一種山藥多孔澱粉的製備方法與流程
2023-05-27 01:50:41
本發明屬於改性澱粉技術領域，具體涉及一種山藥多孔澱粉的製備方法。
背景技術：
山藥又稱薯蕷，為多年生草本植物，具有良好的保健功效，山藥的塊莖中含有澱粉、糖蛋白、膽鹼等物質，而目前山藥僅作為原料用以製備菜餚食用，鮮少有山藥的精深加工產品出現。如何對山藥進行資源化精深利用，尤其是對山藥中的主要成分澱粉如何進行精深加工利用具有十分重要的意義。
多孔澱粉為一種新型變性澱粉，其是一種澱粉顆粒表面布滿有許多小孔的一種蜂窩狀澱粉產物，為一種類似馬蜂窩狀的中空顆粒，其澱粉內部中空部分可以承載吸附多種物質，具有良好的吸附性，可以作為吸附材料，應用於食品、醫藥、化工等領域產品中。多孔澱粉製備的難點在於不同物種的澱粉類型不一樣，並不是使用任何澱粉酶酶解都能夠得到多孔澱粉。
技術實現要素：
針對現有技術存在的上述不足，本發明要解決的技術問題是：針對現有技術基本沒有對山藥中澱粉進行改性研究，使得山藥澱粉的資源化利用程度較低的技術問題，而提供一種吸附能力優良的山藥多孔澱粉的製備方法，以拓寬山藥澱粉的應用範圍。
為了解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案：一種山藥多孔澱粉的製備方法，包括如下步驟：
1）將山藥去皮、清洗，得到山藥原料；
2）將山藥原料與水按照1 g：30~40 mL的質量體積比混合打漿，得到混合液，向所述混合液中加入鹼性蛋白酶，並調節所述混合液的pH至8.0~9.0，於45~55℃下攪拌提取60~90 min，得到山藥澱粉提取液；
3）對步驟2）得到的山藥澱粉提取液進行過濾，得到山藥澱粉漿液，對所述山藥澱粉漿液先於3000 r/min下離心10~15 min，棄去上清液，並去除離心沉澱上部黃色膠狀物質；
4）採用質量濃度為50~60%的乙醇水溶液對步驟3）得到的沉澱進行重懸，將重懸液於6000 r/min下離心5~8 min，棄去離心液，再次對離心沉澱上部膠狀物質進行去除；
5）採用水溶解步驟4）得到的澱粉沉澱並於3000 r/min下離心4~6 min，棄去離心液，收集沉澱，得到山藥澱粉；
6）採用pH 5.5~6.5的PBS緩衝液對步驟5）得到的山藥澱粉進行溶解，製備成山藥澱粉溶液；
7）將β-澱粉酶、脫支酶和pH 5.5~6.5的PBS緩衝液按照1~3 g：0.5~2 g：100 mL的質量體積比混合，配製成酶解液；
8）將步驟6）所述山藥澱粉溶液和步驟7）所述酶解液按照100:3~5的體積比混合，於50~60℃下振蕩酶解8~10 h，得到酶解澱粉漿液；
9）調節步驟8）所述酶解澱粉漿液的pH至9.0~9.5，終止酶解反應，並將調節pH後的酶解澱粉漿液於2000~2500 r/min下離心10~15 min，收集多孔澱粉沉澱；
10）對步驟9）所述多孔澱粉沉澱水洗沉澱至少2次，得到多孔澱粉溼品；
11）將步驟10）所述多孔澱粉溼品進行乾燥並粉碎至200目以上，得到所述山藥多孔澱粉。
本發明針對山藥中粘蛋白較多，容易對山藥組織中的澱粉纏繞包裹不容易使澱粉浸出，且山藥粘蛋白也使得漿液的粘度增加不方便溶出的澱粉沉降的技術問題，特別採用鹼法+蛋白酶酶解的方法，使粘蛋白的活性被破壞，粘蛋白被降解，進而使得組織中的澱粉更加容易溶出，本發明對澱粉提取液進行離心時，對離心沉澱上部的膠狀物質進行去除，該膠狀物質為酶解後的胺基酸或肽類物質，去除這些物質將有利於後期澱粉酶的酶解。本發明針對山藥澱粉的種類性質，選用β-澱粉酶、脫支酶復配對山藥澱粉進行酶解，經試驗檢測，酶解後的山藥多孔澱粉對甲基橙的吸附率高達98.54%，取得了意想不到的高吸附效果，可以用作優良的吸附材料使用。
進一步，步驟2）中鹼性蛋白酶的添加量為山藥原料質量的2~4%。這樣的添加量，可以使山藥中的粘蛋白被充分酶解，使山藥澱粉的提取率更高，提取率可達80%。
進一步，所述鹼性蛋白酶的酶活為250000 U/g。
進一步，所述β-澱粉酶的酶活為30000U/g。
進一步，所述脫支酶的酶活為2000 U/g。
進一步，所述β-澱粉酶、脫支酶和pH 5.5~6.5的PBS緩衝液按照2 g：1 g：100 mL。採用這樣配比的澱粉酶對山藥澱粉進行酶解，可以使山藥澱粉更充分地被酶解為多孔蜂窩狀結構，製得的山藥多孔澱粉吸附率更好。
相比現有技術，本發明具有如下有益效果：本發明針對山藥澱粉的種類性質，選用β-澱粉酶、脫支酶復配對山藥澱粉進行酶解，經試驗檢測，酶解後的山藥多孔澱粉對甲基橙的吸附率高達98.54%，取得了意想不到的高吸附效果，可以用作優良的吸附材料使用。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明。本實施案例在以本發明技術為前提下進行實施，現給出詳細的實施方式和具體的操作過程來說明本發明具有創造性，但本發明的保護範圍不限於以下的實施例。
實施例1
一種山藥多孔澱粉的製備方法，包括如下步驟：
1）將山藥去皮、清洗，得到山藥原料；
2）將山藥原料與水按照1 g：30 mL的質量體積比混合打漿，得到混合液，向所述混合液中加入鹼性蛋白酶，並調節所述混合液的pH至8.0，於45℃下攪拌提取60 min，得到山藥澱粉提取液；鹼性蛋白酶的添加量為山藥原料質量的2%；所述鹼性蛋白酶的酶活為250000 U/g；
3）對步驟2）得到的山藥澱粉提取液進行過濾，得到山藥澱粉漿液，對所述山藥澱粉漿液先於3000 r/min下離心10 min，棄去上清液，並去除離心沉澱上部黃色膠狀物質；
4）採用質量濃度為50%的乙醇水溶液對步驟3）得到的沉澱進行重懸，將重懸液於6000 r/min下離心5 min，棄去離心液，再次對離心沉澱上部膠狀物質進行去除；
5）採用水溶解步驟4）得到的澱粉沉澱並於3000 r/min下離心4 min，棄去離心液，收集沉澱，得到山藥澱粉；
6）採用pH 5.5的PBS緩衝液對步驟5）得到的山藥澱粉進行溶解，製備成山藥澱粉溶液；所述山藥澱粉與緩衝液的質量體積比為20~30 g：100 mL；
7）將β-澱粉酶、脫支酶和pH 5.5的PBS緩衝液按照1 g：0.5 g：100 mL的質量體積比混合，配製成酶解液；所述β-澱粉酶的酶活為30000U/g；所述脫支酶的酶活為2000 U/g；
8）將步驟6）所述山藥澱粉溶液和步驟7）所述酶解液按照100:3的體積比混合，於50℃下振蕩酶解8h，得到酶解澱粉漿液；
9）調節步驟8）所述酶解澱粉漿液的pH至9.0，終止酶解反應，並將調節pH後的酶解澱粉漿液於2000 r/min下離心10 min，收集多孔澱粉沉澱；
10）對步驟9）所述多孔澱粉沉澱水洗沉澱至少2次，得到多孔澱粉溼品；
11）將步驟10）所述多孔澱粉溼品進行乾燥並粉碎至200目以上，得到所述山藥多孔澱粉。
配製甲基橙溶液，將本實施例製得的山藥多孔澱粉與甲基橙溶液按照5 g：100 mL的質量體積比混合，使山藥多孔澱粉對甲基橙溶液進行吸附，分別測定原甲基橙溶液和吸附後甲基橙溶液的484nm處吸光度，計算吸收率= (A0-A1)/A0。結果顯示，本實施例製得的山藥多孔澱粉對甲基橙的吸收率達到98.54%，取得了意想不到的吸附效果。
實施例2
一種山藥多孔澱粉的製備方法，包括如下步驟：
1）將山藥去皮、清洗，得到山藥原料；
2）將山藥原料與水按照1 g：40 mL的質量體積比混合打漿，得到混合液，向所述混合液中加入鹼性蛋白酶，並調節所述混合液的pH至9.0，於55℃下攪拌提取90 min，得到山藥澱粉提取液；鹼性蛋白酶的添加量為山藥原料質量的4%；所述鹼性蛋白酶的酶活為250000 U/g；
3）對步驟2）得到的山藥澱粉提取液進行過濾，得到山藥澱粉漿液，對所述山藥澱粉漿液先於3000 r/min下離心15 min，棄去上清液，並去除離心沉澱上部黃色膠狀物質；
4）採用質量濃度為60%的乙醇水溶液對步驟3）得到的沉澱進行重懸，將重懸液於6000 r/min下離心8 min，棄去離心液，再次對離心沉澱上部膠狀物質進行去除；
5）採用水溶解步驟4）得到的澱粉沉澱並於3000 r/min下離心6 min，棄去離心液，收集沉澱，得到山藥澱粉；
6）採用pH 6.5的PBS緩衝液對步驟5）得到的山藥澱粉進行溶解，製備成山藥澱粉溶液；
7）將β-澱粉酶、脫支酶和pH 6.5的PBS緩衝液按照2 g：1 g：100mL的質量體積比混合，配製成酶解液；所述β-澱粉酶的酶活為30000U/g；所述脫支酶的酶活為2000 U/g；
8）將步驟6）所述山藥澱粉溶液和步驟7）所述酶解液按照100: 5的體積比混合，於60℃下振蕩酶解10 h，得到酶解澱粉漿液；
9）調節步驟8）所述酶解澱粉漿液的pH至9.5，終止酶解反應，並將調節pH後的酶解澱粉漿液於2500 r/min下離心15 min，收集多孔澱粉沉澱；
10）對步驟9）所述多孔澱粉沉澱水洗沉澱至少2次，得到多孔澱粉溼品；
11）將步驟10）所述多孔澱粉溼品進行乾燥並粉碎至200目以上，得到所述山藥多孔澱粉。
採用與實施例1相同的方法對本實施例製得的山藥多孔澱粉的吸收率進行測試，結果顯示本實施例製得的山藥多孔澱粉對甲基橙吸收率達到97.5%。
最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。