本發(fā)明涉及膳食纖維的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及酸性汽爆秸稈制備膳食纖維的方法。

背景技術(shù)：

膳食纖維是當(dāng)前國(guó)際上公認(rèn)的一種功能性食品基料，被稱為除了水、蛋白質(zhì)、糖類、脂類、維生素、礦物質(zhì)6大營(yíng)養(yǎng)素之外的“第七營(yíng)養(yǎng)素”，并被譽(yù)為21世紀(jì)食品工業(yè)中最受關(guān)注、具有特殊保健功能和食品改性作用的一種食品添加劑。膳食纖維可以作為一種有效的功能性保健食品預(yù)防多種疾病，并具有保水性、保油性、改進(jìn)食品色澤及風(fēng)味等特殊功效，能夠改善人體消化吸收，增強(qiáng)人體排泄功能，促進(jìn)人體的膳食結(jié)構(gòu)平衡，阻礙人體對(duì)一些富營(yíng)養(yǎng)的過(guò)多吸收，保持機(jī)能平衡，具有抗癌、降壓、降血脂、減肥機(jī)預(yù)防各類結(jié)石等作用。

秸稈等農(nóng)作物、水果、蔬菜中均含有膳食纖維，但是從水果、蔬菜中提取膳食纖維成本較高。而秸稈等農(nóng)作物中不僅含有豐富的膳食纖維，而成制備成本也相對(duì)較低，所以采用秸稈制備膳食纖維是一種行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，膳食纖維主要包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。

秸稈中的膳食纖維緊密結(jié)實(shí)，比較死板，不僅影響口感而且在經(jīng)過(guò)人體時(shí)帶走人體腸道垃圾的效率降低。因此，秸稈中的膳食纖維需要將纖維素、半纖維素和木質(zhì)素分離后再進(jìn)行混合。

目前，在膳食纖維的分離技術(shù)中采用醋酸蒸煮和蒸汽爆破，醋酸蒸煮易導(dǎo)致制備的膳食纖維口感差，普通的蒸汽爆破因?yàn)槭艿綔囟鹊南拗?，口感雖然現(xiàn)對(duì)于醋酸蒸煮較好，但是口感仍舊較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供酸性汽爆秸稈制備膳食纖維的方法，解決現(xiàn)有膳食纖維制備方法導(dǎo)致其口感較差的問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

酸性汽爆秸稈制備膳食纖維的方法，包括以下步驟：

1)、秸稈在100-150℃下加入稀鹽酸或稀硫酸進(jìn)行汽爆獲得汽爆產(chǎn)物；

2)、將汽爆產(chǎn)物進(jìn)行水洗，脫半纖維素，過(guò)濾，獲得含有半纖維素的濾液、含纖維素和木質(zhì)素的濾渣；

3)、向步驟2)中獲得的1/2濾液加乙醇，可溶性半纖維素沉淀，過(guò)濾，獲得半纖維素，1/2濾液加酸調(diào)節(jié)pH至5.0-5.5，水解產(chǎn)生單糖；

4)、將步驟2)獲得的濾渣用乙醇蒸煮，過(guò)濾，獲得含有乙醇和木質(zhì)素的濾液、含有纖維素的濾渣；

5)、將步驟4)獲得的濾液在酸性條件下與步驟2)獲得的單糖接枝共聚，過(guò)濾，濾渣為木質(zhì)素共聚物，濾液中含有酸，返回步驟3)用于水解；

6)、將步驟5)獲得的木質(zhì)素共聚物、步驟4)獲得的纖維素、步驟3)獲得的半纖維素以及淀粉進(jìn)行混合獲得膳食纖維。

目前，在膳食纖維的分離技術(shù)中采用醋酸蒸煮和蒸汽爆破，醋酸蒸煮不用汽爆技術(shù)，直接用醋酸蒸煮秸稈，過(guò)濾，濾液中含有半纖維素和木質(zhì)素，濾渣為纖維素，再將濾液中含有半纖維素和木質(zhì)素分離，最后將半纖維素、木質(zhì)素和纖維素混合成膳食纖維，醋酸蒸煮易導(dǎo)致制備的膳食纖維口感差，普通的蒸汽爆破因?yàn)槭艿綔囟鹊南拗?，口感雖然現(xiàn)對(duì)于醋酸蒸煮較好，但是口感仍舊較差。

本發(fā)明所述酸性汽爆具體是指加入稀鹽酸或稀硫酸的蒸汽爆破，具體地，蒸汽爆破是將秸稈密封在具有一定溫度和壓力的容器內(nèi)，當(dāng)蒸發(fā)到一定程度后突然泄壓，秸稈就撐開爆破，類似爆米花。在合理范圍內(nèi)溫度越高爆破效果越好，汽爆的溫度必須低于150℃，因?yàn)楦哂?50℃進(jìn)行爆破會(huì)產(chǎn)生糠醛，不利于人體健康，但是150℃進(jìn)行普通汽爆制備的膳食纖維的口感仍舊較差，稀鹽酸或稀硫酸與秸稈的比例優(yōu)選為1:1-3。

本發(fā)明通過(guò)在汽爆過(guò)程中加入鹽酸，同樣是低于150℃的汽爆，其爆破效果以及制備的膳食纖維的口感明顯優(yōu)于普通爆破，如此，本發(fā)明解決了現(xiàn)有膳食纖維制備方法導(dǎo)致其口感較差的問(wèn)題。

并且，本發(fā)明制備膳食纖維中的單糖來(lái)自半纖維素的水解，不僅節(jié)約了資源，而且形成木質(zhì)素共聚物具有更好的口感。

本發(fā)明的原理：在水洗(將爆破物溶于水中)的過(guò)程中，爆破物中的半纖維素溶解在水中，木質(zhì)素和纖維素在濾渣中，將濾渣用乙醇蒸煮，木質(zhì)素溶解在乙醇溶液中，進(jìn)而得到含有木質(zhì)素的濾液。

本發(fā)明所述木質(zhì)素具有醛基，單糖在水溶液中，部分為環(huán)狀，部分為鏈狀，單糖中的酚羥基與木質(zhì)素中的醛基進(jìn)行酚醛縮合反應(yīng)，繼而，木質(zhì)素的分子鏈增長(zhǎng)，分子量增大，由原來(lái)的無(wú)定形的粉狀結(jié)構(gòu)變?yōu)榫哂幸欢y路的絲狀結(jié)構(gòu)，不僅能夠增加嚼勁，增強(qiáng)口感，而且能夠提高疏水性，改進(jìn)后的木質(zhì)素改進(jìn)物質(zhì)為高分子，不易被人體消化吸收，通過(guò)人體時(shí)直接帶走腸道內(nèi)的垃圾和毒素，起到排毒清脂的作用。

綜上，本發(fā)明將制備的木質(zhì)素共聚物、纖維素、半纖維素以及淀粉進(jìn)行混合獲得膳食纖維不僅提高了秸稈中膳食纖維的疏松度，且制備木質(zhì)素共聚物因?yàn)橛稍瓉?lái)的無(wú)定形的粉狀結(jié)構(gòu)變?yōu)榫哂幸欢y路的絲狀結(jié)構(gòu)提高了口感，同時(shí)，采用稀酸進(jìn)行汽爆提高了纖維素、半纖維素的口感，進(jìn)而，本發(fā)明所制備的膳食纖維具有很好的口感。

進(jìn)一步地，酸為鹽酸，步驟5)中酸性條件是pH值為5.0-6.0。

進(jìn)一步地，步驟1)中稀鹽酸或稀硫酸與秸稈的比例為1：1-1.5。

申請(qǐng)通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，稀酸與秸稈采用上述比例汽爆具有最佳的汽爆效果，且制備的膳食纖維的口感最佳。

進(jìn)一步地，步驟5)中濾液與單糖的重量比為20-30：5-8。

申請(qǐng)人通過(guò)大量試驗(yàn)證明，濾液與單糖的重量比為20-30：5-8時(shí)，形成木質(zhì)素共聚物的口感最佳。

進(jìn)一步地，步驟6)中用碳酸鈉或碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH至4.5-6.0。

進(jìn)一步地，步驟6)中木質(zhì)素共聚物、纖維素、半纖維素和淀粉的混合比例為1:1.3-1.8:1.5-2.0:2.5-3.0。

上述比例混合能夠使得制備膳食纖維口看達(dá)到最佳。

進(jìn)一步地，將步驟4)獲得纖維素制備成改性纖維素，木質(zhì)素共聚物、纖維素、半纖維素、改性纖維素和淀粉的混合比例為1:1.3-1.8:1.5-2.0:1.5-1.8：2.5-3.0。

纖維素制備成改性纖維素采用現(xiàn)有技術(shù)，通過(guò)在膳食纖維中添加改性纖維素，有利于提供膳食纖維的口感。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明通過(guò)在汽爆過(guò)程中加入鹽酸，同樣是低于150℃的汽爆，其爆破效果以及制備的膳食纖維的口感明顯優(yōu)于普通爆破，如此，本發(fā)明解決了現(xiàn)有膳食纖維制備方法導(dǎo)致其口感較差的問(wèn)題。

2、本發(fā)明將制備的木質(zhì)素共聚物、纖維素、半纖維素以及淀粉進(jìn)行混合獲得膳食纖維不僅提高了秸稈中膳食纖維的疏松度，且制備木質(zhì)素共聚物因?yàn)橛稍瓉?lái)的無(wú)定形的粉狀結(jié)構(gòu)變?yōu)榫哂幸欢y路的絲狀結(jié)構(gòu)提高了口感，同時(shí)，采用稀酸進(jìn)行汽爆提高了纖維素、半纖維素的口感，進(jìn)而，本發(fā)明所制備的膳食纖維具有很好的口感。

3、本發(fā)明通過(guò)將木質(zhì)素與單糖進(jìn)行縮聚反應(yīng)形成木質(zhì)素共聚物，木質(zhì)素的分子鏈增長(zhǎng)，分子量增大，由原來(lái)的無(wú)定形的粉狀結(jié)構(gòu)變?yōu)榫哂幸欢y路的絲狀結(jié)構(gòu)，不僅能夠增加嚼勁，增強(qiáng)口感，而且能夠提高疏水性；并且，本發(fā)明制備膳食纖維中的單糖來(lái)自半纖維素的水解，不僅節(jié)約了資源，而且形成木質(zhì)素共聚物具有更好的口感。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例1：

酸性汽爆秸稈制備膳食纖維的方法，包括以下步驟：

1)、秸稈在100℃下加入稀鹽酸或稀硫酸進(jìn)行汽爆獲得汽爆產(chǎn)物；其中，稀鹽酸或稀硫酸與秸稈的比例為1：1；

2)、將汽爆產(chǎn)物進(jìn)行水洗，脫半纖維素，過(guò)濾，獲得含有半纖維素的濾液、含纖維素和木質(zhì)素的濾渣；

3)、向步驟2)中獲得的1/2濾液加乙醇，可溶性半纖維素沉淀，過(guò)濾，獲得半纖維素，1/2濾液加酸調(diào)節(jié)pH至5.0，水解產(chǎn)生單糖；

4)、將步驟2)獲得的濾渣用乙醇蒸煮，過(guò)濾，獲得含有乙醇和木質(zhì)素的濾液、含有纖維素的濾渣；

5)、將步驟4)獲得的濾液在酸性條件下與步驟2)獲得的單糖接枝共聚，過(guò)濾，濾渣為木質(zhì)素共聚物，濾液中含有酸，返回步驟3)用于水解；其中，濾液與單糖的重量比為20：8；

6)、將步驟5)獲得的木質(zhì)素共聚物、步驟4)獲得的纖維素、步驟3)獲得的半纖維素以及淀粉進(jìn)行混合獲得膳食纖維，用碳酸鈉或碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH至4.5，其中，木質(zhì)素共聚物、纖維素、半纖維素和淀粉的混合比例為1:1.3:1.5:2.5。

實(shí)施例2：

酸性汽爆秸稈制備膳食纖維的方法，包括以下步驟：

1)、秸稈在150℃下加入稀鹽酸或稀硫酸進(jìn)行汽爆獲得汽爆產(chǎn)物；其中，稀鹽酸或稀硫酸與秸稈的比例為1：1.5；

2)、將汽爆產(chǎn)物進(jìn)行水洗，脫半纖維素，過(guò)濾，獲得含有半纖維素的濾液、含纖維素和木質(zhì)素的濾渣；

3)、向步驟2)中獲得的1/2濾液加乙醇，可溶性半纖維素沉淀，過(guò)濾，獲得半纖維素，1/2濾液加酸調(diào)節(jié)pH至5.5，水解產(chǎn)生單糖；

4)、將步驟2)獲得的濾渣用乙醇蒸煮，過(guò)濾，獲得含有乙醇和木質(zhì)素的濾液、含有纖維素的濾渣；

5)、將步驟4)獲得的濾液在酸性條件下與步驟2)獲得的單糖接枝共聚，過(guò)濾，濾渣為木質(zhì)素共聚物，濾液中含有酸，返回步驟3)用于水解，其中，濾液與單糖的重量比為30：5；

6)、將步驟5)獲得的木質(zhì)素共聚物、步驟4)獲得的纖維素、步驟3)獲得的半纖維素以及淀粉進(jìn)行混合獲得膳食纖維，用碳酸鈉或碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH至6.0，其中，木質(zhì)素共聚物、纖維素、半纖維素和淀粉的混合比例為1:1.8:2.0:3.0。

實(shí)施例3：

酸性汽爆秸稈制備膳食纖維的方法，包括以下步驟：

1)、秸稈在120℃下加入稀鹽酸或稀硫酸進(jìn)行汽爆獲得汽爆產(chǎn)物；其中，稀鹽酸或稀硫酸與秸稈的比例為1：1.3；

2)、將汽爆產(chǎn)物進(jìn)行水洗，脫半纖維素，過(guò)濾，獲得含有半纖維素的濾液、含纖維素和木質(zhì)素的濾渣；

3)、向步驟2)中獲得的1/2濾液加乙醇，可溶性半纖維素沉淀，過(guò)濾，獲得半纖維素，1/2濾液加酸調(diào)節(jié)pH至5.5，水解產(chǎn)生單糖；

4)、將步驟2)獲得的濾渣用乙醇蒸煮，過(guò)濾，獲得含有乙醇和木質(zhì)素的濾液、含有纖維素的濾渣；

5)、將步驟4)獲得的濾液在酸性條件下與步驟2)獲得的單糖接枝共聚，過(guò)濾，濾渣為木質(zhì)素共聚物，濾液中含有酸，返回步驟3)用于水解，其中，濾液與單糖的重量比為25：6；

6)、將步驟5)獲得的木質(zhì)素共聚物、步驟4)獲得的纖維素、步驟3)獲得的半纖維素以及淀粉進(jìn)行混合獲得膳食纖維，用碳酸鈉或碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH至5.0，其中，木質(zhì)素共聚物、纖維素、半纖維素和淀粉的混合比例為1:1.5:1.8:2.8。

實(shí)施例4：

酸性汽爆秸稈制備膳食纖維的方法，包括以下步驟：

1)、秸稈在120℃下加入稀鹽酸或稀硫酸進(jìn)行汽爆獲得汽爆產(chǎn)物；其中，稀鹽酸或稀硫酸與秸稈的比例為1：1.3；

2)、將汽爆產(chǎn)物進(jìn)行水洗，脫半纖維素，過(guò)濾，獲得含有半纖維素的濾液、含纖維素和木質(zhì)素的濾渣；

3)、向步驟2)中獲得的1/2濾液加乙醇，可溶性半纖維素沉淀，過(guò)濾，獲得半纖維素，1/2濾液加酸調(diào)節(jié)pH至5.5，水解產(chǎn)生單糖；

4)、將步驟2)獲得的濾渣用乙醇蒸煮，過(guò)濾，獲得含有乙醇和木質(zhì)素的濾液、含有纖維素的濾渣，將部分纖維素采用現(xiàn)有技術(shù)制備成改性纖維素；

5)、將步驟4)獲得的濾液在酸性條件下與步驟2)獲得的單糖接枝共聚，過(guò)濾，濾渣為木質(zhì)素共聚物，濾液中含有酸，返回步驟3)用于水解，其中，濾液與單糖的重量比為25：6；

6)、將步驟5)獲得的木質(zhì)素共聚物、步驟4)獲得的纖維素和改性纖維素、步驟3)獲得的半纖維素以及淀粉進(jìn)行混合獲得膳食纖維，用碳酸鈉或碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH至5.0，其中，木質(zhì)素共聚物、纖維素、半纖維素、改性纖維素和淀粉的混合比例為1:1.5:1.8：1.5:2.8。

實(shí)施例5：

酸性汽爆秸稈制備膳食纖維的方法，包括以下步驟：

1)、秸稈在120℃下加入稀鹽酸或稀硫酸進(jìn)行汽爆獲得汽爆產(chǎn)物；其中，稀鹽酸或稀硫酸與秸稈的比例為1：1.3；

2)、將汽爆產(chǎn)物進(jìn)行水洗，脫半纖維素，過(guò)濾，獲得含有半纖維素的濾液、含纖維素和木質(zhì)素的濾渣；

3)、向步驟2)中獲得的1/2濾液加乙醇，可溶性半纖維素沉淀，過(guò)濾，獲得半纖維素，1/2濾液加酸調(diào)節(jié)pH至5.5，水解產(chǎn)生單糖；

4)、將步驟2)獲得的濾渣用乙醇蒸煮，過(guò)濾，獲得含有乙醇和木質(zhì)素的濾液、含有纖維素的濾渣，將部分纖維素采用現(xiàn)有技術(shù)制備成改性纖維素；

5)、將步驟4)獲得的濾液在酸性條件下與步驟2)獲得的單糖接枝共聚，過(guò)濾，濾渣為木質(zhì)素共聚物，濾液中含有酸，返回步驟3)用于水解，其中，濾液與單糖的重量比為25：6；

6)、將步驟5)獲得的木質(zhì)素共聚物、步驟4)獲得的纖維素和改性纖維素、步驟3)獲得的半纖維素以及淀粉進(jìn)行混合獲得膳食纖維，用碳酸鈉或碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH至5.0，其中，木質(zhì)素共聚物、纖維素、半纖維素、改性纖維素和淀粉的混合比例為1:1.5:1.8：1.8:2.8。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。