一種芋頭澱粉的提取方法
2023-06-13 07:32:31 1
一種芋頭澱粉的提取方法
【專利摘要】本發明公開了一種芋頭澱粉的提取方法，包括超聲波預處理、複合酶分步酶解過程。洗淨脫皮後的芋頭薄片與磷酸鹽緩衝液置於植物組織搗碎機中勻漿，先採用超聲波處理；再加入木聚糖酶後，加入中性蛋白酶酶解，木聚糖酶能夠降解木聚糖破壞芋頭組織的細胞壁，並降低反應體系的黏度，蛋白酶則使澱粉顆粒與蛋白質分離開來。本發明芋頭澱粉的純度可達80%以上，澱粉提取率為75%以上，在一定程度上能夠有效改善傳統芋頭澱粉生產法出現的純度和提取率較低，品質較差等問題，為芋頭澱粉的進一步應用提供可能性。
【專利說明】一種芋頭澱粉的提取方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及食品加工【技術領域】，具體涉及一種芋頭澱粉的提取方法。
【背景技術】
[0002]全世界芋頭的年產量約為5.3 X IO6~5.8 X IO6T,國內芋頭種植區域廣且相對集中，為芋頭深加工提供了保障，市場前景較為廣闊。芋頭澱粉含量高達69.6%~73.7%，質地細，性能優良，用途廣闊，具有極大的開發價值。
[0003]芋頭澱粉顆粒細小，被包裹在蛋白質網狀結構及粘多糖內，造成破壁提取澱粉顆粒，影響了其性能應用的研究。常規方法-水沉降法、氨水沉降法以及NaOH沉降法，不僅沉降時間長，容易引起澱粉產品質量，而且提取率也不高。
【發明內容】
[0004]本發明提供了一種芋頭澱粉的提取方法，目的是在一定程度上有效改善傳統芋頭澱粉生產法出現的純度和提取率較低，品質較差等問題，為芋頭澱粉的進一步應用提供可能性。
[0005]為實現上述目的，本發明採用以下技術方案予以實現:
[0006]一種芋頭澱粉的提取方法，將芋頭洗淨脫皮、切成薄片，將芋頭薄片與磷酸鹽緩衝液混合，勻漿得芋頭漿液；先進行預處理，再加入木聚糖酶酶解，後加入中性蛋白酶進行酶解提取芋頭澱粉，滅酶，離 心，棄上清液，乾燥。
[0007]對上述技術方案的進一步改進:所述芋頭薄片與磷酸鹽緩衝液的質量體積比w/v為:芋頭:磷酸鹽緩衝液=1:0.5-2.0。
[0008]對上述技術方案的進一步改進:所述預處理為超聲波處理，處理條件為300-500W下 10_20min。
[0009]對上述技術方案的進一步改進:所述芋頭漿液酶解所用木聚糖酶與中性蛋白酶的複合添加總質量為芋頭質量的0.75%-2%，所述的木聚糖酶與中性蛋白酶的質量比為:0.5-1:0.5-1.5。
[0010]對上述技術方案的進一步改進:所述酶解過程中先採用木聚糖酶酶解1.0-3.0h,溫度維持在40-60°C、pH值為4.5-6.5 ;後加入中性蛋白酶酶解1.0-3.0h，溫度維持在40-600C、pH 值為 6.5-7.5 ；pH 值調至 8.0，滅酶。
[0011]對上述技術方案的進一步改進:所述木聚糖酶處理的最優組合為酶處理時間2h，加酶量750u.g-1，溫度50工，？!1值5.0。
[0012]對上述技術方案的進一步改進:所述中性蛋白酶處理的最佳組合為酶添加量500u.g4，酶處理溫度50°C，酶處理時間3h，酶處理pH值7.0。
[0013]對上述技術方案的進一步改進於:所述乾燥的溫度為40_45°C、乾燥時間為24h。
[0014]對上述技術方案的進一步改進:芋頭澱粉的純度可達80%以上，澱粉提取率75%以上。[0015]與現有技術相比，本發明的優點和技術效果是:本發明相對於常規提取法，採用酶解法提取芋頭澱粉，具有條件溫和、安全性高等優點，且可以通過縮短沉降時間提高澱粉產品的質量。
[0016]酶的分步加入使得酶在各自最適條件下進行反應，有利於酶發揮最大作用；木聚糖酶的加入可以通過降解木聚糖破壞芋頭組織的細胞壁，並且木聚糖分子的降解，降低反應體系的黏度，提高了澱粉的提取效果；而蛋白酶則進一步使澱粉顆粒與蛋白質分離開來，加快澱粉的釋放。由此可見，使用木聚糖酶、蛋白酶作用於芋頭澱粉，有利於澱粉的提取。
[0017]本發明有助於深化芋頭澱粉的開發利用。本發明芋頭澱粉的純度可達80%以上，澱粉提取率為75%以上。
【具體實施方式】
[0018]下面結合具體實施例對本發明做進一步詳細的說明。
[0019]本發明用於提取芋頭澱粉的木聚糖酶和中性蛋白酶可以選用市場上公司生產的市售產品。例如:木聚糖酶和中性蛋白酶可選購自濰坊康地恩生物科技有限公司。
[0020]實施例1
[0021]單一酶實驗-木聚糖酶酶解芋頭提取澱粉,木聚糖酶添加量為15g。
[0022]取洗淨脫皮後的芋頭薄片1kg，磷酸鹽緩衝液500mL (本發明中芋頭薄片與磷酸鹽緩衝液的質量體積比w/v中W的單位為g，對應體積V的單位為mL)，置於植物組織搗碎機中勻漿，採用超聲波處理(400W、20min)後；加入木聚糖酶酶解；溫度維持在50°C ;pH值為
5.0 ;酶解時間5h ;滅酶,3000`r/min離心20min進行分離純化,棄去上清液,於烘箱中乾燥。
[0023]經測定，澱粉提取率為72%，純度為75%。木聚糖酶的加入降解木聚糖破壞芋頭組織的細胞壁，有利於澱粉的溶出。但此時，某些澱粉顆粒仍與蛋白質結合，阻礙了芋頭澱粉的提取。
[0024]實施例2
[0025]單一酶實驗——中性蛋白酶酶解芋頭提取澱粉，中性蛋白酶添加量為15g。
[0026]取洗淨脫皮後的芋頭薄片1kg，磷酸鹽緩衝液500mL，置於植物組織搗碎機中勻漿，採用超聲波處理(400W、20min)後；加入中性蛋白酶酶解；溫度維持在50°C ;pH值為7.0 ;酶解時間5h ;滅酶,3000r/min離心20min進行分離純化,棄去上清液,於烘箱中乾燥。
[0027]經測定，澱粉提取率為73%，純度為75%。單獨加入中性蛋白酶，細胞壁結構未被破壞，排列緊密的結構阻礙了蛋白酶酶解和澱粉交聯的蛋白質，阻礙了芋頭澱粉的提取。
[0028]因此，本發明考慮採用兩種酶復配法酶解芋頭提取澱粉。
[0029]實施例3
[0030]復配實驗一同步加入木聚糖酶、中性蛋白酶酶解芋頭提取澱粉，木聚糖酶添加量為12g，中性蛋白酶添加量為3g。
[0031]取洗淨脫皮後的芋頭薄片1kg，磷酸鹽緩衝液500mL，置於植物組織搗碎機中勻漿，採用超聲波處理(400W、20min)後；同時加入木聚糖酶、中性蛋白酶酶解；溫度維持在500C ;pH值為6.0 ;酶解時間5h ;滅酶，3000r/min離心20min進行分離純化，棄去上清液，於烘箱中乾燥。
[0032]經測定，澱粉提取率為74%，純度為75%。[0033]木聚糖酶最適pH範圍為4.5-6.5，而中性蛋白酶最適pH範圍為6.5-7.5，同步加酶法設置pH為6.0，不利於兩種酶在最適條件下進行反應。
[0034]因此，考慮分步加酶法酶解芋頭提取澱粉。
[0035]實施例4
[0036]復配實驗——先加入中性蛋白酶、木聚糖酶酶解芋頭提取澱粉，中性蛋白酶添加量為3g，木聚糖酶添加量為12g。
[0037]取洗淨脫皮後的芋頭薄片1kg，磷酸鹽緩衝液500mL，置於植物組織搗碎機中勻漿，採用超聲波處理(400W、20min)後；先加入中性蛋白酶酶解3h，溫度維持在50°C、pH值為7.0 ;後加入木聚糖酶酶解2h，溫度維持在50°C、pH值為5.0 ;滅酶，3000r/min離心20min進行分離純化，棄去上清液，於烘箱中乾燥。
[0038]經測定，澱粉提取率為77.7%，純度為77%。先加入中性蛋白酶，細胞壁結構未被破壞，排列緊密的結構阻礙了中性蛋白酶酶解和澱粉交聯的蛋白質，阻礙了芋頭澱粉的提取。
[0039]因此應該考慮，先破壞芋頭組織的細胞壁，再酶解與澱粉交聯的蛋白質。
[0040]實施例5 [0041]復配實驗——先加入木聚糖酶、中性蛋白酶酶解芋頭提取澱粉,木聚糖酶添加量為12g，中性蛋白酶添加量為3g。
[0042]洗淨脫皮後的芋頭薄片1kg，磷酸鹽緩衝液500mL，置於植物組織搗碎機中勻漿，採用超聲波處理(400W、20min)後；先加入木聚糖酶酶解2h，溫度維持在50°C、pH值為5.0 ；後加入中性蛋白酶酶解3h，溫度維持在50°C、pH值為7.0 ;滅酶，3000r/min離心20min進行分離純化，棄去上清液，於烘箱中乾燥。
[0043]經測定，澱粉提取率為80.2%，澱粉純度達到82%。
[0044]相對於同步酶解，酶的分步加入使得酶在各自最適條件下進行反應，有利於酶發揮最大作用。
[0045]先加入木聚糖酶，有利於降解木聚糖破壞芋頭組織的細胞壁，還可以使木聚糖分子降解，降低反應體系的黏度，從而提高澱粉的提取效果，後加入中性蛋白酶，蛋白酶則進一步使澱粉顆粒與蛋白質分離開來，從而增大了澱粉的提取率。
[0046]實施例6
[0047]按照表1所示，進行L9 (34)的正交試驗，以澱粉提取率為指標，確定木聚糖酶酶解的最佳工藝條件。
[0048]表1木聚糖酶正交試 驗因子水平表
【權利要求】
1.一種芋頭澱粉的提取方法，其特徵在於:將芋頭洗淨脫皮、切成薄片，將芋頭薄片與磷酸鹽緩衝液混合，勻漿得芋頭漿液；先進行預處理，再加入木聚糖酶酶解，後加入中性蛋白酶進行酶解提取芋頭澱粉，滅酶，離心，棄上清液，乾燥。
2.根據權利要求1所述的芋頭澱粉的提取方法，其特徵在於:所述芋頭薄片與磷酸鹽緩衝液的質量體積比w/v為:芋頭:磷酸鹽緩衝液=1:0.5-2.0。
3.根據權利要求1或2所述的芋頭澱粉的提取方法，其特徵在於:所述預處理為超聲波處理，處理條件為300-500W下10-20min。
4.根據權利要求1或2所述的芋頭澱粉的提取方法，其特徵在於:所述芋頭漿液酶解所用木聚糖酶與中性蛋白酶的複合添加總質量為芋頭質量的0.75%-2%，所述的木聚糖酶與中性蛋白酶的質量比為:0.5-1:0.5-1.5。
5.根據權利要求4所述的芋頭澱粉的提取方法，其特徵在於:所述酶解過程中先採用木聚糖酶酶解1.0-3.0h，溫度維持在40-60°C、pH值為4.5-6.5 ;後加入中性蛋白酶酶解1.0-3.0h，溫度維持在40-600C、pH值為6.5-7.5 ；pH值調至8.0,滅酶。
6.根據權利要求1所述的芋頭澱粉的提取方法，其特徵在於:所述木聚糖酶處理的最優組合為酶處理時間2h，加酶量750 u.g-1，溫度50。。，pH值5.0。
7.根據權利要求1所述的芋頭澱粉的提取方法，其特徵在於:所述中性蛋白酶處理的最佳組合為酶添加量500u.g'酶處理溫度50°C，酶處理時間3h，酶處理pH值7.0。
8.根據權利要求1所述的芋頭澱粉的提取方法，其特徵在於:所述乾燥的溫度為40-45 °C、乾燥時間為24h。
9.根據權利要求1所述的芋頭澱粉的提`取方法，其特徵在於:芋頭澱粉的純度可達80%以上，澱粉提取率75%以上。
【文檔編號】C08B30/00GK103772510SQ201410032659
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月23日 優先權日:2014年1月23日
【發明者】陳海華, 王雨生, 張瀅瀅, 王瑩鈺 申請人:青島農業大學