本發(fā)明屬于食品領(lǐng)域，具體涉及一種水溶性青稞膳食纖維的提取方法。

背景技術(shù)：

膳食纖維是一種多糖，它既不能被胃腸道消化吸收，也不能產(chǎn)生能量。因此，曾一度被認為是一種無營養(yǎng)的物質(zhì)而長期得不到足夠的重視。然而，隨著營養(yǎng)學和相關(guān)科學的深入發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)了膳食纖維具有相當重要的生理作用。以致于膳食纖維成為學術(shù)界和普通百姓關(guān)注的物質(zhì)，并被營養(yǎng)學界補充認定為第七類營養(yǎng)素，和傳統(tǒng)的六類營養(yǎng)素——蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)與水并列。

青稞具有豐富的營養(yǎng)價值和突出的醫(yī)藥保健作用。在高寒缺氧的青藏高原，為何不乏百歲老人，這與青稞突出的醫(yī)療保健功能作用是分不開的。據(jù)《本草拾遺》記載：青稞，下氣寬中、壯精益力、除濕發(fā)汗、止瀉。藏醫(yī)典籍《晶珠本草》更把青稞作為一種重要藥物，用于治療多種疾病。

近代研究表明，青稞膳食纖維含量豐富青稞的總療效纖維含量16％，其中不可溶性療效纖維9.68％，可溶性療效纖維6.37％，前者是小麥的8倍，后者是小麥的15倍；一葡聚糖含量6.57％，僅比燕麥低0.1百分點，是小麥的50倍。青稞膳食纖維是可溶解于水又可吸水膨脹，并能被大腸中微生物酵解的一類纖維，常存在于植物細胞液和細胞間質(zhì)中，主要有果膠、植物膠、黏膠等。這類物質(zhì)能刺激腸道蠕動，有利于糞便排出，可預防便秘、直腸癌、痔瘡及下肢靜脈曲張；可預防動脈粥樣硬化和冠心病等心血管疾病的發(fā)生；預防膽結(jié)石的形成。產(chǎn)生飽腹感，對肥胖病人進食有利，可作為減肥食品。改善耐糖量，可調(diào)節(jié)糖尿病人的血糖水平，可作為糖尿病人的食品；改善腸道菌群，預防腸癌、闌尾炎等。

近年來，隨著膳食纖維的深入研究，相關(guān)功能性產(chǎn)品的研發(fā)受到廣泛關(guān)注，并且傳統(tǒng)的青稞膳食纖維提取方法步驟繁瑣，提取率較低，因此本發(fā)明具有較大實際使用價值。更具體地，目前提取膳食纖維的方法主要有化學分離法、酶試劑法、化學試劑和酶試劑結(jié)合法、膜分離法。但是這些方法提取率較低，成本較高，提取步驟繁瑣，同時對膳食纖維的理化性質(zhì)和生理功能均有影響，不適用于工業(yè)化提取青稞膳食纖維。現(xiàn)階段，對青稞膳食纖維提取方法的優(yōu)化研究較少，對青稞膳食纖維過氧化氫法提取的優(yōu)化研究更少，目前青稞膳食纖維的提取仍然有許多地方需要改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種水溶性青稞膳食纖維的提取方法，具體是采用創(chuàng)新的過氧化氫法提取水溶性青稞膳食纖維，優(yōu)化青稞膳食纖維提取條件，提高青稞的利用率，減少廢料的產(chǎn)生，進而降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明反應(yīng)條件溫和，對環(huán)境污染較小，另外一方面也使得提取率高于現(xiàn)有水平，同時，使用本發(fā)明的各項參數(shù)可以使目前青稞膳食纖維提取率提高到56.66％，已經(jīng)屬于突破性進展。本發(fā)明為青稞膳食纖維飲料及其他相關(guān)功能性食品的研發(fā)和生產(chǎn)提供一定的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

在先期實驗中申請人測定了來自迪慶地區(qū)的九種青稞的水溶性膳食纖維含量和水不溶性膳食纖維含量，發(fā)現(xiàn)其中南龍格納青稞的膳食纖維含量最高，因此選擇南龍格納青稞作為提取材料。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種水溶性青稞膳食纖維的提取方法，所述提取方法包括如下步驟：

首次酶解：向青稞粉和水的混合液中加入α-淀粉酶，酶解，得首次酶解液；

再次酶解：向所述首次酶解液中加入木瓜蛋白酶，酶解，得再次酶解液；

首次滅活：對所述再次酶解液進行滅活處理，得滅活的再次酶解液；

三次酶解：向所述滅活的再次酶解液中加入糖化酶，酶解，得三次酶解液；

再次滅活：將所得三次酶解液水浴條件下滅活，調(diào)節(jié)其ph值，加過氧化氫提取得提取液；

乙醇沉淀：離心所述提取液得上清液，加入乙醇，靜置得醇沉液；

復溶蒸發(fā)：離心所述醇沉液得沉淀，沉淀于水浴下用水復溶、蒸發(fā)，即得水溶性青稞膳食纖維溶液；其中，蒸發(fā)后所得水溶性青稞膳食纖維溶液的體積為：每80毫升的首次酶解液最終獲得水溶性青稞膳食纖維溶液的體積為25ml；所述復溶的用水量與首次酶解步驟中的水量相同。

優(yōu)選地，首次酶解的步驟中，所述混合溶液的制備為：每10克青稞粉加水80毫升(即固液比為1:8)；所述水為去離子水；下述用量以水的體積為80毫升計算。因為大部分青稞粉末中的物質(zhì)在靜置條件下都會以沉淀物的形式沉在容器底部，這些物質(zhì)都要舍去，實驗過程中得到的膳食纖維水溶液約等于80ml，故按水的體積來算。

優(yōu)選地，首次酶解的步驟中，所述α-淀粉酶為耐高溫α-淀粉酶；所述α-淀粉酶用量為：每80毫升水對應(yīng)α-淀粉酶的用量為50微升；所述酶解的條件為：80℃下水浴1小時。

優(yōu)選地，再次酶解的步驟中，所述木瓜蛋白酶用量為：每80毫升水對應(yīng)木瓜蛋白酶的用量為50微升；所述酶解得條件為：60℃下水浴1小時。

優(yōu)選地，再次酶解前還需將首次酶解液冷卻至室溫。

優(yōu)選地，首次滅活的步驟中，所述滅活的具體條件為：100℃水浴條件下30min；滅活后還需冷卻至適宜溫度，其中適宜溫度小于60℃。

優(yōu)選地，三次酶解的步驟中，所述糖化酶用量為：每80毫升水對應(yīng)糖化酶的用量為400微升；所述酶解的條件為：60℃水浴1小時。

優(yōu)選地，再次滅活的步驟中，所述滅活的條件為：100℃水浴30min；所述ph值為6.5～12；所述過氧化氫含量為0.5～1.5％，該百分比表示的是重量百分比；氧化氫含量是實驗預設(shè)值；所述提取的時間為10～14小時；過氧化氫提取是在常溫下進行的。

更優(yōu)選地，所述ph值包括6.5、9.2、11.8；所述過氧化氫含量包括0.5％、1.0％、1.5％；所述提取的時間包括10小時、12小時、14小時。

優(yōu)選地，乙醇沉淀的步驟中，所述離心的條件包括3000轉(zhuǎn)/分鐘離心15分鐘；加入乙醇的體積為上清液體積的3倍；所述靜置需過夜；乙醇是在上清液攪拌的過程中加入的；所述乙醇具體指無水乙醇。

優(yōu)選地，復溶蒸發(fā)的步驟中，所述離心的條件包括3000轉(zhuǎn)/分鐘離心15分鐘；復溶、蒸發(fā)的溫度為80℃。

優(yōu)選地，所述制備方法還包括對所述水溶性青稞膳食纖維溶液進行凍結(jié)、冷凍干燥的步驟。

凍結(jié)、冷凍干燥的步驟具體為：用封口膜將裝有水溶性青稞膳食纖維溶液的器皿封口，放入冷凍室中，使上述復溶液結(jié)凍；待其結(jié)凍后，在封口膜上戳孔，并放入冷凍干燥機中冷凍干燥24h；將器皿取出，器皿底部的蓬松餅狀固體即為水溶性膳食纖維，將其刮下，置于保鮮袋中，并放置在干燥器中保存，得到水溶性青稞膳食纖維。

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

(1)通過對青稞膳食纖維的稱量和與傳統(tǒng)方法的對比，本發(fā)明方法顯著提升水溶性青稞膳食纖維的提取率；

(2)本發(fā)明方法容易實現(xiàn)，生產(chǎn)效率高、運行成本低(例如本發(fā)明與水法提取相比，提取率大大提高，與堿法提取相比，不需要透析過程)，為相關(guān)功能性食品的開發(fā)提供了原料基礎(chǔ)。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為六種具體實施方式的提取率比較圖；

圖2為水法、堿法和過氧化氫法中提取率最高的實施例或?qū)Ρ壤?/p>

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

對比例1

本對比例涉及一種水溶性青稞膳食纖維提取方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1、稱取10g南龍格納青稞干重粉末(青稞打磨后用5mm孔徑篩過篩)，置于燒杯中，加入40毫升的去離子水，用玻璃棒攪拌均，置于水浴鍋中保溫到80℃；

步驟2、加入50微升耐高溫α-淀粉酶，在80℃水浴條件下酶解1h；

步驟3、將水浴溫度調(diào)至60℃，稱取木瓜蛋白酶15mg并加入酶解液，在60℃水浴條件下酶解1h；

步驟4、在100℃水浴條件下滅活30min，再把溫度調(diào)回60℃；

步驟5、加入400微升糖化酶，在60℃水浴條件下酶解1h；

步驟6、再次在100℃水浴條件下滅活30min，之后再在60℃下保溫提取3小時；

步驟7、提取結(jié)束之后，將酶解液全部倒入離心瓶中，3000轉(zhuǎn)離心15分鐘，取上清液于潔凈的燒杯中，同時燒杯中放入攪拌子，在磁力攪拌器的作用下，緩慢滴入3倍體積無水乙醇醇沉，放置過夜；

步驟8、將步驟7所得醇沉液完全放入離心瓶中，3000轉(zhuǎn)離心15分鐘，上清液棄去，沉淀用原先加入毫升數(shù)的去離子水在水浴條件下復溶，并在水浴條件下蒸發(fā)至25ml；

步驟9、用封口膜將燒杯封口，放入冷凍室中，使上述復溶液結(jié)凍；

步驟10、待其結(jié)凍后，在封口膜上戳孔，并放入冷凍干燥機中冷凍干燥24h；

步驟11、將燒杯取出，燒杯底部的蓬松餅狀固體即為膳食纖維，將其刮下，置于保鮮袋中，并放置在干燥器中保存，同時根據(jù)稱量結(jié)果計算青稞膳食纖維提取率；

實施效果：本對比例水溶性青稞膳食纖維的提取率為13.34％。

對比例2

本對比例是對比例1的變化例，變化之處僅在于：

步驟6、再次在100℃水浴條件下滅活30min，之后再在80℃下保溫提取5小時；

實施效果：本對比例水溶性青稞膳食纖維的提取率為17.21％。

對比例3

本對比例涉及一種水溶性青稞膳食纖維提取方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1、稱取10g南龍格納青稞干重粉末，置于燒杯中，加入40毫升的蒸餾水，用玻璃棒攪拌均，置于水浴鍋中保溫到80℃；

步驟2、加入50微升耐高溫α-淀粉酶，在80℃水浴條件下酶解1h；

步驟3、將水浴溫度調(diào)至60℃，稱取木瓜蛋白酶15㎎并加入酶解液，在60℃水浴條件下酶解1h；

步驟4、在100℃水浴條件下滅活30min，再把溫度調(diào)回60℃；

步驟5、加入400微升糖化酶，在60℃水浴條件下酶解1h；

步驟6、再次在100℃水浴條件下滅活30min，之后3000轉(zhuǎn)離心15分鐘，上清液棄去，沉淀用40毫升的0.5mol/l的氫氧化鈉溶液洗出，并將洗滌液體倒回原燒杯中，然后在60℃水浴溫度下保溫3小時，接著立刻調(diào)節(jié)ph為6.5-6.8；

步驟7、調(diào)節(jié)ph之后，將提取液全部倒入離心瓶中，3000轉(zhuǎn)離心15分鐘，取上清液于潔凈的燒杯中，裝入透析袋中，并將透析袋置于清水中，每12小時換一次水，放置24小時；

步驟8、將透析袋中的液體倒于潔凈的燒杯中，同時燒杯中放入攪拌子，在磁力攪拌器的作用下，緩慢滴入3倍體積無水乙醇醇沉，放置過夜；

步驟9、將步驟7所得醇沉液完全放入離心瓶中，3000轉(zhuǎn)離心15分鐘，上清液棄去，沉淀用原先加入毫升數(shù)的水在80℃水浴條件下復溶，并在水浴條件下蒸發(fā)至25ml；

步驟10、用封口膜將燒杯封口，放入冷凍室中，使上述復溶液結(jié)凍；

步驟11、待其結(jié)凍后，在封口膜上戳孔，并放入冷凍干燥機中冷凍干燥24h；

步驟12、將燒杯取出，燒杯底部的蓬松餅狀固體即為不可溶性膳食纖維，將其刮下，置于保鮮袋中，并放置在干燥器中保存；

實施效果：本對比例非水溶性青稞膳食纖維的提取率為21.57％。

對比例4

本對比例是對比例3的變化例，變化之處僅在于：

步驟6、再次在100℃水浴條件下滅活30min，之后3000轉(zhuǎn)離心15分鐘，上清液棄去，沉淀用40毫升的0.5mol/l的氫氧化鈉溶液洗出，并將洗滌液體倒回原燒杯中，然后在80℃水浴溫度下保溫5小時，接著立刻調(diào)節(jié)ph為6.5-6.8；

實施效果：本對比例非水溶新青稞膳食纖維的提取率為27.61％。

實施例1

本實施例涉及一種水溶性青稞膳食纖維的提取方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1、稱取10g的青稞粉末，置于燒杯中，加入80毫升的去離子水，用玻璃棒攪拌均；

步驟2、加入50微升的耐高溫α-淀粉酶，在80℃下水浴1小時；

步驟3、取出燒杯使其冷卻至常溫，稱取15毫克的木瓜蛋白酶并加入酶解液中，在60℃下水浴1小時；

步驟4、在100℃水浴條件下滅活30min，再冷卻至60℃以下；

步驟5、加入400微升的糖化酶后在60℃下水浴1小時；

步驟6、在100℃水浴條件下滅活30min，用0.256mol/l的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph值至6.5，加入相應(yīng)量的過氧化氫使體系的過氧化氫濃度為0.5％，常溫下保溫提取10小時；

步驟7、提取結(jié)束之后，將所得酶解進行離心處理，取上清液于潔凈的燒杯中，同時燒杯中放入攪拌子，在磁力攪拌器的作用下，緩慢滴入3倍體積無水乙醇醇沉，放置過夜；

步驟8、將所得醇沉液進行離心處理，棄去上清液，沉淀用原先加入毫升數(shù)的水在80℃水浴條件下復溶，并在水浴條件下蒸發(fā)至25ml；

步驟9、用封口膜將燒杯封口，放入冷凍室中，使上述復溶液結(jié)凍；

步驟10、待其結(jié)凍后，在封口膜上戳孔，并放入冷凍干燥機中冷凍干燥24h；

步驟11將燒杯取出，燒杯底部的蓬松餅狀固體即為水溶性膳食纖維，將其刮下，置于保鮮袋中，并放置在干燥器中保存，得到水溶性青稞膳食纖維。

實施效果：本實施例水溶性青稞膳食纖維的提取率為36.05％，提取率與水法、堿法相比升高。

實施例2

本實施例是實施例1的變化例，變化之處僅在于：

步驟6、在100℃水浴條件下滅活30min，用0.256mol/l的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph值至9.15，加入相應(yīng)量的過氧化氫使體系的過氧化氫濃度為0.5％，常溫下下保溫提取12小時；

實施效果：本實施例水溶性青稞膳食纖維的提取率為44.54％，提取率與水法、堿法相比升高。

實施例3

本實施例是實施例1的變化例，變化之處僅在于：

步驟6、在100℃水浴條件下滅活30min，用0.256mol/l的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)ph值至6.5，加入相應(yīng)量的過氧化氫使體系的過氧化氫濃度為0.5％，常溫下保溫提取12小時；

實施效果：本實施例水溶性青稞膳食纖維的提取率為38.12％，提取率與水法、堿法相比升高。

本發(fā)明在實施的過程中，步驟6在如下條件下均可實現(xiàn)：ph值為6.5～12、過氧化氫含量為0.5～1.5％、提取的時間為10～14小時。

實施例2為本發(fā)明的最優(yōu)實施例，水溶性青稞膳食纖維提取率為44.54％，是所有案例中的最大值。而對比例水溶性青稞膳食膳食纖維的最高提取率僅為27.61％，提取率顯著升高。本發(fā)明在顯著提升水溶性青稞膳食纖維提取率，為大豆淀粉相關(guān)的功能性食品的開發(fā)提供了原料基礎(chǔ)。

將對比例和實施例提取得到的水溶性青稞膳食纖維，采用重量法計算提取率，結(jié)果如圖1、圖2所示。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。