一種利用酸化玉米皮生產高活性膳食纖維的製備工藝的製作方法

2023-06-10 17:28:41 1

專利名稱：一種利用酸化玉米皮生產高活性膳食纖維的製備工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用酸化玉米皮生產高活性膳食纖維的製備工藝，利用玉米深加工 的副產物一酸化玉米皮生產高活性膳食纖維，屬於玉米深加工技術領域。
背景技術：
目前，酸化玉米皮是玉米深加工的副產物，生產lkg燃料乙醇大約產生0.6kg的酸 化玉米皮，其纖維含量高，是難得的物美價廉的食物纖維源，但是目前酸化玉米皮多以 飼料的形式銷售，沒有充分發揮其應有的價值。利用掃描型電子顯微鏡對未酸化的玉米 外皮進行觀察比較,發現玉米外皮的表面覆蓋著澱粉質(20. 8%)、蛋白質(16. 6%)等，而酸 化的玉米皮經測定澱粉含量(6% 12%)、蛋白質(11. 1%-13. 1%)。國內利用未酸化的玉 米皮提取膳食纖維，主要釆取化學處理方法，如強酸、強鹼、醇等。化學法的特點是成 本較低，但酸鹼處理過程，使大量的水溶性膳食纖維流失，產品的持水力和膨脹力較低， 對於目前市售的玉米膳食纖維，經測定其膨脹力為2. 5-3(g/mL)，持水力4. 2-4. 4(g/g), 並且已有提取膳食纖維的方法主要是針對非酸化玉米皮的工藝。
有文獻研究表明，採用超臨界C02流體萃取技術及擠出技術對玉米皮纖維進行處 理，製得具有優良理化特性及較高生理活性的高品質膳食纖維，最佳處理工藝參數，即 萃取壓力為30MPa、溫度35°C、時間100min、 C02流量23L/h;擠出溫度為145°C、 物料含水量為60%、進料速度20kg/h、螺杆轉速220r/min。處理後的玉米皮纖維可溶 性膳食纖維含量為14. 8%，膨脹力為18. 2ml/g，持水力為9. 3g/g,結合水力為6. 3g/g。 該方法雖然獲得高活性的膳食纖維。但其工藝複雜，耗時長，耗能大，不適合工業化大 生產。也有文獻表明，利用酶法生產玉米膳食纖維，其膨脹力1.83-2.35(g/mL)和持水 力5.01-6.2(g/g)，仍然達不到高活性膳食纖維的標準，其實現工業化生產還有待於研 究。

發明內容
本發明公開一種利用酸化玉米皮生產高活性膳食纖維的製備工藝，克服目前不能利 用酸化玉米皮生產膳食纖維的不足。
本發明的高活性的總玉米膳食纖維的製備方法利用混合酶製劑除去酸化玉米皮 中的澱粉、蛋白質和脂肪，獲得具有高活性的總玉米膳食纖維的工藝路線，具體包括以下步驟
(a) 利用混合酶製劑脫去澱粉、蛋白質、脂肪獲得總膳食纖維
酸化玉米皮水=1: (4.5-5.1) g/mL， PH=6.0-7.0，溫度50°C-60°C，澱粉酶使用 量為1.8-2.5mL/L，反應時間15-25分鐘，均勻攪拌速度400-600轉/分鐘，降溫至40°C， 調PI^6.8-7.2，蛋白酶使用量為3.6-4.0kg/t、脂肪酶使用量為9.1-10 kg/t，反應時間為 25-40分鐘；四層紗布過濾，沉澱得總膳食纖維；
(b) 利用纖維素酶製備一種可溶性膳食纖維的方法，包括以下步驟
已經脫去澱粉、脂肪和蛋白質的總膳食纖維按下列體系反應總膳食纖維水=1:
(4.6-5.0) g/mL，纖維素酶使用量為0.25L/噸幹基，PH=6.0, 55。C-60。C反應2.5h-3.0h， 紗布過濾，分別將濾液和沉澱50'C-6(TC烘乾，濾液烘乾得可溶性膳食纖維，沉澱得不 可溶性膳食纖維。
(c) 高壓滅菌總膳食纖維工藝
將總膳食纖維用0.3%-0.5。/。的NaOH浸泡，高壓滅菌，水洗至中性，60。C以下烘 幹，粉碎過80-100目篩。
本發明一種膳食纖維脫色工藝將得到的膳食纖維降溫至60。C-8(TC，滴加H202 至終濃度0.9%以上，實現膳食纖維脫色。
本發明的技術路線如圖l所示。
本發明與現有技術相比具有的積極效果在於利用微生物酶法生產玉米膳食纖維， 玉米膳食纖維的提取，活化一體化完成，工藝簡單，成本低，收率高，時間短，耗能少， 與現有生產工藝相比，每生產1噸膳食纖維節省時間90%以上；提高了玉米的附加值， 得到高活性的膳食纖維。
本發明在得到可溶性膳食纖維的同時，也可得到不溶性膳食纖維。這不但使玉米皮 得到充分的利用，還可根據膳食纖維溶解性不同，所發揮的生理功能也不相同的特性， 研究中關注可溶性成分和不溶性成分的配比，使玉米皮膳食纖維發揮最大的生理活性。


圖l為本發明工藝流程圖。
具體實施例方式
為了便於理解本發明，特例舉以下實施例。其作用被理解為是對本發明的闡釋而非 對本發明的任何形式的限制。實施例l
酸化玉米皮lkg粉碎過80目篩，加水5L，均勻攪拌速度500轉/分鐘，PH=6.5, 溫度6CTC,澱粉加入量為10 mL，反應15分鐘；降溫至40°C，調PH=7. 0蛋白酶加入 量為9. 19g、脂肪酶加入量為3. 84g，反應30分鐘；四層紗布過濾，上清組分主要含有 鼠李糖、核糖、木糖、甘露糖、葡萄糖，其中鼠李糖佔47.2%，可用於生產乙醇；沉澱 即為總膳食纖維。
總膳食纖維，總膳食纖維(g):水(mL)-l:5，纖維素酶加入量為0.25mL， 60'C反 應2.5h， 4層紗布過濾，分別將濾液和沉澱5(TC烘乾，濾液烘乾即為可溶性膳食纖維； 沉澱即為不可溶性膳食纖維。
總膳食纖維、不可溶性膳食纖維分別在，0.5%， 12rC， 0.105PKa ,條件下，膳食纖 維(g):水(mL"l: IO體系中，40分鐘，60。C-8(TC脫色(0.9%以上H202)，水洗三次， 6(TC以下烘乾，其總膳食纖維膨脹力及持水力分別為10(g/mL)和12(g/g)，不可溶性膳 食纖維膨脹力及持水力分別為8(g/mL)和7(g/g)。
實施例2
酸化玉米皮300g粉碎過80目篩，水:1500mL，均勻攪拌速度500轉/分鐘，PH=6. 5， 溫度60。C，澱粉加入量為3.5mL，反應15分鐘；降溫至40。C，調R^7.0蛋白酶加入 量為3. lg、脂肪酶加入量為1. 3g，反應30分鐘；四層紗布過濾，
總膳食纖維，總膳食纖維(g):水(mL"l:5，纖維素酶加入量為0.09mL， 60'C反 應2.5h，均勻攪拌速度500轉/分鐘，4層紗布過濾，分別將濾液和沉澱5(TC烘乾，濾 液烘乾即為可溶性膳食纖維；沉澱即為不可溶性膳食纖維。
總膳食纖維、不可溶性膳食纖維分別在，0.4%， 121°C， 0.105PKa ,條件下，膳食 纖維(g):水(mL)-h IO體系中，45分鐘，6(TC-80。C脫色(0.9%以上H202)，水洗三 次，6(TC以下烘乾，其總膳食纖維膨脹力及持水力分別為ll(g/mL)和13(g/g)，不可溶 性膳食纖維膨脹力及持水力分別為10(g/mL)和9(g/g)。
實施例3
酸化玉米皮10g粉碎過80目篩，加水50mL，均勻攪拌速度500轉/分鐘，PH=6. 5， 溫度60。C,澱粉加入量為0. 01 iriL，反應15分鐘；均勻攪拌速度500轉/分鐘，降溫至 4CTC，調P^7.0蛋白酶加入量為0.09g、脂肪酶加入量為0. 04g，反應30分鐘；四層 紗布過濾，總膳食纖維，總膳食纖維(g):水(mL)4:5，纖維素酶加入量為0.0025mL， 60°C 反應2.5h，均勻攪拌速度500轉/分鐘，4層紗布過濾，分別將濾液和沉澱50'C烘乾， 濾液烘乾即為可溶性膳食纖維；沉澱即為不可溶性膳食纖維。
總膳食纖維、不可溶性膳食纖維分別在，0.3%， 12rC, 0.105PKa ，條件下，膳食 纖維(g):水(mL"l: IO體系中，50分鐘，60。C-8(TC脫色(0.9%以上H202)，水洗三 次，6(TC以下烘乾，其總膳食纖維膨脹力及持水力分別為12(g/mL)和13(g/g)，不可溶 性膳食纖維膨脹力及持水力分別為9(g/mL)和8(g/g)。
權利要求
1、一種總玉米膳食纖維，可用下述方法得到酸化玉米皮水＝1(4.5-5.1)g/mL混合，PH＝6.0-7.0，溫度50℃-60℃，澱粉酶使用量為1.8-2.5mL/L，反應時間15-25分鐘，降溫至40℃，調PH＝6.8-7.2，蛋白酶使用量為3.6-4.0kg/t、脂肪酶使用量為9.1-10kg/t，反應時間為25-40分鐘；均勻攪拌速度400-600轉/分鐘，四層紗布過濾，沉澱得總膳食纖維。
2、 一種利用酸化玉米皮生產高活性總膳食纖維的製備工藝，包括以 下步驟利用混合酶製劑脫去澱粉、蛋白質、脂肪獲總得膳食纖維； 酸化玉米皮水=1: (4.5-5.1) g/mL， PH=6.0-7.0，溫度50。C-60。C， 澱粉酶使用量為1.8-2.5mL/L，反應時間15-25分鐘，降溫至40°C ，調 PH=6.8-7.2，蛋白酶使用量為3.6-4.0kg/t、脂肪酶使用量為9.1-10 kg/t，反 應時間為25-40分鐘；均勻攪拌速度400-600轉/分鐘，四層紗布過濾，沉 澱得總膳食纖維。
3、 一種可溶性膳食纖維的製備工藝，包括以下步驟將權利要求1的總膳食纖維按下列體系反應總膳食纖維水=1:(4.6-5.0) g/mL，纖維素酶使用量為0.25L/噸幹基，PH=6.0， 55。C-60。C反 應2.5h-3.0h，均勻攪拌速度4000-600轉/分鐘，紗布過濾，分別將濾液和 沉澱5(TC-6(TC烘乾，取濾液烘乾得可溶性膳食纖維。
4、 一種可溶性膳食纖維的製備工藝，包括以下步驟將權利要求1的總膳食纖維按下列體系反應總膳食纖維水=1:(4.6-5.0) g/mL，纖維素酶使用量為0.25L/噸幹基，PH=6.0， 55。C-60。C反 應2.5h-3.0h，均勻攪拌速度4000-600轉/分鐘，紗布過濾，分別將濾液和 沉澱5(TC-6(TC烘乾，取沉澱得不可溶性膳食纖維。
5、 權利要求2所述製備工藝，其特徵在於:將總膳食纖維用0.3%--0.5% 的NaOH浸泡，高壓滅菌，水洗至中性，6(TC以下烘乾，粉碎過80-100 目篩。
6、 權利要求1所述製備工藝，其特徵在於將總膳食纖維降溫至 60°C-80°C，滴加11202至終濃度0.9%以上，實現膳食纖維脫色。
全文摘要
本發明公開一種利用酸化玉米皮生產高活性總膳食纖維的製備工藝，利用混合酶製劑除去酸化玉米皮中的澱粉、蛋白質和脂肪，獲得具有高活性的總玉米膳食纖維的工藝路線，玉米膳食纖維和玉米膳食纖維的提取、活化一體化完成，工藝簡單，成本低，收率高，時間短，耗能少，與現有生產工藝相比，每生產1噸膳食纖維節省時間90％以上；提高了玉米的附加值，得到高活性的膳食纖維。本發明在得到可溶性膳食纖維的同時，也可得到不溶性膳食纖維。這不但使玉米皮得到充分的利用，還可根據膳食纖維溶解性不同，所發揮的生理功能也不相同的特性，研究中關注可溶性成分和不溶性成分的配比，使玉米皮膳食纖維發揮最大的生理活性。
文檔編號A23L1/10GK101411501SQ20081005153
公開日2009年4月22日 申請日期2008年12月5日 優先權日2008年12月5日
發明者孫樹禎, 孟慶繁, 張小希, 張桂榮, 滕利榮, 言 王, 程瑛琨, 鄧紅波 申請人:吉林大學