一種大麥糟聯(lián)產(chǎn)可溶性膳食纖維和多酚的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明申請涉及現(xiàn)代食品精深加工技術(shù)領(lǐng)域，采用多種高新技術(shù)和創(chuàng)新的聯(lián)產(chǎn)工藝，可以從大麥加工副產(chǎn)物一一大麥糟中制備出高品質(zhì)、高純度、高得率的可溶性膳食纖維及多酚產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]大麥糟作為大麥加工業(yè)的副產(chǎn)品，近年來生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，帶動大麥糟產(chǎn)量的迅速增加。目前大部分廠家的大麥糟未被充分利用，處理方式多用于飼料加工，附加利潤極低，更有者直接將大麥糟排放，會對環(huán)境造成污染。
[0003]大麥糟中膳食纖維的含量較高，其中水溶性膳食纖維也有7%以上，多酚達(dá)到5mg/g以上，是一種含有豐富天然有機(jī)化合物的生產(chǎn)原料。因此，越來越多的國內(nèi)外研究人員也開始關(guān)注如何合理地開發(fā)與應(yīng)用麥糟資源。
[0004]水溶性膳食纖維具有促進(jìn)減肥、吸收毒素、防治便秘、降低血脂、控制血糖等諸多的生理功能。另外水溶性膳食纖維還具有良好的乳化性、懸浮性及增稠性等，在食品工業(yè)中也具有特殊功用。
[0005]多酚中含有的大量活性酚羥基，獨(dú)特化學(xué)特性使多酚具有許多生理功能，通過進(jìn)行大量的體內(nèi)及體外實(shí)驗(yàn)，眾多的的流行病學(xué)資料表明:食用一定量的植物多酚對疾病有預(yù)防及抑制作用，被廣泛應(yīng)用于藥品、食品、保健品、化妝品等眾多現(xiàn)在化工業(yè)。
[0006]目前國內(nèi)外對水溶性膳食纖維及多酚的提取方法普遍存在生產(chǎn)成本大、加工能耗高、提取率低、排污嚴(yán)重、產(chǎn)品功能特性破壞大等缺點(diǎn)。本發(fā)明通過大膽創(chuàng)新得到大麥糟聯(lián)產(chǎn)可溶性膳食纖維和多酚的全新生產(chǎn)工藝，能夠同時(shí)制備高純度、高得率和高品質(zhì)的可溶性膳食纖維和多酚。由于該工藝中采用了多種高新技術(shù)，憑借先進(jìn)的加工模式，可以大大降低生產(chǎn)成本和能耗，減少污染排放，同時(shí)柔和的反應(yīng)條件和先進(jìn)的改性技術(shù)不但降低了生產(chǎn)能耗，還能保證可溶性膳食纖維和多酚的理化特性和生理功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述問題，本發(fā)明了提供了一種大麥糟聯(lián)產(chǎn)可溶性膳食纖維和多酚的方法，所述方法包括:
將已粉碎過的大麥糟送入超聲波提取罐內(nèi)，其中所述大麥糟經(jīng)過粉碎，且過60目篩;提取罐的超聲波控制在100w-450w的功率范圍內(nèi)，在上述條件下通過超聲波三大效應(yīng)作用加速細(xì)胞壁的破裂和基質(zhì)的轉(zhuǎn)移，充分提取大麥糟內(nèi)的多酚;提取溫度為10°C_90°C，用70%的乙醇混溶大麥糟，料液比控制在1:5-1:70之間，在超聲波的輔助作用下，提取10min-60min后使用蝶式離心機(jī)分離;其中，離心清液為多酚提取粗液，沉淀殘?jiān)鼮榭扇苄陨攀忱w維提取原料。
[0008]將離心的清液經(jīng)濃縮蒸餾回收乙醇后，先經(jīng)過預(yù)過濾;采用3000Da分子量的過濾膜，壓力在0.IMpa-0.2Mpa的條件下進(jìn)行第一級超濾;然后選擇分子量為300Da的濾膜，壓力小于0.6Mpa的范圍內(nèi)，將透過液進(jìn)行第二級超濾，取濾膜截留物即為純化多酚，真空干燥制得大麥多酚成品。
[0009]將離心后的固體大麥糟在60°C_120°C的溫度范圍內(nèi)，以5kg/h_14kg/h的喂料量，5%-25%的加水量，經(jīng)轉(zhuǎn)速為100r/min-300r/min的雙螺桿擠壓緩蘇處理后;經(jīng)擠壓緩蘇后的大麥糟以1: 5-1: 30的料液比與水加入之酶解反應(yīng)罐中，溫度控制在30°C_70°C，同時(shí)添加
0.1%_3%的纖維素酶、復(fù)合淀粉酶，反應(yīng)0h-3h后再添加等量的蛋白酶酶解0h-3h ；酶解后的上述樣品經(jīng)高溫滅酶后由蝶式離心機(jī)分離，清液經(jīng)預(yù)過濾選擇30000Da的濾膜，壓力為
0.05Mpa-0.3MPa，保留透過液;透過液再選擇300Da的濾膜，超濾壓力0.4Mpa_0.6 MPa，取保留截留部分真空干燥得可溶性膳食纖維成品。
[0010]優(yōu)選的，在所述各步驟中碟式離心機(jī)的轉(zhuǎn)速均控制在1000r/min-5000r/min之間。[0011 ]優(yōu)選的，在所述各步驟中濃縮蒸餾的溫度控制在40 0C-60 0C，真空度在0.05Mpa-
0.1Mpa之間，分別回收乙醇及凈水，可重復(fù)使用，降低成本。
[0012]優(yōu)選的，在所述多步酶解中，復(fù)合淀粉酶為α-淀粉酶和β-淀粉酶以1:1-1:5之間配比制成，蛋白酶選擇中性蛋白酶，從而保證多步酶解的整個(gè)過程中PH值在6-9之間，無需生產(chǎn)中調(diào)節(jié)PH值，不僅滿足了酶對pH的要求還能減少后期中性調(diào)節(jié)時(shí)污水的產(chǎn)生。
[0013]優(yōu)選的，在所述多酚及可溶性膳食纖維純化超濾中，采用圖1中的一級兩段連續(xù)式膜分離進(jìn)行一次性分離，減少污水排放，同時(shí)大分子量超濾的內(nèi)濾膜流速為0.lm/s-0.2m/s，小分子量超濾的內(nèi)濾膜流速在0.2m/s-0.4m/s之間。
[0014]優(yōu)選的，在所多酚及可溶性膳食纖維的預(yù)過濾中，選擇板框過濾。
[0015]優(yōu)選的，在所述獲得多酚成品之后，所述的方法還包括:
比色法測定總酚的含量;清除羥基自由基、超氧陰離子自由基、DPPH自由基的能力檢測;還原能力的測定。
[0016]優(yōu)選的，其特征在于，在所述獲得可溶性膳食纖維成品之后，所述的方法還包括:
可溶性膳食纖維含量的測定;可溶性膳食纖維溶解度的測定;可溶性膳食纖維的高壓液相分析。
[0017]優(yōu)選的，其特征在于，在所獲得成品之后，對所述成品進(jìn)行真空包裝，低溫儲藏。
[0018]通過本發(fā)明的多個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果或者優(yōu)點(diǎn):
本方法通過建立大麥糟聯(lián)產(chǎn)高品質(zhì)可溶性膳食纖維和多酚的加工技術(shù)，對傳統(tǒng)提取技術(shù)創(chuàng)新改革和優(yōu)化的同時(shí)結(jié)合目前較為先進(jìn)的新工藝。具體方法，首先通過超聲波輔助提取方法制備多酚粗提液，通過離心分離后，采用先進(jìn)的擠壓緩蘇物理方式和多步酶解生物方法對分離沉淀提取可溶性膳食纖維，并使用一級兩段連續(xù)式膜分離方法，最后分別對多酚及可溶性膳食纖維的粗提液繼續(xù)純化和收集。本發(fā)明通過大膽創(chuàng)新得到大麥糟聯(lián)產(chǎn)可溶性膳食纖維和多酚的全新生產(chǎn)工藝，在大大降低生產(chǎn)成本和能耗，減少污染排放的同時(shí)，柔和的反應(yīng)條件和先進(jìn)的加工技術(shù)，一方面能夠制備高純度、高得率和高品質(zhì)的可溶性膳食纖維和多酚成品，另一方面，還能保證可溶性膳食纖維和多酚成品的理化特性和生理功能性。新工藝中的諸多先進(jìn)技術(shù)，具有機(jī)械化程度高，生產(chǎn)穩(wěn)定劑操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，以此基礎(chǔ)建設(shè)大麥糟聯(lián)產(chǎn)高品質(zhì)膳食纖維和多酚的生產(chǎn)線，能夠成為膳食纖維和多酚市場中一只主力產(chǎn)品，提升相關(guān)應(yīng)用市場的深度，促進(jìn)膳食纖維和多酚行業(yè)發(fā)展，對大麥糟充分利用和精深加工具有重要意義。
[0019]進(jìn)一步的，本發(fā)明對成品可溶性膳食纖維的溶解度和高壓液相分析以及成品多酚清除羥基自由基能力和還原能力進(jìn)行檢測，同時(shí)對可溶性膳食纖維及多酚的提取率以及純進(jìn)行相關(guān)檢測。發(fā)現(xiàn)該發(fā)明中制備的可溶性膳食纖維溶解度可達(dá)到98%以上，其中其中β-葡聚糖和戊聚糖的含量均占可溶性膳食纖維成品的30%以上，在該工藝下，可溶性膳食纖維經(jīng)純化后的提取率達(dá)到60mg/g以上，純度達(dá)到80%以上，可溶性膳食纖維增加20%以上;多酚成品對清除羥基自由基的能力在IC50是粗提液的21.2倍，是沒食子酸的22.7倍，是Vc的13.6倍，還原能力在當(dāng)吸光值為0.6時(shí)多酚成品是粗提液的1.65倍，是兒茶素的1.2倍，是Vc的
1.3倍，提取率達(dá)到5mg/g以上。上述說明該工藝生產(chǎn)的可溶性膳食纖維和多酚純度相對較尚，品質(zhì)優(yōu)良。
[0020]
【附圖說明】。
【附圖說明】
[0021]
圖1為本發(fā)明中一種大麥糟聯(lián)產(chǎn)可溶性膳食纖維及多酚的方法流程圖；
圖2為本發(fā)明中提取功率對大麥糟多酚提取率的影響；
圖3為本發(fā)明中提取時(shí)間對大麥糟多酚提取率的影響；
圖4為本發(fā)明中酶解時(shí)間對大麥糟可溶性膳食纖維提取率的影響；
圖5為本發(fā)明中酶解時(shí)間對大麥糟可溶性膳食纖維成品溶解度的影響；
圖6為本發(fā)明中純化后多酚的抗氧化能力檢測結(jié)果。
[0022]圖7為本發(fā)明中一級兩段循環(huán)式膜分離法示意圖；
圖8為本發(fā)明中大麥糟可溶性膳食纖維的高壓液相分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員更清楚地理解本申請，下面結(jié)合附圖1，通過具體實(shí)施例對本申請技術(shù)方案作詳細(xì)描述。
[0024]在本發(fā)明實(shí)施例中，描述了用大麥糟聯(lián)產(chǎn)可溶性膳食纖維和多酚的方法，首先利用超聲波輔助提取大麥糟中的多酚，經(jīng)碟式離心機(jī)分離得到多酚粗提液和大麥糟膳食纖維提取原料，然后用超濾膜分離技術(shù)純化多酚粗提液，真空干燥得到多酚成品，另一方面對分離后的大麥糟用雙螺桿擠壓緩蘇技術(shù)和多步酶解技術(shù)增加可溶性膳食纖維含量，同時(shí)去除雜質(zhì)，最后使用超濾膜分離技術(shù)純化可溶性膳食纖維并真空干燥得到成品。具體來說，參看圖1，下面具體介紹本發(fā)明提供的方法。
[0025]SI一一將已粉碎過的大麥糟送入超聲波提取罐內(nèi)，其中所述大麥糟經(jīng)過粉碎，且過60目篩;提取罐的超聲波控制在100w-450w的功率范圍內(nèi)，在上述條件下通過超聲波三大效應(yīng)作用加速細(xì)胞壁的破裂和基質(zhì)的轉(zhuǎn)移，充分提取大麥糟內(nèi)的多酚;提取溫度為10 °C-90°C，用70%的乙醇混溶大麥糟，料液比控制在