以获得上清液和沉淀物；

其中，所述离心机的转速为6000～8000r/min，离心时间为5～7min，采用这种方案中可以通过采用酶法结合膜过滤分离技术，通过采用膜作为过滤介质，是借助由高分子材料制成的均匀连续体,通过纯物理方法过滤,物质在分离过程中不发生质的变化(即不影响物料的分子结构)，以获得高品质的红平菇膳食纤维精粉，或采用酶法与离心分离结合的技术，保证其分离速度和分离效果，以满足不同场合对膳食纤维性能指标以及加工速率的需要。

如图1，在另一种实例中，所述胶体磨被配置为包括：

用于对物料进行研磨操作的研磨组件1；

用于与研磨组件相配合以提供相应动力的驱动组件2；

设置在研磨组件上方，以向研磨组件提供物料的进料组件3；

设置在进料组件内部以对物料进行分级的第一液体分级组件4，其作用在于对进行研磨的物料进行初次分级，以使较粗的颗粒混合物进入到粗磨段进行研磨，而较低细的颗粒混合物可直接进入到细磨段进行研磨，提高研磨速率，同时防止反复研磨对设备性状、性能、活性造成的影响；

与研磨组件出料端相配合的第二液体分级组件5，其用于将一次研磨完成后的物料进行分级处理，以使粗细度符合要求的可以从出料管中释出，而较粗的返回进行二次研磨，以使其后期的研磨粗细度符合要求，同时加速其处理效率；

其中，所述出料端通过分级连接管6与第二液体分级组件连通，所述第二液体分级组件通过回研管道7与进料组件连通，采用这种方案，在研磨之前以及每一个研磨周期完成后，对粒液进行分级处理，以提高其处理速度，同时其研磨效果符合要求。

如图1，在另一种实例中，所述进料组件被配置为包括：

通过内壳310、外壳320以限定具有漏斗结构的双层壳体，内壳与外壳可以是一体式结构，也可以是可拆卸的连接方式，以对其易损部件进行更换；

在内壳的内侧壁上呈螺旋布置有多个弧形折流板311，各折流板均被配置为具有向下的倾斜弧度，在这种结构中，通过多个弧形折流板的空间分布情况限定，使得料液可以内壳中凭借自身重力螺旋旋转下降，并通过折流板对其进行料液引导，防止其溢出，同时对其整个区间内的料液进行分层限定，进而保证其在螺旋旋转过程中，释出效果更好；

所述第一液体分级组件被配置为包括：

设置在壳体上方的第一盖端410，其上设置有第一动力机构411以及与其传动连接并伸入壳体中心的第一转轴412，其周向上设置有与折流板相配合的至少一个螺旋搅拌叶片413，通过螺旋搅拌叶片的作用，使得其与螺旋结构的折流板进行配合，使得料液在螺旋旋转过程中具有一定的悬浮效果，故而其流速可以与其粗细分离的速度相配合，完成对料液的初步分级；

其中，所述内壳侧壁在折流板之间设置有滤孔312，其通过螺旋搅拌的叶片的旋转作用力，产生离心效果，使得较细的颗粒汇聚在中部，而较粗的颗粒及混合物在离心的作用力下向外飞出，通过滤孔进入至外壳中；

所述内壳底部通过第一进料管420与研磨组件的细磨段连通，所述外壳底部通过第二进料管(未示出)与研磨组件的粗磨段连通，位于内壳中心经分级处理后的较细颗粒混合物通过第一进料管与细磨段进行连通，位于外壳经分级处理后的较粗颗粒混合物通过第二进料管与粗磨段进行连通，完成对物料分级后的研磨处理，以提高其处理速度，同时防止反复研磨对产品后期性能、性状、活性造成的影响。

如图1，在另一种实例中，所述研磨组件被配置为包括：

研磨桶110；设置在研磨桶内，并与驱动组件的动力输出轴传动连接的第二转轴120；设置在第二转轴上的至少三级转子130；设置在第二转轴，且在空间上与各级转子相配合的多级定子140；

其中，各级定子、转子在空间上相配合，从上至下分别构成粗磨段、细磨段、精磨段，通过一个动力机构为多级磨段提供研磨动力，使得其设备的成本、结构体积可控，同时根据需要如果需要对不同段的转速进行区别限定，其各段之间可以通过减速器进行连接，以达到一个转轴、不同磨段不同转速的效果；

各磨段在空间上具有预定间隙，且各磨段的定子底部边缘环形布置多个个可深入下级转子的第一直磨齿141，下组定子上边缘设置有与第一直磨齿相配合的环形研磨槽，采用这种直磨齿的作用在于，各研磨段的研磨都是纵向分布，其旋转过程中对物料的研磨方向是纵向研，而直磨齿与研磨槽的配合是水平方向上的磨，在不同层之间起到了研与磨的双重效果，其后期物料的均质度更好。

如图2，在另一种实例中，各级定子均被配置为呈台阶状以得到上研段142以及下磨段143，且台阶处被配置为采用倾斜面144过渡，其用于通过这种结构设计，可以在不同段对物料进行分级处理，以使其研制效果更好：

其中，所述上研段从上至下错开设置有多组直研齿层145，其各层在空间上是呈环形分布，且各齿的结构是直立的矩形结构(即纵向的高度较大)，故而称为直研齿，而最外层的直研齿也可以根据需要设置成斜齿，以满足对其研制细度的需要，相邻直研齿层之间设置有直梯齿146，其结构布局与直研齿一致，但外部结构设置为梯形结构，以保证其研制效果更好；

所述下磨段设置有多组环形齿层或横研齿层147，这里的环形齿层是指在水平方向的整体结构的齿，而横研齿层是指横向的宽度较大的矩形齿，在空间上可以成为磨齿，即每段都能包括纵向的研、横向的磨，真正从纵向上、横向上对物料的结构进行改进，使得其后期的结构稳定性更好；

所述倾斜面上设置有呈放射或螺旋分布的多个研磨齿148，其可以在旋转类似于石磨的结构对倾斜方向上进行研磨，进而使物料在每一段的状态都能在三个维度上进行结构变形，进而使得其物料的均质度效果更好；

各级转子与定子的外部结构相配合，通过结构之间的配合，使得转子的旋转可以对定子上的物料产生研磨的作用力。

在另一种实例中，在所述粗磨段的上研段、下磨段，其定子与转子之间的间隙被分别配置为18丝-25丝、10-15丝；

在所述细磨段的上研段、下磨段，其定子与转子之间的间隙被分别配置为7丝-10丝、3-5丝；

在所述精磨段的上研段、下磨段，其定子与转子之间的间隙被分别配置为3丝-4丝、2-3丝，在这种结构中，通过对各段之间的间隙进行限定，使得其与其研磨速度、研磨效果、研磨粒径相配合，进而保证其后期加工出来的粉末粒径满足使用要求。

如图1、3，在另一种实例中，所述第二液体分级组件被配置为包括：

呈漏斗状的分级壳510，其内侧壁被配置为呈螺旋结构，其通过螺旋结构的内侧壁加速其在螺旋作用力的螺旋旋转效果，同时对料液在分级壳内的停留时间进行限定；

设置在分级壳上方的第二盖端511，其上设置有第二动力机构512以及与其传动连接并伸入壳体中心的第三转轴513，其底部设置有螺旋结构的过滤网514，采用这种结构通过壳体本身内部的螺旋结构设计，使得其与第三转轴的配合，使得初次研磨完成后的物料能进行二次分级处理，在过滤网的作用下，将位于中心较小粒径的混合物通过出料管进行释出，而较粗的混合物在离心的作用下，呈螺旋下降，通过回料管回流至研磨组件中进行二次研磨，以保证其物料加工的效果和性状满足使用要求，同时提高加工速率；

其中，所述分级壳底部设置有出料管520，所述出料管上设置有锥形部521，其用于将过滤网与出料管进行连接，以将过滤网中的混合物通过出料管进行向外输出；

所述过滤网在与锥形部相配合的一端设置有承接端515，所述承接端上设置有第一环形槽516，所述第一环形槽内限定有多个滚珠517，通过承接端与锥形部的配合，完成两个结构件之间的连接，同时通过结合面之间的滚珠设计，使得其二者的连接，不会对过滤网的旋转造成影响，即在两个结构之间通过滚珠的作用，构成了类似的轴承的作用，使得二者之间可转动的连接；

所述锥形部上设置有多个锥形槽口(未示出)，且出料管的周向上设置有与第一环形槽相配合对滚珠进行限定的第二环形槽522，锥形槽口的作用，使得其具有一定的弹性作用力，在插接时对其进行部分压缩就能完成，而在松开后能回复至初始位置，进而使得其具有一定的干涉性，保证结构在连接上的稳定性，且通过第二环形槽与第一环形槽的配合，使得对滚珠的位置进行限定，进而使得二者的转动顺畅度更好，同时根据需要可以在二者结合处的承接端或锥形部上错开设置多个密封条，进而保证其具有一定的密封性，防止空气进入对物料输出稳定性造成的影响，而这里的过滤网以及前面提到的滤孔孔径大小与其不同位置对物料粗细度的要求进行调整。

以上方案只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。