專利名稱：一種提取膳食纖維的方法
技術領域：
本發明涉及天然產物的提取領域，具體地，涉及一種提取膳食纖維的方法。
背景技術：
膳食纖維(Dietary fiber, DF)是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。按溶解性分為可溶性膳食纖維(SDF)和不溶性膳食纖維(IDF)。SDF主要有寡糖(低聚異麥芽寡糖、菊粉等)、抗性糊精、改性纖維素、合成多糖以及植物膠體等，IDF主要包括纖維素、半纖維素和木質素等。膳食纖維作為一種功能性食品基料，具有諸多生理功能。在預防人體胃腸道疾病和維護胃腸道健康方面功能突出。早期的流行病學研究顯示膳食纖維能夠預防結腸癌，一 定程度上可以治療慢性疾病，因而有“腸道清道夫”的美譽。雖然目前膳食纖維的準確作用機理仍然難以確定，但研究表明膳食纖維含量充足的飲食，無論是在預防還是在治療糖尿病方面都具有特殊的功效。另外，膳食纖維能夠延緩和減少人體對重金屬等有害物質的吸收，有減少和預防有害化學物質對人體的毒害作用。目前，國內商品化的膳食纖維大多是通過傳統的堿法來制備，但該方法中反復的浸泡和頻繁的熱處理過程會明顯減少纖維素產品的持水力和膨脹性，而且所排放的堿性工業廢液對環境造成嚴重污染。
發明內容
為了解決現有技術存在的問題，本發明提供了一種提取膳食纖維的方法。本發明提供的提取膳食纖維的方法，包括以下步驟I)將電解水與含有膳食纖維的原材料混合，加熱，冷卻后離心；2)取步驟I)離心得到的上清液與有機溶劑混合，待沉淀析出后離心，將沉淀物干燥，得到可溶性膳食纖維；取步驟I)離心得到的沉淀部分洗滌至中性后干燥，得到不溶性膳食纖維。其中，所述含有膳食纖維的原材料為麥麩、豆柏、米糠、花生柏或文冠果果殼等。本發明包含但不限于這些原材料，用具有代表性的，生產上可用于膳食纖維提取的材料都可以。其中，步驟I)中，所述電解水的pH值為2 12。進一步地，當含有膳食纖維的原材料為豆柏時，電解水的pH值優選2或12。電解水的pH值更優選12。其中，步驟I)中，含有膳食纖維的原材料與電解水的料液比為l:2(Tl:50，優選1:30。其中，步驟I)中，加熱的溫度為25 55°〇，優選351。其中，步驟I)中，加熱的時間為l 3h，優選2h。進一步地，步驟I)中，加熱在水浴鍋中進行，轉速為50rpm。
其中，步驟2)中，上清液與其3飛倍體積的有機溶劑混合，優選4倍體積的有機溶劑。其中，步驟2)中，所述有機溶劑為體積百分比為78°/Γ ΟΟ%的乙醇，優選95%的乙醇。其中，步驟2)中，沉淀部分是用蒸餾水進行洗滌。本發明所述的提取膳食纖維的方法，在上述步驟I)前，還包括將含有膳食纖維的原材料進行粉碎后過篩，干燥，浸泡和離心。這樣操作可以除去一些醇溶性的雜質(醇溶性蛋白，還有少量多糖，去除量不大)，提高膳食纖維純度。其中，將含有膳食纖維的原材料粉碎后過6(Γ100目篩，優選80目。
其中，將含有膳食纖維的原材料干燥后用有機溶劑浸泡。進一步地，所述浸泡所用的有機溶劑為體積百分比為78°/Γ ΟΟ%的乙醇，優選95%的乙醇。其中，將含有膳食纖維的原材料干燥后浸泡5 20分鐘，優選15分鐘。其中，含有膳食纖維的原材料與浸泡它的有機溶劑的料液比為l:l(Tl:20，優選1:12 1:18，更優選 1:15。本發明提供了一種膳食纖維，是用上述方法提取得到的。其中，所述膳食纖維包括可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維。本發明利用電解水提取膳食纖維，操作簡捷、成本低，以電解水代替傳統方法的NaOH溶液，電解水在提取完成后提取液變為中性，避免了環境污染。提取得到的膳食纖維比傳統的堿法產量提高了 15%以上，同時，制得的膳食纖維產品的純度也有大幅提升(提高25%)，纖維產品的持水力和膨脹性也更好，適合工業化生產。
具體實施例方式以下實施例進一步說明本發明的內容，但不應理解為對本發明的限制。在不背離本發明精神和實質的情況下，對本發明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發明的范圍。若未特別指明，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段。所述中性，即pH值為7. O。本發明所述的料液比指g:mL，乙醇的濃度均為體積比。所采用的含有膳食纖維的原料豆柏、米糠、花生柏購買于廣州華真農副產品商貿有限公司，文冠果果殼來自于內蒙古赤峰市翁牛特旗文冠果種植基地；麥麩來自于北京信豐源飼料經銷部。制備電解水所用的是實驗室去離子水。所采用的電解水由賽愛CE-7001型電解水生成器制備得到，該生產器購買于廣州賽愛電解水生成器有限公司。實施例中產品純度的測定方法來自于GB/T 5009.88-2008。實施例I(I)將豆柏粉碎后過80目篩后置于干燥器(240mm-玻璃干燥器)中備用。(2)稱取步驟(I)中的豆柏粉I. OOg于IOOmL燒杯中，向其中加入15mL 95%乙醇，混勻后靜置15min，離心(IOmin),棄上清液。(3)用賽愛CE-7001型電解水生成器制備pH值為2的酸性電解水30mL。(4)將步驟(3)中的所制備的電解水與步驟(2)中的沉淀混勻，并在震蕩水浴鍋中(轉速50rpm,溫度35°C)加熱2h,之后冷卻離心(lOmin)。(5)將步驟(4)中離心后所得上清液與4倍體積的95%乙醇混合，待沉淀析出完全后，離心(IOmin),再沉淀干燥(置于65°C恒溫干燥箱中干燥至恒重)，得黃豆SDF，其含量為12. 5g/100g ;將步驟(4)中的沉淀用蒸懼水洗漆至中性,離心(轉速50rpm,離心IOmin)干燥(置于65°C恒溫干燥箱中干燥至恒重)得黃豆IDF，其含量為58. 6g/100g，總膳食纖維純度為71. 5%ο實施例2(I)將豆柏粉碎后過80目篩后置于干燥器中備用。(2)稱取步驟(I)中的豆柏粉I. OOg于IOOmL燒杯中，向其中加入15mL 95%乙醇，混勻后靜置15min，離心，棄上清液。
(3)用賽愛CE-7001型電解水生成器制備pH值為12的堿性電解水30mL。(4)將步驟(3)中的所制備的電解水與步驟(2)中的沉淀混勻，并在震蕩水浴鍋中(轉速50rpm,溫度35°C)加熱2h,之后冷卻離心。(5)將步驟(4)中離心后所得上清液與4倍體積的95%乙醇混合，待沉淀析出完全后，離心，再沉淀干燥，得黃豆SDF，其含量為14. 8g/100g ;將步驟(4)中的沉淀用蒸餾水洗滌至中性，離心干燥得黃豆IDF，其含量為53. 7g/100g，總膳食纖維(DF)純度為74. 1%。實施例3(I)將豆柏粉碎后過80目篩后置于干燥器中備用。(2)稱取步驟(I)中的豆柏粉I. OOg于IOOmL燒杯中，向其中加入15mL 95%乙醇，混勻后靜置15min，離心，棄上清液。(3)用賽愛CE-7001型電解水生成器制備pH值為4的弱酸性電解水30mL。(4)將步驟(3)中的所制備的電解水與步驟(2)中的沉淀混勻，并在震蕩水浴鍋中(轉速50rpm,溫度35°C)加熱2h,之后冷卻離心。(5)將步驟(4)中離心后所得上清液與4倍體積的95%乙醇混合，待沉淀析出完全后，離心，再沉淀干燥，得黃豆SDF，其含量為5. 6g/100g ;將步驟(4)中的沉淀用蒸餾水洗滌至中性，離心干燥得黃豆IDF，其含量為62. 7g/100g，總膳食纖維純度為47. 6%。實施例4(I)將豆柏粉碎后過80目篩后置于干燥器中備用。(2)稱取步驟(I)中的豆柏粉I. OOg于IOOmL燒杯中，向其中加入15mL 95%乙醇，混勻后靜置15min，離心，棄上清液。(3)用賽愛CE-7001型電解水生成器制備pH值為10的堿性電解水30mL。(4)將步驟(3)中的所制備的電解水與步驟(2)中的沉淀混勻，并在震蕩水浴鍋中(轉速50rpm,溫度35°C)加熱2h,之后冷卻離心。(5)將步驟(4)中離心后所得上清液與4倍體積的95%乙醇混合，待沉淀析出完全后，離心，再沉淀干燥，得黃豆SDF，其含量為7. 0g/100g ;將步驟(4)中的沉淀用蒸餾水洗滌至中性，離心干燥得黃豆IDF，其含量為61g/100g，總膳食纖維純度為55. 6%。實施例5(I)將米糠粉碎后過80目篩后置于干燥器中備用。(2)稱取步驟(I)中的豆柏粉I. OOg于IOOmL燒杯中，向其中加入15mL 95%乙醇，混勻后靜置15min，離心，棄上清液。(3)用賽愛CE-7001型電解水生成器制備pH值為12的強堿性電解水30mL。(4)將步驟(3)中的所制備的電解水與步驟(2)中的沉淀混勻，并在震蕩水浴鍋中(轉速50rpm,溫度35°C)加熱2h,之后冷卻離心。(5)將步驟(4)中離心后所得上清液與4倍體積的95%乙醇混合，待沉淀析出完全后，離心，再沉淀干燥，得小米SDF，其含量為5. 4g/100g;將步驟(4)中的沉淀用蒸餾水洗滌至中性，離心干燥得小米IDF，其含量為63. 2g/100g，總膳食纖維純度為61. 7%。實施例6(I)將花生柏粉碎后過80目篩后置于干燥器中備用。
(2)稱取步驟(I)中的花生柏粉I. OOg于IOOmL燒杯中，向其中加入15mL 95%乙醇，混勻后靜置15min，離心，棄上清液。(3)用賽愛CE-7001型電解水生成器制備pH值為12的強堿性電解水30mL。(4)將步驟(3)中的所制備的電解水與步驟(2)中的沉淀混勻，并在震蕩水浴鍋中(轉速50rpm,溫度35°C)加熱2h,之后冷卻離心。(5)將步驟(4)中離心后所得上清液與4倍體積的95%乙醇混合，待沉淀析出完全后，離心，再沉淀干燥，得花生SDF，其含量為13. 9g/100g ;將步驟(4)中的沉淀用蒸餾水洗滌至中性，離心干燥得花生IDF，其含量為48. 4g/100g，總膳食纖維純度為87. 2%。實施例7(I)將文冠果果殼粉碎后過80目篩后置于干燥器中備用。(2)稱取步驟(I)中的果殼粉I. OOg于IOOmL燒杯中，向其中加入15mL 95%乙醇，混勻后靜置15min，離心，棄上清液。(3)用賽愛CE-7001型電解水生成器制備pH值為12的強堿性電解水30mL。(4)將步驟(3)中的所制備的電解水與步驟(2)中的沉淀混勻，并在震蕩水浴鍋中(轉速50rpm,溫度35°C)加熱2h,之后冷卻離心。(5)將步驟(4)中離心后所得上清液與4倍體積的95%乙醇混合，待沉淀析出完全后，離心，再沉淀干燥，得文冠果SDF，其含量為7. 5g/100g ;將步驟(4)中的沉淀用蒸餾水洗滌至中性，離心干燥得文冠果IDF，其含量為30. 2g/100g (文冠果果殼中本身膳食纖維的含量就沒有其他幾種原料高)，總膳食纖維純度為84. 8%。實施例8(I)將麥麩粉碎后過60目篩后置于干燥器中備用。(2)稱取步驟(I)中的麥麩粉I. OOg于IOOmL燒杯中，向其中加入12mL 78%乙醇，混勻后靜置20min，離心，棄上清液。(3)用賽愛CE-7001型電解水生成器制備pH值為8的堿性電解水50mL。(4)將步驟(3)中的所制備的電解水與步驟(2)中的沉淀混勻，并在震蕩水浴鍋中(轉速50rpm,溫度55°C)加熱3h,之后冷卻離心。(5)將步驟(4)中離心后所得上清液與5倍體積的78%乙醇混合，待沉淀析出完全后，離心，再沉淀干燥，得麥麩SDF，其含量為5. 2g/100g;將步驟(4)中的沉淀用蒸餾水洗滌至中性，離心干燥得麥麩IDF，其含量為40. 15g/100g (米糠本身的膳食纖維含量較低)，總膳食纖維純度為50. 75%。
實施例9(I)將豆柏粉碎后過100目篩后置于干燥器中備用。(2)稱取步驟(I)中的豆柏粉L OOg于IOOmL燒杯中，向其中加入18mL 100%乙醇，混勻后靜置5min，離心，棄上清液。(3)用賽愛CE-7001型電解水生成器制備pH值為12的堿性電解水20mL。(4)將步驟(3)中的所制備的電 解水與步驟(2)中的沉淀混勻，并在震蕩水浴鍋中(轉速50rpm,溫度25°C)加熱Ih,之后冷卻離心。(5)將步驟(4)中離心后所得上清液與3倍體積的100%乙醇混合，待沉淀析出完全后，離心，再沉淀干燥，得黃豆SDF，其含量為13. 5g/100g ;將步驟(4)中的沉淀用蒸餾水洗滌至中性，離心干燥得黃豆IDF，其含量為52. lg/100g，總膳食纖維純度為70. 6%。注本方法均在該實驗基礎上重復操作3次。對比例(I)將豆柏粉碎后過80目篩，置于干燥器中備用。(2)稱取步驟(I)中的豆柏粉I. OOg于IOOmL燒杯中，向其中加入15mL乙醇，混勻后靜置15min，離心，棄上清液。(3)配置濃度為10% (質量比)的NaOH 30mL，pH值為12與步驟(2)中的豆柏粉沉淀混合，并置于震蕩水浴鍋(轉速50rpm，溫度35°C)加熱2h，之后冷卻離心。(4)將步驟(3)中離心后所得上清液用4倍體積的95%乙醇混合，待沉淀析出完全后，離心，將沉淀干燥后得到黃豆SDF1，其含量為10. 8g/100g ;將步驟(3)中的沉淀物質用蒸餾水洗滌至中性后，離心干燥，得黃豆IDF1，其含量為42. 7g/100g，總膳食纖維純度為48. 6%。(5 )將步驟(4)、中所得的SDFl和IDFl，實施例2中的SDF和IDF混合均勻，在25°C條件下測定并比較其理化性質，見表I。(6)比較兩種處理所得總膳食纖維得率以及產品純度，見表2。(7)用傳統堿法所制得的總膳食纖維的量為53. 5g/100g，而用電解水提取的總膳食纖維量為68. 5g/100g。表I
~DF電解水處理10%Na0H處理~ 蒸餾水對照處理
持水力 g/g3.7322. 790I. 355
溶脹性 mL/gΓ84722 5注本實驗蒸餾水處理為空白對照，每種處理都在原基礎上重復操作3次。表 2
電解水處理 10%Na0H處理蒸館 水對照處理 SDF 得率 ％ Α8108 ΓΟΟ
權利要求
1.一種提取膳食纖維的方法，其特征在于，包括以下步驟 1)將電解水與含有膳食纖維的原材料混合，加熱，冷卻后離心； 2)取步驟I)離心得到的上清液與有機溶劑混合，待沉淀析出后離心，將沉淀物干燥，得到可溶性膳食纖維；取步驟I)離心得到的沉淀部分洗滌至中性后干燥，得到不溶性膳食纖維。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述含有膳食纖維的原材料為麥麩、豆柏、米糠、花生柏或文冠果果殼。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述電解水的pH值為2 12。
4.根據權利要求Γ3任意一項所述的方法，其特征在于，步驟I)中，含有膳食纖維的原材料與電解水的料液比為l:2(Tl:50。
5.根據權利要求f4任意一項所述的方法，其特征在于，步驟I)中，加熱的溫度為25 55°C，加熱的時間為I 3h。
6.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟2)中，上清液與其3飛倍體積的有機溶劑混合，所述有機溶劑為78°/Γ ΟΟ%的乙醇。
7.根據權利要求1飛任意一項所述的方法，其特征在于，在驟I)前，還包括將含有膳食纖維的原材料進行粉碎后過篩，干燥，浸泡和離心。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，將含有膳食纖維的原材料粉碎后過6(Γ100目篩，干燥后用有機溶劑浸泡，所述有機溶劑為78°/Γ ΟΟ%的乙醇。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，將含有膳食纖維的原材料干燥后浸泡5^20分鐘，含有膳食纖維的原材料與浸泡它的有機溶劑的料液比為I: l(Tl: 20。
10.權利要求Γ9任意一項所述方法提取得到的可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維。
全文摘要
本發明涉及一種提取膳食纖維的方法，包括1)將電解水與含有膳食纖維的原材料混合，加熱，冷卻后離心；2)取步驟1)離心得到的上清液與有機溶劑混合，待沉淀析出后離心，將沉淀物干燥，得到可溶性膳食纖維；取步驟1)離心得到的沉淀部分洗滌至中性后干燥，得到不溶性膳食纖維。本發明利用電解水提取膳食纖維，操作簡捷、成本低，以電解水代替傳統方法的NaOH溶液，電解水在提取完成后提取液變為中性，避免了環境污染；提取得到的膳食纖維比傳統的堿法產量高，同時制得的膳食纖維產品的純度也有大幅提升，纖維產品的持水力和膨脹性也更好，適合工業化生產。
文檔編號A23L1/308GK102871134SQ201210375438
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者李博生, 張嬌 申請人:北京林業大學