本發明涉及水溶性膳食纖維制備領域，尤其涉及一種茶葉水溶性膳食纖維制備方法。
背景技術：
膳食纖維是指不能被人體內源酶消化吸收的可食用植物細胞、多糖、木質素以及相關物質的總和，作為第七大營養素的膳食纖維，不僅具有較高的營養價值，還能預防許多疾病，對人體代謝必不可少。膳食纖維分為兩類：水溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維。
水溶性膳食纖維是由半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖醒酸、鼠李糖、戊醒糖、海藻糖、葡萄糖等多種糖構成，其結構為以鼠李糖半乳糖醒酸為主鏈，在側鏈上結合有半乳聚糖和阿拉伯聚糖，分子量在5kda和100kda之間，結構類似果膠。水溶性膳食纖維是一種生物活性物質，具有降低肝臟膽固醇功能，具有寡糖(低聚糖)雙岐因子的作用及調節腸道雙歧桿菌的活性，具有良好的吸油性和吸水性，可結合清除體內的膽酸、明顯減低血清膽固醇、降低飯后血糖水平的功能，并擴大了食品行業中的應用范圍，市場需要量逐年增大。
因此，水溶性膳食纖維受到了來自不同領域的專家，包括醫學家、營養學家、膳食家、食品科學家、生物化學家，以及食品法規及營養教育有關的科學決策者的廣泛重視，并將其列為繼碳水化合物、蛋白質、脂肪、水、礦物質和維生素之后的“第七大營養素”。
我國傳統膳食以植物性食物為主，不會缺乏膳食纖維，因而對膳食纖維研究和開發利用不夠。但是，隨著人們生活水平的不斷提高，飲食習慣發生很大變化，膳食中缺乏纖維素的情況日趨嚴重，導致肥胖癥、高血壓、冠心病、糖尿病、結腸癌等富貴病愈來愈普遍。因此，積極開展膳食纖維研究和利用對提高我國人民健康水平具有極其深遠的現實意義。
我國是茶葉生產大國，茶葉資源豐富；而且茶葉深加工所利用物質總和僅占茶葉干重的30％左右，茶葉利用效率較低，資源浪費極大。因此，利用茶葉作為膳食纖維源，不僅能夠獲得功效不同的膳食纖維，也能夠解決相關生產過程中產生的廢棄物，可大大提高茶葉的附加值，增加茶農收入，有利于我國食品工業、農業的發展。
目前我國對膳食纖維的研發尚處于起步階段，對茶葉膳食纖維制備技術的研究更少，未形成規模性的加工企業，生產中常用酶-化學法制備水溶性膳食纖維，但酶-化學法制備時對生產條件要求嚴格，操作不夠便利，不適于擴大規模生產。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種操作簡單方便、充分利用廢棄資源、投入成本低、適合大規模生產的茶葉水溶性膳食纖維制備方法。
本發明解決上述技術問題的技術方案如下：
一種茶葉水溶性膳食纖維制備方法，它包括以下步驟：
a、粉碎后熱水浸提
以廢棄茶葉為原料粉碎過篩，得到茶葉渣，然后按照料液重量比1:10～1：30將所述茶葉渣與溫度為60～85℃的水混合，并在溫度為60～85℃的條件下浸提15～30min，以除去茶葉中的茶多酚、可溶性糖、氨基酸，浸提1～4次，即得到浸提后的混合物；
b、過濾后酸解
將步驟a中所述的浸提后的溶液過濾，取茶葉濾渣，然后按照料液體積比1:20～1：40將茶葉濾渣與氫離子濃度為0.5～2.0mol/l的酸溶液混合，并在溫度為60～85℃的條件下酸解1.0～2.5h，即得到酸解后的混合物；
c、離心過濾并濃縮
將步驟b中所述的酸解后的混合物離心過濾，取上清液，然后進行濃縮，得到濃縮液；
d、沉淀凍干
按照體積比1:3～1：5將步驟c中所述的濃縮液和體積濃度為80％～95％的乙醇混合，并靜置12h以上，然后離心分離，收集沉淀，凍干后即得到所述的茶葉水溶性膳食纖維。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
本發明方法充分利用廢棄資源，先對廢棄茶葉進行熱水浸提，然后過濾取茶葉濾渣，以除去茶葉中的茶多酚、可溶性糖、氨基酸等水溶性物質，防止它們對水溶性膳食纖維的提取造成干擾，而影響水溶性膳食纖維的提取純度，再利用特定濃度和比例的酸液對茶葉濾渣進行酸提，酸解后茶葉濾渣中的水溶性膳食纖維即可釋放出來，然后將離心過濾得到的上清液濃縮后與乙醇混合靜置，利用水溶性膳食纖維不溶于乙醇的特性沉淀析出，最后離心分離后收集沉淀凍干，最終水溶性膳食纖維的提取率達到55％以上，純度達到70％以上，并且整個生產過程操作簡單便利，生產周期短，對生產條件要求不高，投入成本低，可節省60％以上的資本投入，適合大規模生產。
在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
作為本發明的一種優選實施方式，在步驟a中，所述廢棄茶葉為陳年綠茶或夏秋綠茶。
采用上述優選方案的有益效果是：
陳年綠茶或夏秋綠茶中的含有豐富的水溶性膳食纖維，既可以充分利用廢棄資源，提高茶葉資源利用率，增加茶農收入，又能有效保證水溶性膳食纖維的提取率和提取純度。
作為本發明的另一種優選實施方式，在步驟a中，以廢棄茶葉為原料粉碎過40～60目篩。
采用上述優選方案的有益效果是：
將廢棄茶葉粉碎成此粒度范圍內的粉末，既能有效保證水溶性膳食纖維的提取率和提取純度，又能降低粉碎加工的難度，節省粉碎加工的時間和設備投入。
作為本發明的另一種優選實施方式，在步驟a中，按照料液重量比1:15～1：20將所述茶葉渣與溫度為70～80℃的水混合。
采用上述優選方案的有益效果是：
對廢棄茶葉進行熱水浸提的效果更佳，能夠更加徹底的除去茶葉中的茶多酚、可溶性糖、氨基酸等水溶性物質，更加有效的防止它們對水溶性膳食纖維的提取造成干擾。
作為本發明的另一種優選實施方式，在步驟a中，在溫度為70～80℃的條件下浸提20～25min。
采用上述優選方案的有益效果是：
對廢棄茶葉進行熱水浸提的效果更佳，能夠更加徹底的除去茶葉中的茶多酚、可溶性糖、氨基酸等水溶性物質。
作為本發明的另一種優選實施方式，在步驟a中，浸提2～3次。
采用上述優選方案的有益效果是：
既能保證對廢棄茶葉進行熱水浸提的效果更佳，又能節省浸提時間，有效保證工作效率。
作為本發明的另一種優選實施方式，在步驟b中，所述酸溶液為鹽酸、檸檬酸或硝酸。
采用上述優選方案的有益效果是：
對茶葉濾渣進行酸提時，酸解茶葉濾渣的效果更佳，更加有利于茶葉濾渣中的水溶性膳食纖維釋放出來，從而提高水溶性膳食纖維的提取率。
作為本發明的另一種優選實施方式，在步驟b中，按照料液體積比1:30～1：35將茶葉濾渣與氫離子濃度為1.3～1.7mol/l的酸溶液混合。
采用上述優選方案的有益效果是：
對茶葉濾渣進行酸提時，酸解茶葉濾渣的效果更佳，更加有利于茶葉濾渣中的水溶性膳食纖維釋放出來，從而提高水溶性膳食纖維的提取率。
作為本發明的另一種優選實施方式，在步驟b中，在溫度為75～80℃的條件下酸解1.5～2.0h。
采用上述優選方案的有益效果是：
對茶葉濾渣進行酸提時，酸解茶葉濾渣的效果更佳，更加有利于茶葉濾渣中的水溶性膳食纖維釋放出來，從而提高水溶性膳食纖維的提取率。
作為本發明的另一種優選實施方式，在步驟c中，取上清液，然后濃縮至原體積的三分之一至二分之一。
采用上述優選方案的有益效果是：該上清液濃縮至原體積的三分之一至二分之一后再與乙醇混合靜置，水溶性膳食纖維作為沉淀從溶液中析出的效果更佳，可提高水溶性膳食纖維的提取率，同時可以減少乙醇用量，降低生產成本。
下面對本發明的較佳實施方式做進一步詳細說明。
一種茶葉水溶性膳食纖維制備方法，它包括以下步驟：
a、粉碎后熱水浸提
以廢棄茶葉(最好為陳年綠茶或夏秋綠茶)為原料粉碎過40～60目篩，得到茶葉渣，然后按照料液重量比1:10～1：30將所述茶葉渣與溫度為60～85℃的水混合，并在溫度為60～85℃的條件下浸提15～30min，以除去茶葉中的茶多酚、可溶性糖、氨基酸，浸提1～4次，即得到浸提后的混合物；
b、過濾后酸解
將步驟a中所述的浸提后的溶液過濾，取茶葉濾渣，然后按照料液體積比1:20～1：40將茶葉濾渣與氫離子濃度為0.5～2.0mol/l的酸溶液(最好為鹽酸、檸檬酸或硝酸)混合，并在溫度為60～85℃的條件下酸解1.0～2.5h，即得到酸解后的混合物；
c、離心過濾并濃縮
將步驟b中所述的酸解后的混合物離心過濾，取上清液，然后進行濃縮，濃縮至原體積的三分之一至二分之一，得到濃縮液；
d、沉淀凍干
按照體積比1:3～1：5將步驟c中所述的濃縮液和體積濃度為80％～95％的乙醇混合，并靜置12h以上，然后離心分離，收集沉淀，凍干后即得到所述的茶葉水溶性膳食纖維。
具體實施方式
以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
實施例1
一種茶葉水溶性膳食纖維制備方法，它包括以下步驟：
a、粉碎后熱水浸提
以廢棄茶葉為原料粉碎過50目篩，得到茶葉渣，然后按照料液重量比1:20將所述茶葉渣與溫度為80℃的水混合，并在溫度為80℃的條件下浸提25min，以除去茶葉中的茶多酚、可溶性糖、氨基酸，浸提3次，即得到浸提后的混合物；
b、過濾后酸解
將步驟a中所述的浸提后的溶液過濾，取茶葉濾渣，然后按照料液體積比1:30將茶葉濾渣與氫離子濃度為1.7mol/l的酸溶液混合，并在溫度為80℃的條件下酸解2.0h，即得到酸解后的混合物；
c、離心過濾并濃縮
將步驟b中所述的酸解后的混合物離心過濾，取上清液，然后進行濃縮，濃縮至原體積的三分之一，得到濃縮液；
d、沉淀凍干
按照體積比1：5將步驟c中所述的濃縮液和體積濃度為95％的乙醇混合，并靜置12h以上，然后離心分離，收集沉淀，凍干后即得到所述的茶葉水溶性膳食纖維，最終茶葉水溶性膳食纖維的提取率達到58％，純度達到74％。
實施例2
一種茶葉水溶性膳食纖維制備方法，它包括以下步驟：
a、粉碎后熱水浸提
以廢棄茶葉(陳年綠茶)為原料粉碎過60目篩，得到茶葉渣，然后按照料液重量比1:15將所述茶葉渣與溫度為70℃的水混合，并在溫度為70℃的條件下浸提20min，以除去茶葉中的茶多酚、可溶性糖、氨基酸，浸提2次，即得到浸提后的混合物；
b、過濾后酸解
將步驟a中所述的浸提后的溶液過濾，取茶葉濾渣，然后按照料液體積比1:35將茶葉濾渣與氫離子濃度為1.3mol/l的酸溶液(檸檬酸)混合，并在溫度為75℃的條件下酸解1.5h，即得到酸解后的混合物；
c、離心過濾并濃縮
將步驟b中所述的酸解后的混合物離心過濾，取上清液，然后進行濃縮，濃縮至原體積的十二分之五，得到濃縮液；
d、沉淀凍干
按照體積比1:4將步驟c中所述的濃縮液和體積濃度為90％的乙醇混合，并靜置12h以上，然后離心分離，收集沉淀，凍干后即得到所述的茶葉水溶性膳食纖維，最終茶葉水溶性膳食纖維的提取率達到56％，純度達到76％。
實施例3
一種茶葉水溶性膳食纖維制備方法，它包括以下步驟：
a、粉碎后熱水浸提
以廢棄茶葉(夏秋綠茶)為原料粉碎過40目篩，得到茶葉渣，然后按照料液重量比1:30將所述茶葉渣與溫度為60℃的水混合，并在溫度為60℃的條件下浸提30min，以除去茶葉中的茶多酚、可溶性糖、氨基酸，浸提1次，即得到浸提后的混合物；
b、過濾后酸解
將步驟a中所述的浸提后的溶液過濾，取茶葉濾渣，然后按照料液體積比1:40將茶葉濾渣與氫離子濃度為0.5mol/l的酸溶液(最好為鹽酸、檸檬酸或硝酸)混合，并在溫度為60℃的條件下酸解2.5h，即得到酸解后的混合物；
c、離心過濾并濃縮
將步驟b中所述的酸解后的混合物離心過濾，取上清液，然后進行濃縮，濃縮至原體積的二分之一，得到濃縮液；
d、沉淀凍干
按照體積比1:3將步驟c中所述的濃縮液和體積濃度為95％的乙醇混合，并靜置12h以上，然后離心分離，收集沉淀，凍干后即得到所述的茶葉水溶性膳食纖維，最終茶葉水溶性膳食纖維的提取率達到60％，純度達到78％。
實施例4
一種茶葉水溶性膳食纖維制備方法，它包括以下步驟：
a、粉碎后熱水浸提
以廢棄茶葉(陳年綠茶)為原料粉碎過50目篩，得到茶葉渣，然后按照料液重量比1:10將所述茶葉渣與溫度為85℃的水混合，并在溫度為85℃的條件下浸提15min，以除去茶葉中的茶多酚、可溶性糖、氨基酸，浸提4次，即得到浸提后的混合物；
b、過濾后酸解
將步驟a中所述的浸提后的溶液過濾，取茶葉濾渣，然后按照料液體積比1:20將茶葉濾渣與氫離子濃度為2.0mol/l的酸溶液(最好為鹽酸、檸檬酸或硝酸)混合，并在溫度為85℃的條件下酸解1.0h，即得到酸解后的混合物；
c、離心過濾并濃縮
將步驟b中所述的酸解后的混合物離心過濾，取上清液，然后進行濃縮，濃縮至原體積的三分之一，得到濃縮液；
d、沉淀凍干
按照體積比1:4將步驟c中所述的濃縮液和體積濃度為80％的乙醇混合，并靜置12h以上，然后離心分離，收集沉淀，凍干后即得到所述的茶葉水溶性膳食纖維，最終茶葉水溶性膳食纖維的提取率達到57％，純度達到72％。
對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其它的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。