本发明涉及一种提取竹笋壳膳食纤维的方法，具体涉及一种连续提取竹笋壳色素和膳食纤维的方法。
背景技术：
近年来，我国竹笋产业发展迅速，种植面积逐年扩大，新鲜采摘的竹笋进行罐藏、腌制和干制处理后，竹笋壳和一些老化部分就被作为下脚料废弃，或者用于畜禽饲料以及制作工艺品等附加值不高的行业，造成资源上的浪费。
研究表明，竹笋壳中含有色素、纤维素和黄酮等可利用的物质。竹笋壳可用于包粽子，说明竹笋壳无毒，从其中提取的色素也是安全无毒的。与人工合成色素不同，天然可食用色素安全性更高、无毒副作用，可改善食品的感官性质，使食品的性能更稳定，可作为医药、食品、化妆品等行业的理想添加剂，也可为人体提供其他营养成分，受到越来越多人们的青睐。而且，各国也在不同程度的限制合成色素的使用，鼓励开发使用天然食用色素。
目前，传统的色素提取方法主要是根据极性的不同，选择不同的溶剂对色素浸提，但这些方法存在着诸多缺点，例如：应用范围狭窄，需要的仪器设备复杂，能耗高污染大，单次处理量小，提取率不高、提取的产品含杂质较多纯度不高，不利于活性成分及不稳定性成分的提取等。
膳食纤维是指不被人体消化吸收的多糖类碳水化合物和木质素的总称，可分为水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维两大类。膳食纤维具有较强的持水持油能力，营养调查资料表明，膳食纤维能有效减少和预防冠心病、糖尿病、高血压、肥胖症、心肌梗塞、结肠炎、便秘等疾病的发生。另外，膳食纤维能够延缓和减少人体对重金属等有害物质的吸收，有减少和预防有害化学物质对人体的毒害作用。
目前，膳食纤维多是从各种农作物加工后的废弃物(如大豆皮、燕麦壳和小麦麸皮等)中提取，但这些纤维一般组织粗糙并且食用价值较低。我国具有丰富的竹笋资源，关于竹笋壳利用方面的研究较少，竹笋壳中膳食纤维含量很高，可以作为一种新型膳食纤维资源加以开发利用，这不仅可以为我国竹笋资源开辟一条新的综合利用途径，而且可以对竹笋的加工研究和利用提供理论指导和技术支撑。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种连续提取竹笋壳色素和膳食纤维的方法，解决了现有竹笋壳提取产品单一的问题，能够连续提取色素和膳食纤维，获得笋壳色素以及水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维。
为了达到上述目的，本发明提供了一种连续提取竹笋壳色素和膳食纤维的方法，该方法包含：将粉碎且过60～100目筛网的竹笋壳粉末与naoh溶液按照质量比1:10～1:30在真空包装袋中混合，真空包装后于100～400mpa压强下保压过滤，将滤液离心，得到上清液a和沉淀b；将所述上清液a蒸发结晶，得到竹笋壳色素；将所述沉淀b干燥后与含有质量浓度1～4％复合酶且ph为3.5～4.5的磷酸缓冲溶液按照重量比15～10：1混合，所述复合酶包含：木瓜蛋白酶、α-淀粉酶、淀粉葡萄糖酶，木瓜蛋白酶、α-淀粉酶和淀粉葡萄糖酶的质量比为1～2：2～4：1～3，35～45℃进行酶解，待酶解结束后将酶灭活，将得到的酶解浆液离心，得到上清液c和沉淀d；将所述上清液c用截留分子量为200～500kda的超滤膜过滤，得超滤透过液，在进风温度120～180℃，出风温度60～80℃，压缩空气流量500～800ml/h条件下进行喷雾干燥，所得粉末送入萃取釜中，通入提携剂与超临界co2气体混合后的混合流体，压力为25～35mpa，萃取后得水溶性膳食纤维；将所述沉淀d进行喷雾干燥，在进风温度120～180℃，出风温度60～80℃，压缩空气流量500～800ml/h的条件下干燥，得水不溶性膳食纤维。
优选地，所述竹笋壳粉末与naoh溶液于100～400mpa压强下保压1～4min。
优选地，所述naoh溶液的浓度为0.05mol/l。
优选地，所述酶解时间为1～2h。
优选地，所述离心的转速均为3000～4000r/min，离心时间均为10～20min。
优选地，所述提携剂重量是粉末重量的15％。
优选地，所述混合流体流量为20～35l/h。
优选地，所述提携剂为甲醇。
本发明的连续提取竹笋壳色素和膳食纤维的方法，解决了现有竹笋壳提取产品单一的问题，具有以下优点：
(1)本发明的方法，不仅分离提取了竹笋壳色素，还分离提取了竹笋壳中膳食纤维，获得了水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维，相比单独提取该方法最大限度的提高了竹笋壳的利用率，降低了生产成本，同时使产品的种类达到了多样化，对于进一步提高竹笋产业的生产能力，实现废弃物资源有效利用，促进农业经济发展具有很重要的意义；
(2)本发明的方法，对原料进行了预处理，预处理中利用超微粉碎竹笋壳使竹笋壳粉颗粒更加细小，增大了竹笋壳粉与提取液的接触面积，从而加快了竹笋壳色素的溶出；
(3)本发明的方法，在竹笋壳色素提取工艺中采用了碱法-超高压相结合的方法，超高压技术不仅有利于细胞壁的破裂促使色素的溶出，提高提取率，而且还具有提取时间短、提取液稳定性好等优点；
(4)本发明的方法，采用了复合酶一步降解来制取膳食纤维的方法，去除了淀粉及少量的蛋白质提高了膳食纤维的纯度，使整个提取工艺更加高质高效。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种连续提取竹笋壳色素和膳食纤维的方法，包含：
(1)原料干燥及粉碎
将竹笋壳清洗后剪碎，置于电热恒温鼓风干燥机中干燥使竹笋壳水分控制在2wt％，再经超微粉碎，过60目筛网后得到竹笋壳粉末；
(2)碱法-超高压结合提取色素
将步骤(1)所得的竹笋壳粉末与0.05mol/lnaoh溶液按照质量比1:10的比例在真空包装袋中混合，真空包装后置于超高压设备中处理，在300mpa压强下保压2min，过滤，再将滤液在转速4000r/min条件下离心10min分离得上清液a和沉淀b；
(3)蒸发结晶制色素
将步骤(2)中所得的上清液a蒸发结晶后得棕色粉末，为提取的竹笋壳色素；
(4)复合酶法提取水溶性膳食纤维
将步骤(2)中所得的沉淀b经热恒温鼓风干燥后，与含有质量浓度2％复合酶且ph为4的磷酸缓冲溶液按照重量比10：1混合，复合酶为木瓜蛋白酶、α-淀粉酶、淀粉葡萄糖酶按质量比1：2：2混合而成，35℃进行酶解1.5h后在沸水浴中灭酶5min，将所得酶解浆液在转速4000r/min条件下离心10min后分离得上清液c和沉淀d；
(5)喷雾干燥-萃取结合制水溶性膳食纤维
将步骤(4)中所得的上清液c再用截留分子量为300kda的超滤膜过滤，得超滤透过液在进风温度120℃，出风温度60℃，压缩空气流量600ml/h条件下进行喷雾干燥，所得粉末送入萃取釜中，通入提携剂(采用甲醇)与超临界co2，提携剂重量是粉末重量的15％，压力为35mpa，气体混合后的混合流体流量为20l/h，萃取后得水溶性膳食纤维；
(6)喷雾干燥制水不溶性膳食纤维
将步骤(4)中所得的沉淀d用无水乙醇清洗4次后再水洗3次，采用气流喷雾干燥机，在进风温度120℃，出风温度60℃，压缩空气流量600ml/h的条件下干燥，得水不溶性膳食纤维。
经测定，所得竹笋壳色素的含量为0.297g/g，水溶性膳食纤维10.57％，水不溶性膳食纤维54.23％。
实施例2
一种连续提取竹笋壳色素和膳食纤维的方法，包含：
(1)原料干燥及粉碎
将竹笋壳清洗后剪碎，置于电热恒温鼓风干燥机中干燥使竹笋壳水分控制在5wt％，再经超微粉碎，过80目筛网后得到竹笋壳粉末；
(2)碱法-超高压结合提取色素
将步骤(1)所得的竹笋壳粉末与0.05mol/lnaoh溶液按照质量比1:20的比例在真空包装袋中混合，真空包装后置于超高压设备中处理，在200mpa压强下保压3min，过滤，再将滤液在转速3500r/min条件下离心15min分离得上清液a和沉淀b；
(3)蒸发结晶制色素
将步骤(2)中所得的上清液a蒸发结晶后得棕色粉末；
(4)复合酶法提取水溶性膳食纤维
将步骤(2)中所得的沉淀b经热恒温鼓风干燥后，与含有质量浓度3％复合酶且ph为4.5的磷酸缓冲溶液按照重量比15：1混合，复合酶为木瓜蛋白酶、α-淀粉酶、淀粉葡萄糖酶按质量比2：3：2混合而成，40℃进行酶解1h后在沸水浴中灭酶5min，将所得酶解浆液在转速3500r/min条件下离心15min后分离得上清液c和沉淀d；
(5)喷雾干燥-萃取结合制水溶性膳食纤维
将步骤(4)中所得的上清液c再用截留分子量为400kda的超滤膜过滤，得超滤透过液在进风温度160℃，出风温度70℃，压缩空气流量700ml/h条件下进行喷雾干燥，所得粉末送入萃取釜中，通入提携剂(采用甲醇)与超临界co2，提携剂重量是粉末重量的15％，压力为30mpa，气体混合后的混合流体流量为30l/h，萃取后得水溶性膳食纤维；
(6)喷雾干燥制水不溶性膳食纤维
将步骤(4)中所得的沉淀d用无水乙醇清洗5次后再水洗4次，采用气流喷雾干燥机，在进风温度160℃，出风温度70℃，压缩空气流量700ml/h的条件下干燥后得水不溶性膳食纤维。
经测定，所得竹笋壳色素的含量为0.263g/g，水溶性膳食纤维8.66％，水不溶性膳食纤维49.51％。
对比例1
一种连续提取竹笋壳色素和膳食纤维的方法，包含：
(1)原料干燥及粉碎
将竹笋壳清洗后剪碎，置于电热恒温鼓风干燥机中干燥使竹笋壳水分控制在2wt％，再经超微粉碎，过60目筛网后得到竹笋壳粉末；
(2)碱法-超高压结合提取色素
将步骤(1)所得的竹笋壳粉末与0.05mol/lnaoh溶液按照质量比1:10的比例在真空包装袋中混合，2min后过滤，再将滤液在转速4000r/min条件下离心10min分离得上清液a和沉淀b；
(3)蒸发结晶制色素
将步骤(2)中所得的上清液a蒸发结晶后得棕色粉末；
(4)复合酶法提取水溶性膳食纤维
将步骤(2)中所得的沉淀b经热恒温鼓风干燥后，与含有质量浓度2％复合酶且ph为4的磷酸缓冲溶液按照重量比10：1混合，复合酶为木瓜蛋白酶、α-淀粉酶、淀粉葡萄糖酶按质量比1：2：2混合而成，35℃进行酶解1.5h后在沸水浴中灭酶5min，将所得酶解浆液在转速4000r/min条件下离心10min后分离得上清液c和沉淀d；
(5)喷雾干燥-萃取结合制水溶性膳食纤维
将步骤(4)中所得的上清液c再用截留分子量为300kda的超滤膜过滤，得超滤透过液在进风温度120℃，出风温度60℃，压缩空气流量600ml/h条件下进行喷雾干燥，所得粉末送入萃取釜中，通入提携剂(采用甲醇)与超临界co2，提携剂重量是粉末重量的15％，压力为35mpa，气体混合后的混合流体流量为20l/h，萃取后得水溶性膳食纤维。
(6)喷雾干燥制水不溶性膳食纤维
将步骤(4)中所得的沉淀d用无水乙醇清洗4次后再水洗3次，采用气流喷雾干燥机，在进风温度120℃，出风温度60℃，压缩空气流量600ml/h的条件下干燥后得水不溶性膳食纤维。
经测定，所得竹笋壳色素的含量为0.121g/g，水溶性膳食纤维7.75％，水不溶性膳食纤维45.76％。对比例1中未采用超高压设备对色素提取液进行处理，使得色素的溶出率较低。
对比例2
一种连续提取竹笋壳色素和膳食纤维的方法，包含：
(1)原料干燥及粉碎
将竹笋壳清洗后剪碎，置于电热恒温鼓风干燥机中干燥使竹笋壳水分控制在2wt％，再经超微粉碎，过60目筛网后得到竹笋壳粉末；
(2)碱法-超高压结合提取色素
将步骤(1)所得的竹笋壳粉末与0.05mol/lnaoh溶液按照质量比1:10的比例在真空包装袋中混合，真空包装后置于超高压设备中处理，在300mpa压强下保压2min，过滤，再将滤液在转速4000r/min条件下离心10min分离得上清液a和沉淀b；
(3)蒸发结晶制色素
将步骤(2)中所得的上清液a蒸发结晶后得棕色粉末；
(4)复合酶法提取水溶性膳食纤维
将步骤(2)中所得的沉淀b经热恒温鼓风干燥后，与含有质量浓度2％复合酶且ph为6.5的磷酸缓冲溶液按照重量比10：1混合，复合酶为木瓜蛋白酶、α-淀粉酶、淀粉葡萄糖酶按质量比1：2：2混合而成，35℃进行酶解1.5h后在沸水浴中灭酶5min，将所得酶解浆液在转速4000r/min条件下离心10min后分离得上清液c和沉淀d；
(5)喷雾干燥-萃取结合制水溶性膳食纤维
将步骤(4)中所得的上清液c再用截留分子量为300kda的超滤膜过滤，得超滤透过液在进风温度120℃，出风温度60℃，压缩空气流量600ml/h条件下进行喷雾干燥，所得粉末送入萃取釜中，通入提携剂(采用甲醇)与超临界co2，提携剂重量是粉末重量的15％，压力为35mpa，气体混合后的混合流体流量为20l/h，萃取后得水溶性膳食纤维。
(6)喷雾干燥制水不溶性膳食纤维
将步骤(4)中所得的沉淀d用无水乙醇清洗4次后再水洗3次，采用气流喷雾干燥机，在进风温度120℃，出风温度60℃，压缩空气流量600ml/h的条件下干燥后得水不溶性膳食纤维。
经测定，所得竹笋壳色素的含量为0.285g/g，水溶性膳食纤维5.42％，水不溶性膳食纤维36.62％。对比例2改变酶溶液的ph值，使得复合酶的活性降低，且膳食纤维本身也受到破败，导致产品含量降低。
本发明的提取方法可显著提高竹笋壳色素、水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维的含量。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所的权利要求来限定。