山茱萸果渣不溶性膳食纖維的製備方法

2023-05-08 14:01:26 1

專利名稱：：山茱萸果渣不溶性膳食纖維的製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種膳食纖維的製備，特別是山茱萸果渣不溶性膳食纖維的製備方法。
背景技術：
：膳食纖維是人類健康飲食的重要組成成分，可分為可溶性膳食纖維(SDF)和不溶性膳食纖維(IDF)兩部分。其中IDF主要包括纖維素、半纖維素和木質素等不能被人體消化酶水解的碳水化合物，它廣泛存在於蔬菜和糧食作物中，在腸道內吸水膨脹後可以防止或減少便秘的產生[1]。富含膳食纖維的食物在人體內代謝緩慢，食物中的營養成分慢慢地被人體吸收，這種緩慢的消化過程增加了人體糞便排除的體積，有利於降低患結腸癌的風險[2-4]。有實驗表明，穀物IDF可以減少患糖尿病的危險[5]。IDF潛在的人體保健作用使得高纖維食品的不斷地被開發，蘋果、柑橘類及甘藍菜的副產物已經被用來加工成膳食纖維產品[6]。IDF作為食品填充劑可以用來製備低能量食品，在餅乾、糖果、飲料、調味料、甜點、酸奶中被廣泛應用[7]。山茱萸作為傳統中藥已有兩千多年的歷史。在我國，山茱萸產品如山茱萸酒、飲料、蜜餞和口服液等發展良好。在日本和韓國它還被廣泛用作滋補品、鎮痛劑和利尿劑。半乾燥去籽後的山茱萸還可以用來治療肝功能衰竭、腎虛以及糖尿病[8]。山茱萸中環烯醚萜總甙被證實可以抑制高級糖基化終產物的形成，恢復血管活性因子和細胞因子的活性水平M。山茱萸齊墩果酸可以提高大鼠胰島素的分泌[1°]。目前，大部分研究集中於山茱萸果實提取物中，而忽略了山茱萸果渣作為膳食纖維資源的開發。根據申請人所作的資料檢索，還沒有關於山茱萸果渣作為膳食纖維的生產方法。以下是申請人檢索到的與本發明工藝生產的相關參考文獻，需要說明的是，其中部分相關文獻在本申請中被應用。[1]SowbhagyaHB，FlorenceSumaP，MahadevammaS，etahSpendresiduefromcumin-apotentialsourceofdietaryfiber[J].FoodChemistry，2007，104:1220-1225o[2]JenkinsD,WoleverT，RaoAV,etahEffectofbloodlipidsofveryhighintakesoffiberindietslowinsaturatedfatandcholesterol[J].TheNewEnglandJournalofMedicine,1993,329:21—26。[3]SudhaML，VetrimaniR，LeelavathiK.InfluenceoffiberfromdifferentcerealsontheTheologicalcharacteristicsofwheatflourdoughandonbiscuitquality[J].FoodChemistry，2007，100:1365_1370o[4]MoritaT，TanabeH，ItoH，etahLong-Termingestionofinsolubledietaryfiberincreasesluminalmucincontent，buthasnoeffectonnutrientabsorptioninRats[J].Biosci，Biotechnol，andBiochem.，2008，72(3):767_772。[5]WeickertM0，PfeifferAFH.Metaboliceffectsofdietaryfiberconsumptionandpreventionofdiabetes[J].TheJournalofNutrition,2008,138(3):439-442。[6]ChantaroP，DevahastinS，ChiewchanN.Productionofantioxidanthighdietaryfiberpowderfromcarrotpeel[J].LWT-FoodScienceandTechnology,2008,41:1987-1994o[7]LarrauriJA.Newapproachesinthepreparationofhighdietaryfiberpowdersfromfruitby-products[J].TrendsFoodScienceandTechnology,1999，10:3-8。[8]WuVCiQiuXiPeggyHsiehY-H.EvaluationofEscherichiacoli0157H7inapplejuicewithCornusfruit{CornusofficinalisSieb.etZucc.)extractbyconventionalmediaandthinagarlayermethod[J].FoodMicrobiology,2008,25:190-195o[9]XuHQ，HaoHP.EffectsofIridoidTotalGlycosidefromCornusofficinalisonPreventionofGlomerularOverexpressionofTransformingGrowthFactorBeta1andMatrixesinanExperimentalDiabetesModel[J].Biol.Pharm.Bull，2004，27(7):1014_1018。[10]HsuJH,WuYC，LiuIM，etaLReleaseofacetylcholinetoraiseinsulinsecretioninWistarratsbyoleanolicacid，oneoftheactiveprinciplescontainedinCornusofficinalis[J].NeuroscienceLetters，2006，404:112-116。[11]LiewSL，Ariff,AB，RahaAR，etahOptimizationofmediumcompositionfortheproductionofaprobioticmicroorganism，Lactobacillusrhamnosus，usingresponsesurfacemethodology[J].InternationalJournalofFoodMicrobiology，2005，102:137-142。[12]LeeWC，YusofS，HamidNSA.Optimizingconditionsforhotwaterextractionofbananajuiceusingresponsesurfacemethodology(RSM)[J].JournalofFoodEngineering，2006，75:473_479。[13]KOrbahtiBK，RaufMA.Responsesurfacemethodologyanalysisofphotoinduceddecolorationoftoludineblue[J].ChemicalEngineeringJournal，2008，136:25_30o[14]RaghavendraSN，RastogiNK,RaghavaraoKSMS,etaLDietaryfiberfromcoconutresidue:effectsofdifferenttreatmentsandparticlesizeonthehydrationproperties[J].EuropeanFoodResearchandTechnology，2004，218(6):563-567。[15]YamazakiEiMurakamiKiKurita0.Easypreparationofdietaryfiberwiththehighwater-holdingcapacityfromfoodsources[J].PlantFoodforHumanNutrition，2005，60:1713。[16]RobertsonJA，MonredonFD，DysselerP,etaL·HydrationpropertiesofdietaryfiberandresistantstarchAEuropeancollaborativestudy[J].Lebensmittel-Wissenschaftund_Technologie，2000，33(2):72_79。[17]JimenezA，Rodrandez-CaroI，GuillanR，etahDietaryfibrecontentoftablesolivesprocessedunderdifferentEuropeanstylesStudyofphysicochemicalcharacteristics[J].JournaloftheScienceofFoodandAgriculture，2000，80:1_60[18]Vergara-Valencia,N，Granados-perez,E，Agama-Acevedo,etahFibreconcentratefrommangofruitCharacterization,associatedantioxidantcapacityandapplicationasabakeryproductingredient[J].UVT，2007，40:722_729。[19]Nath,A，Chattopadhyay,P.K.Optimizationofoventoastingforimprovingcrispnessandotherqualityattributesofreadytoeatpotato-soysnackusingresponsesurfacemethodology[J].JournalofFoodEngineering，2007，80:1282-1292o[20]Ghodke,S.K，Ananthanarayan，L，Rodrigues，LUseofresponsesurfacemethodologytoinvestigatetheeffectsofmillingconditionsondamagedstarch,doughstickinessandchapattiquality[J].FoodChemistry，2009，112:1010_1015o[21]Yuan,Z.F,Zhou,J.Y.Multivariatestatisticalanalysis[M].Beijing,2002,China:SciencePress。[22]Liyana-Pathirana，C，Shahidi,F.Optimizationofextractionofphenoliccompoundsfromwheatusingresponsesurfacemethodology[J].FoodChemistry，2005，93:47_560[23]Redondo-Cuenca，A，Vi1Ianueva-Suarez,MJose,Mateos-Aparicio,I.Soybeanseedsanditsby-productokaraassourceofdietaryfiber.MeasurementbyAOACandEnglystmethods[J].FoodChemistry，2008，108:1099-1105o[24]Abdul-Hamid,A,RajaSulaiman,R.R，0sman,A,<9iahPreliminarystudyofthechemicalcompositionofricemillingfractionsstabilizedbymicrowaveheating[J].JournalofFoodCompositionandAnalysis，2007，20:627_637。[25]Wawer,I,Wolniak,M,Paradowska,K.SolidstateNMRstudyofdietaryfiberpowdersfromaronia，bilberry，blackcurrantandapple[J].SolidStateNuclearMagneticResonance，2006，30:106_113o
發明內容本發明的目的在於，提供山茱萸果渣不溶性膳食纖維的製備方法，該方法以山茱萸榨汁後的果渣為原料，利用星點設計優化山茱萸不溶性膳食纖維(CIDF)的製備條件，以提高產品產量和純度，並確定其化學成分和部分功能特性。為了實現上述任務，本發明釆用如下的技術解決方案一種山茱萸果渣不溶性膳食纖維的製備方法，其特徵在於，按下列步驟製備步驟一，將去核擠壓果汁後剩餘的山茱萸果渣用純淨水洗淨，將山茱萸果渣在食用酒精衝洗兩次，然後置於50°C烘箱內乾燥，粉碎至380μπι，將山茱萸果渣粉末浸泡在正己烷中除去脂類物質，浸泡後揮發除去正己烷；步驟二，正己烷浸泡後山茱萸果渣粉末，加入適量NaOH，置於60°C水浴鍋中池後，4000r/min下離心lOmin，沉澱，NaOH溶液衝洗，再沉澱，用水洗至中性；步驟三，將洗至中性的沉澱物真空乾燥，粉碎過篩，製成山茱萸果渣不溶性膳食纖維。本發明的另一種技術方案是一種山茱萸果渣不溶性膳食纖維的製備方法，其特徵在於，按下列步驟製備步驟一，將去核擠壓果汁後剩餘的山茱萸果渣用純淨水洗淨，將山茱萸果渣用食用酒精衝洗兩次，然後乾燥，粉碎至380μm，將山茱萸果渣粉末浸泡在正己烷中除去脂類物質，浸泡後揮發除去正己烷；步驟二，正己烷浸泡後山茱萸果渣粉末，加入適量NaOH，置於60°C水浴鍋中池後，4000r/min下離心lOmin，沉澱，NaOH溶液衝洗，再沉澱，用水洗至中性；步驟三，將洗至中性的沉澱置於適量HCl中浸泡，經離心，沉澱，沉澱用HCl衝洗後用水洗至中性；步驟四，沉澱物經真空乾燥，粉碎過篩，製成山茱萸果渣不溶性膳食纖維。本發明的再一種技術方案是一種山茱萸果渣不溶性膳食纖維的製備方法，其特徵在於，按下列步驟製備步驟一，將去核擠壓果汁後剩餘的山茱萸果渣用純淨水洗淨，將山茱萸果渣用食用酒精衝洗兩遍，然後置於50°C烘箱內乾燥，粉碎至380μm，將山茱萸果渣粉末浸泡在正己烷中除去脂類物質，浸泡後揮發除去正己烷；步驟二，將正己烷浸泡後的山茱萸果渣粉末，加入到含適量偏磷酸鈉、多聚磷酸鈉和硫酸鈉的NaOH溶液，置於60°C水浴鍋中2h後，4000r/min下離心lOmin，沉澱，用NaOH衝洗、再沉澱，用水洗至中性；步驟三，沉澱物經真空乾燥，粉碎過篩，製成山茱萸果渣不溶性膳食纖維。本發明採用化學法提取山茱萸果渣不溶性膳食纖維，生產成本低且操作簡單，得到的產品呈淡黃色粉末，無異味，其化學成分和功能特性明顯優於原果渣。圖1是本發明的山茱萸果渣不溶性膳食纖維製備流程圖2是料液比和處理溫度對CIDF綜合指標的效應面圖(左)和等高圖(右)，此時鹼濃度為0.3mol/L；圖3是鹼濃度和處理溫度對CIDF綜合指標的效應面圖(左)和等高圖(右)，此時料液比為15mL/g；圖4是鹼濃度和料液比對CIDF綜合指標的效應面圖(左)和等高圖(右)，此時處理溫度為600C；圖5是膽固醇標準曲線；圖6是膽固醇標準樣品穩定性實驗；圖7是膽酸鈉標準曲線圖。；以下結合附圖和相關實驗對本發明作進一步的詳細說明。具體實施例方式本實施例給出了以山茱萸榨汁後的果渣為原料，採用化學法製備山茱萸果渣不溶性膳食纖維，該方法通過預實驗選擇工藝路線，並利用星點設計-效應面法優化工藝條件，以鹼濃度、液料比、處理溫度作為自變量，以產品重量、產品不溶性膳食纖維含量和產品溶脹性綜合指標作為因變量。擬合方程結果顯示二次項回歸方程優於線性方程和三次項方程，並以二次項回歸方程建立預測模型。結果顯示最佳反應條件為鹼濃度為0.4214mol/L、液料比為19.643mL/g、處理溫度63.37°C下作用兩個小時，綜合指標預測值為19.34。通過相近的實驗條件對預測值進行驗證，結果顯示綜合指標為19.28，接近預測值。實驗結果顯示，經處理後的產品成分和理化性能明顯優於原果渣。星點設計-響應曲面法(RSM)是一個多變量系統中高效率的優化方法，可以用來評估幾個影響因素的相對重要性。該方法已成功用於優化培養基組成、熱水提取條件和光誘導脫色分析[11_13]。它可以提供變量之間以及設計和工藝優化間必要的信息，同時給予多個響應分析。以下給出具體的實驗過程1、材料和方法1.1材料新鮮山茱萸購買於陝西漢中，原料經自來水衝洗後自然晾乾、去核，擠壓果汁後剩餘的山茱萸果渣用純淨水洗淨，甩幹後於4°c下浸泡在食用酒精中備用(主要是用於除去部分色素)。1.2製備方法山茱萸果渣經水衝洗後置於50°C烘箱內乾燥，粉碎至380μm，然後浸泡在正己烷中除去脂類物質[14]，浸泡後揮發除去正己烷，並回收正己烷。將正己烷浸泡後的產物，稱IOg樣品置於大燒杯中，加入400mL0.25mol/LNaOH,置於60°C水浴鍋中池後，4000r/min下離心lOmin，沉澱，沉澱用NaOH衝洗、再沉澱，用水洗至中性；水洗至中性的果渣粉末，再置於400mL0.5mol/LHCl中，浸泡、離心，沉澱，沉澱用NaOH衝洗，再用蒸餾水衝洗至中性，然後真空乾燥，粉碎過篩，製成IDF產品(B)。或者將正己烷浸泡後的產物，稱IOg樣品置於大燒杯中，在400mLNaOH溶液中加入1.5g偏磷酸鈉、0.03g多聚磷酸鈉和1.5g硫酸鈉[15]，置於60°C水浴鍋中2h後，4000r/min下離心lOmin，沉澱，沉澱用NaOH衝洗、再沉澱，用水洗至中性；製成產品(C)。或者在產品(B)的製備工藝基礎上，將鹼處理後水洗至中性的果渣粉末，直接真空乾燥，粉碎過篩，製成產品(A)。工藝流程如圖1所示。比較三種產品的各項性能，如表1所示。1.3組分分析樣品中水分含量是在105°C下烘乾至恆重測得；灰分測定根據AOAC(1990)方法923.03，在馬弗爐中550°C灼燒至恆重；蛋白質含量測定根據(A0AC，1995)方法，其中氮轉換蛋白質係數為6.25；澱粉含量測定根據GB/T5009.9-2003方法；脂肪含量測定通過石油醚在40°C60°C下索氏提取12h，稱重計算；IDF的測定是根據酶-重量法(AACC，32_6，2000)。1.4吸水溶脹和持油性1.4.1溶脹性(SWC)測定方法準確稱取IOOmg膳食纖維粉末(380μπι)置於具塞刻度試管中，加入IOmL蒸餾水，混勻後30°C下靜置18h，讀取樣品沉降後體積。溶脹力=溶脹後的體積/樣品質量1.4.2持水力(WHC)測定方法持水力被定義為除了外有引力和大氣壓力外，無其他作用力下膳食纖維吸附水的含量[16』17]。準確稱取IOOOmg樣品，置於試管中，加入50mL蒸餾水，混勻後30°C下靜置20h，4000r/min下離心20min，除去上清液後稱重。持水力=(樣品水合質量-樣品幹基質量)/樣品幹基質量1.4.3持油力(OHC)測定方法準確稱取250mg樣品置於25mL0.925g/mL大豆油中，混合均勻，30°C下靜置lh，4000r/min下離心20min，除去上清液後稱重[18]。持油力=(吸油樣品質量-幹基樣品質量)/幹基樣品質量2.結果和討論2.1工藝流程的選擇比較三種方法所得產品的各項性能(表1)，可以看出得到的三種產品有著類似的性能，色澤也十分相近。其中產品(A)的方法生產成本最低且操作最為簡單，因此本實驗選擇產品(A)的方法來做進一步的研究。表1三種途徑生產的產品性能比較權利要求1.一種山茱萸果渣不溶性膳食纖維的製備方法，其特徵在於，按下列步驟製備步驟一，將去核擠壓果汁後剩餘的山茱萸果渣用純淨水洗淨，將山茱萸果渣用食用酒精衝洗兩遍，然後置於50°C烘箱內乾燥，粉碎至380μπι，將山茱萸果渣粉末浸泡在正己烷中除去脂類物質，浸泡後揮發除去正己烷；步驟二，正己烷浸泡後山茱萸果渣粉末，加入適量NaOH，置於60°C水浴鍋中池後，4000r/min下離心lOmin，沉澱，NaOH溶液衝洗，再沉澱，用水洗至中性；步驟三，將洗至中性的沉澱物真空乾燥，粉碎過篩，製成山茱萸果渣不溶性膳食纖維。2.一種山茱萸果渣不溶性膳食纖維的製備方法，其特徵在於，按下列步驟製備步驟一，將去核擠壓果汁後剩餘的山茱萸果渣用純淨水洗淨，將山茱萸果渣用食用酒精中衝洗兩遍，然後置於50°C烘箱內乾燥，粉碎至380μm，將山茱萸果渣粉末浸泡在正己烷中除去脂類物質，浸泡後揮發除去正己烷；步驟二，正己烷浸泡後山茱萸果渣粉末，加入適量NaOH，置於60°C水浴鍋中池後，4000r/min下離心lOmin，沉澱，NaOH溶液衝洗，再沉澱，用水洗至中性；步驟三，將洗至中性的沉澱置於適量HCl中浸泡，經離心，沉澱，沉澱後用HCl衝洗後用水洗至中性；步驟四，沉澱物經真空乾燥，粉碎過篩，製成山茱萸果渣不溶性膳食纖維。3.一種山茱萸果渣不溶性膳食纖維的製備方法，其特徵在於，按下列步驟製備步驟一，將去核擠壓果汁後剩餘的山茱萸果渣用純淨水洗淨，將山茱萸果渣用食用酒精中衝洗兩遍，然後置於50°C烘箱內乾燥，粉碎至380μπι，然後將山茱萸果渣粉末浸泡在正己烷中除去脂類物質，浸泡後揮發除去正己烷；步驟二，將正己烷浸泡後的山茱萸果渣粉末，加入適量偏磷酸鈉、多聚磷酸鈉和硫酸鈉的NaOH溶液，置於60°C水浴鍋中2h後，4000r/min下離心lOmin，沉澱，NaOH衝洗、再沉澱，用水洗至中性；步驟三，沉澱物經真空乾燥，粉碎過篩，製成山茱萸果渣不溶性膳食纖維。4.權利要求1至3任意一項所述方法製備的茱萸果渣不溶性膳食纖維。全文摘要本發明公開了山茱萸果渣不溶性膳食纖維的製備方法，該方法以山茱萸榨汁後的果渣為原料，採用化學法提取工藝，通過預實驗選擇工藝路線，並利用星點設計-效應面法優化工藝條件。按照本發明的方法，生產成本低且操作簡單，得到的產品呈淡黃色粉末，無異味，其化學成分和功能特性明顯優於原果渣。文檔編號A23L1/212GK102204655SQ201110122518公開日2011年10月5日申請日期2011年5月12日優先權日2011年5月12日發明者任戰軍,張存莉,曹瑩莉,邵宜添申請人:西北農林科技大學