一種連續從油莎豆中提取澱粉和多糖的方法及其多糖產品與流程

2023-04-23 16:50:06 4

本發明涉及油莎豆開發利用領域，具體而言，涉及一種連續從油莎豆中提取澱粉和多糖的方法及其多糖產品。

背景技術：

油莎豆，又名油莎草，原產於非洲地中海沿岸，屬於禾本科一年生植物。油莎豆是一種優質、高產、綜合利用價值很高的油、糧多用新型作物，也是美化、綠化環境的觀賞植物。該品種適應性強，產量高，已廣泛引進種植在我國的黑龍江、河北等地。

油莎豆的澱粉含量高達30％左右，且油莎豆澱粉經羥甲基化後，熱糊和冷糊均有較好的穩定性，並具有易糊化、凍溶性穩定、透明度高等特點，是製造果膠、卡拉膠、冷飲的優良原料。但目前，油莎豆的開發利用尚不完全，澱粉的提取率低，純度也相對較低，不利於油莎豆營養物質的充分利用。

油莎豆是一種重要的油料作物，製取油豆沙油是利用油莎豆的主要途徑之一。目前，對油莎豆的利用僅限於從油莎豆中提取油脂，而對其中所含的澱粉和多糖類物質沒有進一步開發利用，造成資源浪費。鑑於此，本發明提出一種連續從油莎豆中提取澱粉和多糖的方法。

技術實現要素：

本發明的第一目的在於提供一種連續從油莎豆中提取澱粉和多糖的方法，該方法能夠連續的從油莎豆中提取得到澱粉和多糖，工藝簡單，容易實施，且澱粉和多糖的提取率高，純度大。

本發明的第二目的在於提供一種油莎豆的多糖產品，該多糖產品中所用的油莎豆多糖，純度大、質量好，進而使得該多糖產品的品質高。

為了實現本發明的上述目的，特採用以下技術方案：

一種連續從油莎豆中提取澱粉和多糖的方法，其包括：

將油莎豆與濃度為1.5～2wt％的石灰水混合，於55～60℃下浸泡5～8h後，勻漿處理並過濾，得勻漿液和濾渣，其中油莎豆與石灰水的料液比為1：8～12；

將勻漿液進行超聲處理後，靜置12～24h，離心，得澱粉提取物；以及

將濾渣與水混合，滅菌處理後，得到濾渣液，用酸調節濾渣液的ph至4.5～5.5後，再將活化後的複合酶劑與濾渣液混合，進行酶解處理後，離心，得多糖提取物。

一種油莎豆的多糖產品，其包括由上述方法所製得的多糖，以及食品學上可接受的添加劑。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

本公開內容提供的這種油莎豆中澱粉和多糖的提取方法，採用石灰水浸泡及勻漿工藝，得到勻漿液和濾渣，再採用不同的處理方法以及工藝參數，從勻漿液中分離提取得到油莎豆澱粉提取物，從濾渣中分離提取得到油莎豆多糖提取物，從而大幅提高了油莎豆中澱粉和多糖的提取率和純度。此外，該方法能夠連續的從油莎豆中提取得到澱粉和多糖，所需要的工藝設備簡單，容易實施，且無須使用有機溶劑，綠色環保。

該方法提取的多糖可以用來製備多種油莎豆的多糖製品，由於多糖的純度高，且在複合酶劑的作用下，多以短鏈多糖的形式存在，甜度高，因此所製得的油莎豆多糖產品的品質高。

具體實施方式

下面將結合實施例對本發明的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用於說明本發明，而不應視為限制本發明的範圍。實施例中未註明具體條件者，按照常規條件或製造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未註明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。

本實施方式提供一種連續從油莎豆中提取澱粉和多糖的方法，其包括以下步驟：

步驟s1：將油莎豆與濃度為1.5～2wt％的石灰水混合，於55～60℃下浸泡5～8h後，勻漿處理並過濾，得勻漿液和濾渣，其中油莎豆與石灰水的料液比為1：8～12。

由於油莎豆塊莖中含有果膠物質，採用石灰水浸泡，由於石灰水為鹼性，能夠溶解部分果膠物質，因此能夠降低提取過程中的溶液粘度，從而提高澱粉和多糖的提取率。

浸泡時，石灰水的濃度為1.5～2wt％，或者為1.6～1.9wt％，或者為1.7～1.8wt％。其中，油莎豆與石灰水的料液比為1：8～12，或者為1：9～10。發明人經多年研究表明，當石灰水的濃度、以及料液比在這些濃度範圍中時，石灰水的鹼性適宜，對果膠類物質的溶解效果好，有助於澱粉和多糖類成分的溶出提取。

進一步的，在油莎豆與石灰水混合前，將油莎豆粉碎至10～30目，或者為15～25目，或者為20目。將油莎豆粉碎成粒狀，有利於加速油莎豆的溶脹，提高油莎豆中澱粉和多糖等物質的溶出效率。

進一步的，在製備勻漿液和濾渣的過程中，還包括：油莎豆經勻漿處理後過160～180目篩，將所得到的濾液於2500～3000rmp下離心10～15min。可選擇的，油莎豆經勻漿處理後過160～180目篩，或者過165～175目篩，或者過170目篩，過篩後固液分離，使濾渣與液較為徹底的分離開。再將所得的濾液進行離心分離，進一步提高濾液中澱粉的含量以及濾渣中多糖的含量，去除分子量較小的小分子雜質。較為優選的，離心條件為：在2500～3000rmp下離心10～15min；或者為在2500～2800rmp下離心13～15min；或者為在2800～3000rmp下離心10～12min；更為具體的為，在在2800rmp下離心12min。

步驟s2：將勻漿液進行超聲處理後，靜置12～24h，離心，得澱粉提取物。

採用超聲法處理勻漿液，促進勻漿液中不溶性物質的溶解，並加速勻漿液中固體微粒中澱粉分子的運動速度，加速其溶出。進一步的，超聲處理中，微波頻率為1500～3000hz，或者為2000～2500hz；處理時間為20～30min，或者為23～28min。

進一步的，將勻漿液進行超聲處理後，將勻漿液的濃度調至1.5～2.0g/l，或者為1.7～1.8g/l，或者為1.75g/l。用水調節勻漿液的濃度，使其濃稠度適宜，便於沉降得到澱粉乳，且重新將其濃度調小後，有利於提高澱粉乳的純度。

隨後，再用鹼調節勻漿液的ph值至8.0～8.5後，靜置。用鹼調節，有助於加速勻漿液中的澱粉沉降，縮短靜置時間。其中，鹼包括氫氧化鈉、氫氧化鈣和氨水中的任意一種，優選為用氫氧化鈣調節ph。

進一步的，靜置後，將勻漿液於4000～5000rmp下離心5～10min。再次將勻漿液在高轉速下進行離心，有利於去除分子量略小於澱粉的雜質，對沉降後的澱粉乳進行再次純化，從而提高最後所得澱粉提取物的純度。

進一步的，將離心勻漿液得到的澱粉乳用水洗滌2～3次，再用活性炭脫色後，進行乾燥處理。其中，油莎豆與活性炭的質量比為1：0.03～0.05，或者為1：0.04。將活性炭與澱粉乳混合，利用活性炭的吸附作用，將澱粉乳中混有的色素等雜質去除，從而提高所得澱粉提取物的純度及質量。

步驟s3：將濾渣與水混合，滅菌處理後，得到濾渣液，用酸調節濾渣液的ph至4.5～5.5後，再將活化後的複合酶劑與濾渣液混合，進行酶解處理後，離心，得多糖提取物。

由於濾渣中混有少量的石灰水，顯鹼性，不利於後續加入的複合酶劑的活性，因此在加入複合酶劑前，用酸調節濾渣液的ph至4.5～5.5，或者ph至4.8～5.2，或者ph至5.0，由此來達到複合酶劑的最適ph範圍。可選擇的，酸包括鹽酸、醋酸、檸檬酸和酒石酸中的任意一種，優選的，採用醋酸調節濾渣液的ph值。

進一步的，複合酶劑包括纖維素酶、果膠酶、蛋白酶中的至少兩種。採用纖維素酶和蛋白酶，有利於降解油莎豆的細胞壁，促進細胞內容物的溶出，進而提高澱粉和多糖的提取效率。採用果膠酶，有利於將降解油莎豆塊莖中含有的果膠物質，進一步降低後續處理過程中的溶液粘度，提高澱粉和多糖的提取率。可選擇的，複合酶劑按重量份數計包括：纖維素酶2～5份、果膠酶3～7份、和蛋白酶1～3份。或者為，纖維素酶3～4份、果膠酶4～6份、和蛋白酶2～3份；或者為纖維素酶3份、果膠酶5份、和蛋白酶2份。發明人研究發現，當複合酶劑為上述比例時，最後提取得到的澱粉和多糖的提取率和純度較佳。

進一步的，活化複合酶劑的方法包括：將複合酶劑於45～55℃下水浴加熱15～25min；或者為將複合酶劑於48～52℃下水浴加熱18～22min；或者為將複合酶劑於50℃下水浴加熱20min。通過在此條件下處理複合酶劑，能夠提高複合酶劑中各酶的活性，從而提高其對纖維素、果膠、蛋白等物質的降解速率。

可選擇的，酶解處理包括：將複合酶劑與濾渣液的混合液於45～55℃下加熱2.5～3.5h；或者為將此合液於48～52℃下加熱2.8～3.2h；或者為將此合液於50℃下加熱3.0h。發明人研究發現，在此條件下進行酶解反應，酶解效率高。

綜上，本實施方式所提供的這種油莎豆中澱粉和多糖的提取方法，採用石灰水浸泡及勻漿工藝，得到勻漿液和濾渣，再採用不同的處理方法以及工藝參數，從勻漿液中分離提取得到油莎豆澱粉提取物，從濾渣中分離提取得到油莎豆多糖提取物，從而大幅提高了油莎豆中澱粉和多糖的提取率和純度。此外，該方法能夠連續的從油莎豆中提取得到澱粉和多糖，所需要的工藝設備簡單，容易實施，且無須使用有機溶劑，綠色環保。

本實施方式還提供一種油莎豆的多糖產品，其包括由上述方法所製得的多糖，以及食品學上可接受的添加劑。由上述方法提取得到的多糖(即多糖提取物)可以用來製備各種油莎豆的多糖產品，由於多糖的純度高，且在複合酶劑的作用下，多以短鏈多糖的形式存在，甜度高，因此所製得的油莎豆多糖產品的品質高。

以下結合實施例對本發明的特徵和性能作進一步的詳細描述：

實施例1