專(zhuān)利名稱(chēng)：一種動(dòng)植物多糖低聚化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于保健食品加工技術(shù)。
背景技術(shù)：
谷物、豆類(lèi)等植物的莖、葉、種子及其深加工副產(chǎn)物麩糠，水果蔬菜， 蝦殼、蟹殼等含有大量的多糖類(lèi)物質(zhì)。這些多糖類(lèi)物質(zhì)包括水溶性多糖和非 水溶性多糖。淀粉、果膠、海藻膠、低分子可溶性膳食纖維等屬于水溶性多 糖，而纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、甲殼素等為非水溶性多糖。果膠、海藻 膠、低分子可溶性膳食纖維等低聚化多糖具有多種生理功能，可以預(yù)防便秘
和結(jié)腸癌；降低血清膽固醇及血脂，預(yù)防由冠狀動(dòng)脈硬化引起的心臟病。低 聚化多糖還具有改善末梢神經(jīng)對(duì)胰島素的感受性，調(diào)節(jié)糖尿病人的血糖水 平；改變食物消化過(guò)程，增加飽腹感等作用。淀粉可溶于溫水，在酸、酶等 作用下可降解生成葡萄糖，是人類(lèi)生存不可缺少的能量物質(zhì)。纖維素、半纖 維素、木質(zhì)素聚合度超過(guò)600,分子量在io萬(wàn)以上，不被人體消化吸收， 生理活性較弱，甚至無(wú)生理活性及保健功能，而且口感較差，只能作為無(wú)能 量填充劑。甲殼素又名甲殼質(zhì)、幾丁質(zhì)，是一種胺基多糖，分子量達(dá)到ioo 萬(wàn)以上，大量存在于海洋節(jié)肢動(dòng)物(蝦、蟹)的甲殼中，也存在于低等動(dòng)物 菌類(lèi)、昆蟲(chóng)、藻類(lèi)細(xì)胞中，分布極其廣泛。甲殼質(zhì)及其衍生物是一種豐富的 自然資源，存儲(chǔ)量?jī)H次于纖維素，被稱(chēng)為動(dòng)物性纖維?？扇苄约讱に?殼聚 糖)，是一種直鏈天然高分子聚合物，分子量在io萬(wàn)以下，溶于酸和體液， 具有降膽固醇、降血脂、降血壓、改變?nèi)梭w微循環(huán)、增加免疫功能、腸道排 毒等作用，還可促進(jìn)腸道內(nèi)有益菌(Bindus)的增殖并抑制大腸桿菌及腸道 內(nèi)病原菌的生長(zhǎng)，是一種良好的雙歧桿菌增殖因子。大量研究結(jié)果表明，多 糖的保健作用與其聚合度有關(guān)，聚合度越低，分子量越小，可溶性多糖含量 越高，其保健作用越明顯。
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)纖維質(zhì)多糖的低聚化處理多采用酸法、堿法、有機(jī)溶劑法等，低聚化效果差，產(chǎn)物有溶劑殘留，食用安全性低，而且得率較低，操作 繁瑣并產(chǎn)生大量廢液，存在環(huán)保問(wèn)題。也有報(bào)道利用酶法生產(chǎn)低聚多糖，該 法不但設(shè)備投資大，操作繁瑣，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制，而且完全除去了膳食纖 維中的功能性蛋白及功能性脂肪酸，降低了產(chǎn)品的保健功效。另外，目前囯 內(nèi)外對(duì)纖維質(zhì)多糖的脫脂處理大多數(shù)采用有機(jī)溶劑法，該法存在操作危險(xiǎn)性 及環(huán)保問(wèn)題。
玉米、大豆、小麥、稻谷、馬鈴薯是我國(guó)乃至世界主要的農(nóng)作物，相關(guān) 深加工企業(yè)每年產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物玉米皮、大豆皮、麩糠、薯渣等，絕大多 數(shù)直接用做飼料，未得到充分利用，附加值很低。我國(guó)海洋資源豐富，淡水 養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展也相當(dāng)迅速，甲殼素資源非常豐富，有效利用甲殼素資源，生產(chǎn) 高附加值的產(chǎn)品，對(duì)于防止資源浪費(fèi)、增加經(jīng)濟(jì)效益、提高環(huán)境保護(hù)等具有 重要的意義。上述農(nóng)作物及水產(chǎn)品加工過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物其主要成分為纖 維質(zhì)多糖類(lèi)化合物，分子量大于io萬(wàn)，不溶于水，人體不能消化代謝，如 不經(jīng)特殊處理，只能作為簡(jiǎn)單的填充物，對(duì)人體的保健作用微弱，甚至無(wú)保 健作用，大量添加于食品中還會(huì)引起不適感覺(jué)。如釆用適當(dāng)方法降低其分子 量，獲得低聚合度的動(dòng)植物多糖，則具有明顯的保健功能，可用于降血糖、 降血脂、潔腸抗便秘保健食品或藥品的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種動(dòng)植物多糖低聚化的方法，以解決目前動(dòng)植物纖維質(zhì)多 糖適口性差、食品生產(chǎn)中應(yīng)用價(jià)值低、無(wú)功效性或功能性較弱等問(wèn)題，本發(fā) 明包括下列步驟
一、 原料的前處理
根據(jù)玉米皮、大豆皮、麩糠、蝦蟹殼等動(dòng)植物纖維原料特點(diǎn)釆用篩分、 水洗、磁選的方法去除砂、石、泥土、雜草等雜質(zhì)，然后干燥、粉碎，制得
含水量小于12%，粒度小于lmm的纖維粉。
二、 脫脂、脫異雜味處理
用超臨界COr流體萃取技術(shù)脫除脂類(lèi)及異雜味物質(zhì)，工作壓力15MPa 40MPa，溫度35°C ~ 60°C,時(shí)間1小時(shí)~ 3小時(shí)。
三、 復(fù)合擠出酶解將上述脫脂、脫雜后的原料加入纖維素酶0. 1. 5%、淀粉酶0. 2%~
1.5%、氯化鈣0. 2%~0. 5%，調(diào)整料水比為1 : (0.3 2),然后進(jìn)行復(fù)合擠 出酶解處理，溫度80°C ~160°C，時(shí)間3min 15min;對(duì)復(fù)合擠出酶解后的 物料進(jìn)行干燥，使其含水量小于12%，然后進(jìn)行粉碎處理，所得粉狀物粒度 小于O. 125mm，分子量不大于10萬(wàn)的低聚化多糖。
本發(fā)明獲得的產(chǎn)品，即可作為食品添加劑添加到需要強(qiáng)化低聚多糖的食 品中，也可作為食品直接食用。
本發(fā)明釆用的超臨界C02流體萃取技術(shù)具有脫脂率高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)兼有 脫色脫異雜味作用，與溶劑法相比具有高效，低耗，無(wú)毒、無(wú)污染，無(wú)殘留、 操作方便，選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，并可使生產(chǎn)連續(xù)化、自動(dòng)化。復(fù)合擠出酶解工 藝改善了動(dòng)植物纖維功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的低聚化處理。由于摩擦、剪切、熔 融、過(guò)熱狀態(tài)的水分瞬間汽化切割及特異性酶的綜合作用下使大分子物質(zhì)發(fā) 生降解，破壞了纖維的粗硬組織，聚合度降低，低分子可溶性成分增加，提 高吸脂性及膨脹力，改善其物性，生成具有特殊生理活性的低聚化多糖。
本發(fā)明按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)低聚化前后的纖維質(zhì)多糖的聚合度進(jìn)行檢測(cè)， 結(jié)果表明，釆用本發(fā)明方法可使樣品聚合度降低至600以下，分子量降至 IO萬(wàn)以下。
本發(fā)明釆用業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)纖維質(zhì)多糖的可溶性多糖含量及主要物性 指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)
可溶性多糖測(cè)定取粒度為0. 125mm的待測(cè)樣lg 2g，加1 15倍純
凈水微波輔助萃取可溶性成分，分離、真空濃縮得固型物含量大于7oy。的濃
縮液加入3~4倍濃度80%的乙醇，密封，常溫下放置5 6h,有大量沉淀生 成，抽濾得沉淀物，脫醇、真空干燥，粉碎得全部通過(guò)O. 125mm孔徑篩的粉 末，即為水溶性多糖粗制品。按下式計(jì)算可溶性多糖含量可溶性多糖含量 (%)=(可溶性多糖質(zhì)量/提取前樣品質(zhì)量)xlOO%
膨脹力測(cè)定稱(chēng)取O. 10g樣品，置于50ml量簡(jiǎn)中，吸5ml蒸餾水加入 其中，振蕩后在25。C條件下密封放置24h,讀取液體樣品的體積。按下式計(jì) 算膨脹力
膨脹力(ml/g)=[溶脹后樣品體積(ml)-樣品原體積(ml)]/樣品質(zhì)量(g)
吸脂力測(cè)定取lg 3g (WJ樣品于離心管中，加入液態(tài)食用油8g~ 24g， 37。C靜置lh， 4000r/min離心10~20min，去掉上層油，殘?jiān)脼V紙 吸干游離的油脂，稱(chēng)重得W2。按下式計(jì)算吸脂力
吸脂力=(W廠(chǎng)WJ /W"
通過(guò)對(duì)玉米皮、大豆皮、麩糠、蝦蟹殼等多糖低聚化前后的物性進(jìn)行檢 測(cè)，結(jié)果表明釆用本發(fā)明方法低聚化處理之后可使樣品可溶性多糖含量提高 3倍以上，低聚化后多糖的膨脹力和吸脂力較低聚化前提高2倍以上。
本發(fā)明對(duì)獲得的低聚多糖按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行了保健功能試驗(yàn)(減肥、 抗便秘、降血脂)。結(jié)果如下
伺喂低聚多糖的肥胖小鼠體重與模型小鼠(未銅喂低聚多糖的肥胖小 鼠)相比，體重減少20%以上，生物學(xué)統(tǒng)計(jì)分析P〈0. 001,差異極顯著，說(shuō) 明低聚多糖具有明顯的減肥作用；脂肪指數(shù)降低25%、總膽固醇(TC)降低 26%、甘油三酯(TG)降低30%、低密度脂蛋白(LDL)降低40%、高密度脂 蛋白(HLD)升高25y。，經(jīng)生物學(xué)統(tǒng)計(jì)分析P〈0. 01，差異極顯著，說(shuō)明低聚多 糖有明顯的降脂作用；低聚多糖飼喂正常小鼠IO天后，其胃、小腸運(yùn)動(dòng)功 能推進(jìn)百分率比對(duì)照組小鼠(未飼喂低聚多糖的小鼠)增加15%,排黑便時(shí)間 減少26%;低聚多糖飼喂燥結(jié)型便秘模型小鼠3天后，與對(duì)照組小鼠(未伺 喂低聚多糖的燥結(jié)型便秘模型小鼠)相比8小時(shí)內(nèi)排便量增加50%。說(shuō)明低 聚多糖能明顯增加燥結(jié)型便秘小鼠的排便次數(shù)，縮短小鼠的排便時(shí)間，具有 明顯的抗便秘作用。
上述試驗(yàn)結(jié)果為低聚多糖用于減肥、降脂、抗便秘保健食品或藥品的生 產(chǎn)提供了科學(xué)依據(jù)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
l.原料的前處理
副產(chǎn)物大豆皮渣，加入適量水浸泡l 2h,然后用流動(dòng)水充分搓洗，除去殘 余淀粉、可溶性糖及不可食用雜質(zhì)，所得濕玉米皮在轉(zhuǎn)速為3000r/min的條
6件下進(jìn)行離心分離脫水，然后在6(TC 8(TC條件下干燥處理，使其含水量 小于12°/。，進(jìn)行粉碎處理，制得可全部通過(guò)O. 147誦~0. l"隨孔徑篩的玉 米皮粉或大豆皮粉。若以稻谷加工業(yè)副產(chǎn)物麩糠為原料則只需進(jìn)行磁選去除 金屬雜質(zhì)及粉碎、篩分得到可全部通過(guò)0. 147mm~ 0. 175mm孔徑篩的麩糠粉 即可。若以水產(chǎn)品加工副產(chǎn)物蟲(chóng)下蟹殼為原料，加入適量水浸泡l 2h,然后 用流動(dòng)水充分搓洗，除去殘余蝦蟹肉及不可食用雜質(zhì)，瀝凈水分、離心脫水， 然后在6(TC 8(TC條件下干燥處理，使其含水量小于12%，進(jìn)行粉碎處理， 制得可全部通過(guò)0. 147隱~ 0. 175mm孔徑篩的蝦蟹殼粉。
2. 脫脂、脫異雜味處理
將前處理后的玉米皮粉或大豆皮粉或麩糠粉或蝦蟹殼粉進(jìn)行超臨界co2 萃取，工作壓力15MPa，溫度35°C，時(shí)間l小時(shí)，所得產(chǎn)品具有風(fēng)味純正， 無(wú)異雜味，脂類(lèi)物質(zhì)含量小于O. 5%。
3. 復(fù)合擠出酶解
上步驟獲得的玉米皮或大豆皮粉，加入纖維素酶0. 1%，淀粉酶0.2%, 氯化鉤0. 2%，粉狀原料與加水量比為1 : 0. 3，攪拌均勻，于溫度8(TC、15min
條件下擠出處理，將得到的擠出物干燥、粉碎，使得到的粉狀物能全部通過(guò) 0. 125mm孔徑篩，即為低聚植物多糖。按上述方法處理蚌蟹殼粉則得到動(dòng)物
低聚多糖。 實(shí)施例2
1. 原料的前處理 同實(shí)施例1。
2. 脫脂、脫異雜味處理
將前處理后的玉米皮粉或大豆皮粉或麩糠粉或蝦蟹殼粉進(jìn)行超臨界co2 萃取，工作壓力20MPa,溫度45。C，時(shí)間1.5小時(shí)，所得產(chǎn)品具有風(fēng)味純正， 無(wú)異雜味，脂類(lèi)物質(zhì)含量小于Q. 5%。
3. 復(fù)合擠出酶解
上步驟獲得的玉米皮或大豆皮粉，加入纖維素酶Q. 5%，淀粉酶0.4%， 氯化鈣0. 3%,粉狀原料與加水量比為1 : 1，攪拌均勻，于溫度IO(TC、 8min 條件下擠出處理，將得到的擠出物干燥、粉碎，使得到的粉狀物能全部通過(guò)0. 125mm孔徑篩，即為低聚植物多糖。按上述方法處理蝦蟹殼粉則得到動(dòng)物
低聚多糖。
實(shí)施例3
1. 原料的前處理 同實(shí)施例1。
2. 脫脂、脫異雜味處理
將前處理后的玉米皮粉或大豆皮粉或麩糠粉或蝦蟹殼粉進(jìn)行超臨界C02 萃取，萃取壓力40MPa，溫度6(TC，時(shí)間3小時(shí)。所得產(chǎn)品風(fēng)味純正，無(wú)異 雜味，脂類(lèi)物質(zhì)含量小于O. 5%。
3. 復(fù)合擠出酶解
上步驟獲得的玉米皮或大豆皮粉，加入纖維素酶1. 5%，淀粉酶1. 5%， 氯化鈣0.5%,粉狀原料與加水量比為1 : 2，攪拌均勻，于溫度16(TC、 3min 條件下擠出處理，將得到的擠出物干燥、粉碎，使得到的粉狀物能全部通過(guò) 0. 125mm孔徑篩，即為低聚植物多糖。按上述方法處理蝦蟹殼粉則得到動(dòng)物 低聚多糖。
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權(quán)利要求
1. 一種動(dòng)植物多糖低聚化的方法，其特征在于包括下列步驟一、原料的前處理根據(jù)玉米皮、大豆皮、麩糠、蝦蟹殼等動(dòng)植物纖維原料特點(diǎn)采用篩分、水洗、磁選的方法去除砂、石、泥土、雜草雜質(zhì)，然后干燥、粉碎，制得含水量小于12％，粒度小于1mm的纖維粉；二、脫脂、脫異雜味處理用超臨界CO2流體萃取技術(shù)脫除脂類(lèi)及異雜味物質(zhì)，工作壓力15MPa～40MPa，溫度35℃～60℃，時(shí)間1小時(shí)～3小時(shí)；三、復(fù)合擠出酶解將上述脫脂、脫雜后的原料加入纖維素酶0.1％～1.5％、淀粉酶0.2％～1.5％、氯化鈣0.2％～0.5％，調(diào)整料水比為1∶(0.3～2)，然后進(jìn)行復(fù)合擠出酶解處理，溫度80℃～160℃，時(shí)間3min～15min；對(duì)復(fù)合擠出酶解后的物料進(jìn)行干燥，使其含水量小于12％，然后進(jìn)行粉碎處理，所得粉狀物粒度小于0.125mm，分子量不大于10萬(wàn)的低聚化多糖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種動(dòng)植物多糖低聚化的方法。屬于保健食品加工技術(shù)。將動(dòng)植物多糖洗脫雜質(zhì)、干燥、粉碎處理后加入適量水解酶，在一定的壓力、溫度及時(shí)間條件下進(jìn)行復(fù)合擠出酶解作用。使原料中分子量在10萬(wàn)以上的大分子纖維質(zhì)降解，生成分子量小于10萬(wàn)的低聚多糖。與化學(xué)法、酶法等方法相比，本發(fā)明可大幅度提高動(dòng)植物多糖的降解程度，降低聚合度，增加可溶性物質(zhì)含量，改善其物性及加工性能，增強(qiáng)其生理活性，且反應(yīng)條件溫和，制取過(guò)程中原料無(wú)變性、無(wú)污染，原料可被充分利用，使生產(chǎn)過(guò)程無(wú)廢渣、廢汽及有害物產(chǎn)生，無(wú)有機(jī)溶劑殘留，屬環(huán)境友好型生產(chǎn)方式。
文檔編號(hào)A23L1/29GK101455397SQ20091006641
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2009年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月7日
發(fā)明者劉婷婷, 張艷榮, 王大為 申請(qǐng)人:吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)