本發(fā)明屬于食品加工領(lǐng)域，具體涉及一種米糠膳食纖維的提取方法。

背景技術(shù)：

米糠是稻谷加工的主要副產(chǎn)品，富含膳食纖維(dietaryfiber,df)和多酚等生理活性物質(zhì)，是一種極具開發(fā)潛力的高附加值資源。但是新鮮米糠易酸敗、貯存穩(wěn)定性差，而且由于其中含有大量的膳食纖維，導(dǎo)致其溶解性低、口感粗糙、加工性質(zhì)差，嚴重制約了米糠在食品中的應(yīng)用。我國是世界上第一產(chǎn)稻大國，年產(chǎn)稻谷約2億噸，加工后可獲得米糠約1800萬噸，米糠開發(fā)應(yīng)用潛力十分巨大。盡管我國米糠資源豐富，但是目前絕大部分米糠被用作畜禽的飼料，僅約有10％～15％的米糠被用作制油或提取植酸鈣、肌醇、谷維素等高附加值產(chǎn)品，其余大部分被用作飼料，甚至作為廢棄物丟棄，導(dǎo)致環(huán)境污染和經(jīng)濟效益低下。因此，開發(fā)米糠產(chǎn)品，提高米糠的綜合利用價值，具有重要的經(jīng)濟、社會和生態(tài)意義。

膳食纖維是指在人體內(nèi)不能被消化酶分解的植物非淀粉多糖類物質(zhì)和木質(zhì)素等高分子化合物。根據(jù)溶解性將其分為水溶性膳食纖維(solubledietaryfiber,sdf)和水不溶性膳食纖維(insolubledietaryfiber,idf)。膳食纖維是目前尚未被深入開發(fā)和廣泛應(yīng)用的主要營養(yǎng)成分之一，被稱為“第七大營養(yǎng)素”，具有多種生理功能，包括調(diào)節(jié)腸道功能、抑制血清膽固醇上升和預(yù)防大腸癌等三大作用，同時對高血脂、糖尿病等與飲食有關(guān)的現(xiàn)代病也有重要療效。

近年來，隨著膳食纖維在預(yù)防心血管疾病和肥胖癥等慢性疾病中的作用越來越受到重視，對膳食纖維的研究也越來越廣泛和深入。目前，研究者們采取的對膳食纖維的提取方法主要有物理法、化學(xué)分離法、酶試劑法、酶—化學(xué)試劑結(jié)合法和發(fā)酵法等。

物理法主要分為粗分離法和膜分離法，能夠較好地保留膳食纖維的活性，但米糠中水不溶性膳食的纖維提取率偏低，加之設(shè)備限制，不適于工業(yè)化生產(chǎn)，所以目前在國內(nèi)外的應(yīng)用也很有限，因此未能應(yīng)用于實際生產(chǎn)；化學(xué)分離法工藝簡單，成本低，但不可避免地會排放大量的污水對環(huán)境造成嚴重污染，且條件較為劇烈，容易破壞膳食纖維結(jié)構(gòu)、制備的膳食纖維產(chǎn)品通常含有少量的蛋白質(zhì)和淀粉，純度不高，該方法今年來應(yīng)用的越來越少；酶—化學(xué)試劑法不足之處是產(chǎn)品的色澤深，堿味濃，強堿環(huán)境也破壞了膳食纖維結(jié)構(gòu)，因此用該法制得的產(chǎn)品得率也較低；酶法制備膳食纖維的方法條件溫和，可以省去部分設(shè)備要求，但工藝較復(fù)雜，反應(yīng)時間較長，雖然產(chǎn)品的得率較高，但純度相對較低，且成本較高；發(fā)酵法所得產(chǎn)品色澤、氣味和純度都優(yōu)于其他方法，但由于該法現(xiàn)在還處于研發(fā)階段，技術(shù)尚未成熟。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明通過采用雙酶法對脫脂米糠進行分離提取，再對條件進行優(yōu)化，從而得到得率和純度相對較高的米糠膳食纖維，使米糠得到充分的綜合利用，有效的應(yīng)用于食品和保健品等行業(yè)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種提取米糠膳食纖維的方法，具體步驟如下：

1)預(yù)處理：將穩(wěn)定后的脫脂米糠粉碎，過篩得到預(yù)處理米糠待用；

2)酶水解淀粉：取上述預(yù)處理米糠，加入蒸餾水，調(diào)節(jié)ph，加入耐高溫淀粉酶，振蕩取出，冷卻待用；

3)酶水解蛋白質(zhì)：調(diào)節(jié)ph，加入蛋白酶，振蕩后滅酶；

4)離心：離心后下層固體冷凍干燥，收集得到不可溶性膳食纖維；

5)沉降：下層固體冷凍干燥，收集得到可溶性膳食纖維。

優(yōu)選的，步驟1)中的脫脂米糠采用了正己烷二次脫脂法去除脂肪。

優(yōu)選的，步驟1)中的脫脂米糠采用熱風(fēng)加熱法處理原料米糠達到穩(wěn)定化效果。

優(yōu)選的，步驟1)中的米糠過40～60目篩。

優(yōu)選的，步驟2)中耐高溫淀粉酶的質(zhì)量百分比為1～3％。

優(yōu)選的，步驟2)中酶水解淀粉的條件為：ph5～6、65～90℃下振蕩3～4h。

優(yōu)選的，步驟3)中蛋白酶的質(zhì)量百分比為0.5～2％。

優(yōu)選的，步驟3)中酶水解蛋白質(zhì)的條件為：ph8～8.5、50～65℃下振蕩2～3h。

優(yōu)選的，步驟4)中的離心條件為：7000～9000rmp，8～12min。

優(yōu)選的，步驟5)中的沉降條件為：用3～5倍體積的無水乙醇沉淀步驟4)離心后的上清液，7.5～8.5h。

本發(fā)明采用高溫淀粉酶和蛋白酶的雙酶法對脫脂米糠進行分離提取膳食纖維，其有益效果是：1)將米糠作為膳食纖維的提取原材料，擴大了米糠的資源利用率及綜合利用價值；2)雙酶法制備膳食纖維的方法條件溫和，操作簡單，可以省去部分設(shè)備要求；3)用該方法提取米糠膳食纖維的得率高、純度高；4)該膳食纖維的提取方法應(yīng)用于米糠，也可以為其他原材料提取膳食纖維提供研究思路。

附圖說明

圖1是不可溶性膳食纖維掃描電鏡圖；

圖2是可溶性膳食纖維掃描電鏡圖。

具體實施方式

以下通過實施例對本發(fā)明作進一步的闡述，但不限制本發(fā)明。凡是不背離本發(fā)明構(gòu)思的改變或等同替代均包括在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

實施例1：

1)粉碎、過篩：將穩(wěn)定后的脫脂米糠粉碎，過40目篩得到預(yù)處理米糠待用。

2)酶水解淀粉：準確稱取10g預(yù)處理米糠，加入100ml蒸餾水，用鹽酸調(diào)ph至5.5，加入酶用量2％的耐高溫淀粉酶，置于恒溫水浴振蕩器上，酶解溫度75℃下振蕩3.5h時間，取出，冷卻，待用。

3)酶水解蛋白質(zhì)：用naoh調(diào)ph至8.2，加入酶用量2％蛋白酶，置于恒溫水浴振蕩器上，60℃溫度下振蕩一定時間2.5h，沸水浴10min滅酶。

4)離心：8000rmp，10min。離心后下層固體冷凍干燥，收集得到不可溶性膳食纖維(idf)。

5)沉降：取4)離心后的上清液用4倍體積的無水乙醇沉降8h，離心，下層固體冷凍干燥，收集得到可溶性膳食纖維(sdf)。

6)測定：將制備的產(chǎn)物水洗至中性，過濾、在60℃條件下烘干后，測定膳食纖維的含量。

實施例2：

1)粉碎、過篩：將穩(wěn)定后的脫脂米糠粉碎，過50目篩得到預(yù)處理米糠待用。

2)酶水解淀粉：準確稱取10g預(yù)處理米糠，加入100ml蒸餾水，用鹽酸調(diào)ph至5，加入酶用量1％的耐高溫淀粉酶，置于恒溫水浴振蕩器上，酶解溫度65℃下振蕩3h時間，取出，冷卻，待用。

3)酶水解蛋白質(zhì)：用naoh調(diào)ph至8.0，加入酶用量0.5％蛋白酶，置于恒溫水浴振蕩器上，50℃溫度下振蕩一定時間2h，沸水浴8min滅酶。

4)離心：7000rmp，12min。離心后下層固體冷凍干燥，收集得到不可溶性膳食纖維(idf)。

5)沉降：取4)離心后的上清液用3倍體積的無水乙醇沉降7.5h，離心，下層固體冷凍干燥，收集得到可溶性膳食纖維(sdf)。

6)測定：將制備的產(chǎn)物水洗至中性，過濾、在55℃條件下烘干后，測定膳食纖維的含量。

實施例3：

1)粉碎、過篩：將穩(wěn)定后的脫脂米糠粉碎，過60目篩得到預(yù)處理米糠待用。

2)酶水解淀粉：準確稱取10g預(yù)處理米糠，加入100ml蒸餾水，用鹽酸調(diào)ph至6，加入酶用量3％的耐高溫淀粉酶，置于恒溫水浴振蕩器上，酶解溫度90℃下振蕩4h時間，取出，冷卻，待用。

3)酶水解蛋白質(zhì)：用naoh調(diào)ph至8.5，加入酶用量1％蛋白酶，置于恒溫水浴振蕩器上，65℃溫度下振蕩一定時間3h，沸水浴9min滅酶。

4)離心：9000rmp，8min。離心后下層固體冷凍干燥，收集得到不可溶性膳食纖維(idf)。

5)沉降：取(4)離心后的上清液用5倍體積的無水乙醇沉降8.5h，離心，下層固體冷凍干燥，收集得到可溶性膳食纖維(sdf)。

6)測定：將制備的產(chǎn)物水洗至中性，過濾、在50℃條件下烘干后，測定膳食纖維的含量。

實施例4：對照組1采用化學(xué)試劑-酶結(jié)合分離法制備

1)粉碎：采用粉碎機對脫脂米糠進行粉碎，并過40目篩。

2)浸泡：加入10倍質(zhì)量的水浸泡4h，煮沸5min.

3)酶解：將溶液冷卻至65℃，并加入0.04％的α-淀粉酶酶解40min，在4％的naoh濃度、堿解45min下制備膳食纖維。

4)測定：將制備的產(chǎn)物水洗至中性，過濾、在60℃條件下烘干后，測定膳食纖維的含量。

實施例5：對照組2采用復(fù)合酶法制備

1)粉碎：采用粉碎機對脫脂米糠進行粉碎，并過40目篩。

2)水解淀粉、蛋白質(zhì)：準確稱取10g預(yù)處理米糠(干基)，加入100ml蒸餾水，用鹽酸調(diào)ph至5.5，煮沸20min使其糊化。同時加入3440u/100g中溫α-淀粉酶和4.32au/100g蛋白酶，60-70℃恒溫攪拌2.5h，沸水浴10min滅酶。

3)脫色，干燥后并測量米糠膳食纖維。

由表1可以看出，相比對照組1和對照組2，通過實施例1、2、3方法提取的米糠膳食纖維的純度和得率均較高，其中實施例1最高。表2可以看出，實施例1、2、3方法分別提取的idf和sdf含量也較對比組1和對比組2高，因此，采用高溫淀粉酶和蛋白酶的雙酶法對脫脂米糠進行分離提取，是一種溫和、理想的提取方式，可進行廣泛應(yīng)用。

表1各實施例和對比例所得米糠膳食纖維純度和得率的比較

表2各實施例和對比例所得idf和sdf含量的比較

對通過本方法提取得到的idf和sdf進行掃描電鏡觀察，結(jié)果如附圖1-2，可以看出idf和sdf表面呈明顯的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，相較之下sdf的蜂窩結(jié)構(gòu)更密集，酶解后兩者無明顯可見的圓形淀粉顆粒，說明經(jīng)過雙酶解處理后，膳食纖維的純度較高，基本不含有淀粉雜質(zhì)。蜂窩狀結(jié)構(gòu)有利于增大膳食纖維的比表面積，使纖維的溶脹性、持水力、吸附力等重要物理性狀得以大幅提高。