專利名稱：玉米活性多糖的生產方法
技術領域：
本發明屬于保健食品加工技術。
背景技術：
活性多糖系指具有某種特殊生理活性的多糖類化合物，其中包括膳食纖維及食用菌多糖等。膳食纖維具有多種生理功能，可以預防便秘和結腸癌；降低血清膽固醇及血脂，預防由冠狀動脈硬化引起的心臟病；改善末梢神經對胰島素的感受性，調節糖尿病人的血糖水平；改變食物消化過程，增加飽腹感。另外，醫學及營養學研究證明，充足的膳食纖維攝入可保護機體免遭一些疾病的侵害。膳食纖維是多種結構相似的多糖類碳水化合物的統稱，各種膳食纖維產品的化學組成成分相差很大。因此，不同種類的膳食纖維產品其生理功能的顯著程度相差較大。經研究發現，并不是所有種類的膳食纖維都具有顯著的保健功能，普通膳食纖維產品其生理活性較弱，甚至無生理活性及保健功能，而且口感較差，只能作為無能量填充劑，因此，這類膳食纖維不能稱其為活性多糖。而質量優良的高品質膳食纖維口感舒適，生理活性成分含量高，保健功能顯著。高品質膳食纖維與普通膳食纖維的根本差異是其中可溶性膳食纖維含量的多少，高品質膳食纖維中可溶性膳食纖維含量大于12％，是普通膳食纖維的2倍以上，這類膳食纖維具有明顯的活性多糖屬性，可稱其為活性多糖。大量研究結果表明，可溶性膳食纖維的保健作用極為明顯，膳食纖維中可溶性膳食纖維含量越高，其保健作用越明顯。
目前國內外膳食纖維的生產多以小麥麩皮、燕麥、大豆皮、甘蔗渣為原料，采用酸法、堿法生產，所得膳食纖維質量較差，可溶性膳食纖維含量較少，僅占3-5％左右，不能達到預期的保健效果，而且得率較低，操作繁瑣并存在環保問題。也有報道利用酶法生產膳食纖維，該法不但設備投資大，操作繁瑣，產品質量不易控制，而且完全除去了纖維中的功能蛋白，降低了產品的保健功效。另外，目前國內外膳食纖維生產中的脫脂工藝大多數采用有機溶劑法，該法存在操作危險性及環保問題。
玉米是我國主要農作物之一，玉米深加工企業每年產生大量的副產物玉米皮，絕大多數直接用做飼料，未得到充分利用，附加值很低。玉米皮可以作為膳食纖維的主要原料，但玉米皮的主要成分是粗纖維，如不經特殊處理，無法轉化為具有明顯保健功能的活性多糖。
發明內容
本發明旨在提供一種以玉米皮為原料制取玉米活性多糖的方法，先將玉米皮去雜、浸泡、水洗，除去殘余淀粉、小顆粒胚乳等非纖維成分，然后脫水、干燥、粉碎，制得含水量小于8％，粒度小于1mm的玉米皮纖維粉(以下簡稱玉米皮粉)，將玉米皮粉投入萃取罐，用超臨界CO2流體萃取技術脫除脂類及異雜味物質，工作壓力8MPa～50MPa，溫度32℃～60℃，時間0.5小時～3.5小時；將脫脂、脫雜后的玉米皮粉進行潤料處理，使其含水量在25％～65％，將潤料處理過的玉米皮粉投入擠出機進行高溫高壓擠出處理，擠出溫度110℃～170℃，進料速度10～50kg/h，對擠出后的物料進行干燥，使擠出物含水量小于8％，對干燥后的物料進行粗粉碎和超微粉碎，所得粉狀物粒度120～160目，即得到玉米活性多糖。為增強玉米活性多糖的生理活性，在擠出前可在玉米皮粉中添加0.1％～0.5％的海藻酸鈉或藻酸丙二醇酯及0.1％～0.5％的檸檬酸。本發明獲得的產品，即可作為食品添加劑添加到需要強化膳食纖維的食品中，也可作為食品直接食用，可用本發明的玉米活性多糖為基料，加入適量純凈水潤濕、造粒、壓片，制成咀嚼片，即為玉米活性多糖膨潤片。
本發明采用的超臨界CO2流體萃取技術具有脫脂率高的優點，同時兼有脫色脫異雜味作用，提高了玉米皮纖維的品質及保健功能，是制取玉米活性多糖的前提，與堿法、酸法及酶法相比具有高效，低耗，無毒、無污染，無殘留、操作方便，選擇性好等優點，并可使生產連續化、自動化，與傳統方法相比，可提高生產效率1倍以上，在玉米皮纖維的脫脂純化方面具有其他方法無可比擬的優勢。高溫高壓擠出工藝改善了玉米纖維功能，實現對物料的改性處理。高溫、高壓擠出時，對玉米皮產生強大的摩擦、剪切、熔融降解作用，使物料中所含的過熱狀態的水分瞬間汽化而產生爆炸效果，拉斷或切斷玉米皮纖維中的不溶性長鏈分子，有限度地降低其分子量，并對分子加以修飾，改變玉米皮纖維中部分聚合物的化學結構及相對分子量，破壞了纖維的粗硬組織，使其中可溶性成分含量、吸水性及持水力、結合水力、膨脹力大為提高。另外，玉米皮中殘存的少量蛋白質和脂肪在這一過程中可以生成脂蛋白或與多糖反應，生成糖蛋白，提高了產品的生理活性。將脫脂后的玉米皮粉進行高溫、高壓擠出處理是玉米皮纖維轉化為玉米活性多糖的關鍵。本發明所得產品脂肪含量小于1％(質量分數)，可溶性膳食纖維含量大于12％(質量分數)，是普通膳食纖維的2倍以上，持水力大于6.5g/g，膨脹力大于6.0ml/g(20℃)。產品顏色乳白或淡黃色，具有清香風味，無異雜味。纖維的疏水性降低，持水性提高，柔性增強。
本發明對玉米活性多糖按國家標準方法進行了保健功能試驗(減肥、抗便秘、降血脂)。結果如下1.玉米活性多糖飼喂肥胖小鼠35天后，其體重與對照組小鼠(未飼喂玉米活性多糖的肥胖小鼠)相比降低13.2％，經生物學統計分析P＜0.001，差異極顯著，說明玉米活性多糖具有明顯的減肥作用。
2.玉米活性多糖飼喂肥胖小鼠35天后，與對照組小鼠(未飼喂玉米活性多糖的肥胖小鼠)相比，其脂肪指數降低27.2％、總膽固醇(TC)降低26.2％、甘油三酯(TG)降低33.1％、低密度脂蛋白(LDL)降低53.4％、高密度脂蛋白(HLD)升高27.1％，經生物學統計分析P＜0.01，差異極顯著，說明玉米活性多糖有明顯的降脂作用。
3.玉米活性多糖飼喂正常小鼠10天后，其胃、小腸運動功能推進百分率比對照組小鼠(未飼喂玉米活性多糖的小鼠)增加17.8％，排黑便時間減少26.9％；玉米活性多糖飼喂燥結型便秘模型小鼠3天后，與對照組小鼠(未飼喂玉米活性多糖的燥結型便秘模型小鼠)相比8小時內排便量增加61.56％。說明玉米活性多糖能明顯增加燥結型便秘小鼠的排便次數，縮短小鼠的排便時間，具有明顯的抗便秘作用。
上述試驗結果為玉米活性多糖用于減肥、降脂、抗便秘提供了科學依據。
具體實施例方式
實施例1
以玉米淀粉廠或玉米酒精廠的副產物玉米皮為原料。
1.玉米皮的前處理將玉米皮放入15℃～20℃的水中浸泡并攪拌均勻，加水量以沒過物料表面2cm～4cm為宜，浸泡1-2h，然后用流動水充分搓洗，除去殘余淀粉、小顆粒胚乳等非纖維成分。所得濕玉米皮在轉速為3000轉/分鐘的條件下進行離心分離脫水，使其含水量低于26％，然后在60℃～80℃條件下熱風烘干，使其含水量小于8％，烘干時間視烘干設備生產能力而定。烘干的玉米皮，進行粉碎處理，制得粒度小于1mm的玉米皮粉。
2.脫脂、脫異雜味處理將前處理后的玉米皮粉進行超臨界CO2萃取，萃取壓力8MPa，溫度32℃，時間0.5小時，CO2流量20L/h。所得產品顏色乳白或淡黃色，具有清香風味，無異雜味，脂類物質含量小于1％。
3.潤料處理在經超臨界CO2萃取處理的玉米皮粉中加入適量25℃的飲用水，攪拌均勻，放置15分鐘，使玉米皮粉充分吸水，并保證其含水量在25％。
4.高溫高壓擠出處理將雙螺桿擠出機預熱，設定溫度120℃，當模頭溫度達到130℃時，起動擠出操作，控制進料速度10kg/h，擠出過程中，顯示溫度不應低于110℃，將得到的擠出物，進行熱風干燥或自然風干，使其含水量小于8％，然后進行粗粉碎和超微粉碎，使得到的粉狀物能全部通過120目篩，即為玉米活性多糖。
為增強玉米活性多糖的生理活性，擠出前可在玉米皮粉中添加0.1％的海藻酸鈉，0.1％的檸檬酸。
5.玉米活性多糖膨潤片的生產以玉米活性多糖為基料，加適量純凈水潤濕、造粒、壓片，制成的咀嚼片即為玉米活性多糖膨潤片，每片重1.5g，每片厚度為4mm。
實施例2以玉米淀粉廠或玉米酒精廠的副產物玉米皮為原料。
1.玉米皮的前處理同實施例1。
2.脫脂、脫異雜味處理將前處理后的玉米皮粉進行超臨界CO2萃取，萃取壓力30MPa，溫度45℃，時間2小時，CO2流量30L/h。所得產品顏色乳白或淡黃色，具有清香風味，無異雜味，脂類物質含量小于1％。
3.潤料處理在經超臨界CO2萃取處理的玉米皮粉中加入適量25℃的飲用水，攪拌均勻，放置15分鐘，使玉米皮粉充分吸水，并保證其含水量在45％。
4.高溫高壓擠出處理將雙螺桿擠出機預熱，設定溫度150℃，當模頭溫度達到160℃時，起動擠出操作，控制進料速度30kg/h，擠出過程中，顯示溫度不應低于140℃，將得到的擠出物，進行熱風干燥或自然風干，使其含水量小于8％，然后進行粗粉碎和超微粉碎，使得到的粉狀物能全部通過140目篩，即為玉米活性多糖。
為增強玉米膳食纖維生理活性，擠出前可在玉米皮粉中添加0.3％的海藻酸鈉，0.3％的檸檬酸。
5.玉米活性多糖膨潤片的生產同實施例1。
實施例3以玉米淀粉廠或玉米酒精廠的副產物玉米皮為原料。
1.玉米皮的前處理同實施例1。
2.脫脂、脫異雜味處理將前處理后的玉米皮粉進行超臨界CO2萃取，萃取壓力50MPa，溫度60℃，時間3.5小時，CO2流量40L/h。所得產品顏色乳白或淡黃色，具有清香風味，無異雜味，脂類物質含量小于1％。
3.潤料處理在經超臨界CO2萃取處理的玉米皮粉中加入適量25℃的飲用水，攪拌均勻，放置15分鐘，使玉米皮粉充分吸水，并保證其含水量在60％。
4.高溫高壓擠出處理將雙螺桿擠出機預熱，設定溫度170℃，當模頭溫度達到180℃時，起動擠出操作，控制進料速度50kg/h，擠出過程中，顯示溫度不應低于160℃，將得到的擠出物，進行熱風干燥或自然風干，使其含水量小于8％，然后進行粗粉碎和超微粉碎，使得到的粉狀物能全部通過160目篩，即為玉米活性多糖。
為增強玉米膳食纖維生理活性，擠出前可在玉米皮粉中添加0.5％的海藻酸鈉，0.5％的檸檬酸。
5.玉米活性多糖膨潤片的生產同實施例1。
實施例44.高溫高壓擠出處理為增強玉米活性多糖的生理活性，擠出前可在玉米皮粉中添加0.1％的藻酸丙二醇酯，0.1％的檸檬酸。
其余同實施例1。
實施例54.高溫高壓擠出處理為增強玉米活性多糖的生理活性，擠出前可在玉米皮粉中添加0.3％的藻酸丙二醇酯，0.3％的檸檬酸。
其余同實施例2。
實施例64.高溫高壓擠出處理為增強玉米活性多糖的生理活性，擠出前可在玉米皮粉中添加0.5％的藻酸丙二醇酯，0.5％的檸檬酸。
其余同實施例2。
權利要求
1.玉米活性多糖的生產方法，將玉米皮去雜、浸泡、水洗，除去殘余淀粉、小顆粒胚乳等非纖維成分，然后脫水、干燥、粉碎，制得含水量小于8％，粒度小于1mm的玉米皮粉，其特征在于將玉米皮粉投入萃取罐，用超臨界CO2流體萃取技術脫除脂類及異雜味物質，工作壓力8MPa～50MPa，溫度32℃～60℃，時間0.5小時～3.5小時；將脫脂、脫雜后的玉米皮粉進行潤料處理，使其含水量在25％～65％，將潤料處理過的玉米皮粉投入擠出機進行高溫高壓擠出處理，擠出溫度110℃～170℃，進料速度10～50kg/h，對擠出后的物料進行干燥，使擠出物含水量小于8％，對干燥后的物料進行粗粉碎和超微粉碎，所得粉狀物粒度120～160目，即得到玉米活性多糖。
2.根據權利要求1所說的玉米活性多糖的生產方法，其特征在于在高溫高壓擠出前在玉米皮粉中添加0.1％～0.5％的海藻酸鈉或藻酸丙二醇酯及0.1％～0.5％的檸檬酸。
3.根據權利要求1或者2所說的玉米活性多糖的生產方法，其特征在于包括生產玉米活性多糖膨潤片的步驟，以得到的玉米活性多糖為基料，加入適量純凈水潤濕、造粒、壓片，制成咀嚼片。
全文摘要
玉米活性多糖的生產方法。將玉米皮中雜質及淀粉去除后進行干燥、粉碎處理，將所得玉米皮粉狀物進行超臨界CO
文檔編號A23L1/09GK1640892SQ20041001135
公開日2005年7月20日 申請日期2004年12月16日 優先權日2004年12月16日
發明者王大為, 張艷榮 申請人:吉林農業大學