一种利用沙棘果渣固态发酵制备膳食纤维的方法

技术领域

本发明涉及沙棘加工技术领域，具体涉及一种利用沙棘果渣固态发酵制备膳食纤维的方法。

背景技术

沙棘(Hippophae rhamnoides L.)别名醋柳、黄酸刺、酸刺柳等，是胡颓子科沙棘属野生植物。沙棘因富含多酚、黄酮、有机酸、维生素等生物活性物质，具有增强免疫力、消除疲劳、保护消化系统等生理功效。沙棘兼具药食特性，对沙棘资源的开发与日俱增。目前，对于沙棘产品的工艺研究集中于沙棘果粉、果浆、果油产品的技术开发，而对于果渣、果叶等加工副产物的开发利用研究不足，无法实现沙棘资源的综合利用。

将沙棘的果渣中成分进行分析，发现其含有超过50％的膳食纤维，比一般的水果的膳食纤维含量高，是较理想的膳食纤维源。膳食纤维(DF)具有防治冠心病、结肠癌、肥胖、糖尿病等多种疾病的功效，是许多低热量、低胆固醇保健食品的主要成分之一。膳食纤维依据溶解性不同，可分为可溶性膳食纤维(SDF)和不可溶性膳食纤维(IDF)，其中，可溶性膳食纤维的含量是衡量膳食纤维生理活性的重要指标。因此，提高膳食纤维中可溶性膳食纤维的含量，对提高其产品质量具有重要意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种利用沙棘果渣固态发酵制备膳食纤维的方法，通过对沙棘果渣膳食纤维进行改性，制备出优质的沙棘果渣膳食纤维，变废为宝，实现沙棘果渣的副产品的综合利用。

本发明的实施例提出了一种利用沙棘果渣固态发酵制备膳食纤维的方法，其包括以下步骤：

(1)将沙棘果渣预处理后，按照料液质量比1:20加入蒸馏水混匀，调节pH至4.0，得到沙棘果渣浆；

(2)将所述沙棘果渣浆加入质量分数1.0％纤维素酶、1.0％果胶酶、0.2％木聚糖酶和0.2％β-葡聚糖酶，超声酶解30min～1h，酶解温度55℃，超声功率250W，经高温灭酶，冷却至室温；

(3)将步骤(2)酶解后的沙棘果渣浆作为底物，接种发酵菌发酵处理，发酵温度37℃，pH为4.5，发酵时间20h；

(4)将步骤(3)发酵后的沙棘果渣浆烘干后研磨，再将其按照料液质量比1:20加入蒸馏水，在70℃温度环境中，超声功率250W，超声提取30min，提取后将其通过减压过滤，收集滤渣和滤液；

(5)将步骤(4)的滤液浓缩，再将制得的浓缩液按体积比加入1:10的95％乙醇，超声2h后将其静置8h，超声功率250W，弃上清液，制得浓缩的沉淀物，真空冷冻干燥，制得水溶性沙棘果渣膳食纤维；

(6)将步骤(4)的滤渣按照料液质量比1:20加入蒸馏水，混匀后，调节pH至4.0，再置于110℃水浴1h后过滤，将滤渣真空冷冻干燥，制得水不溶性沙棘果渣膳食纤维。

根据本发明实施例的一种利用沙棘果渣固态发酵制备膳食纤维的方法，该方法利用酶解和固态发酵结合对沙棘果渣膳食纤维进行改性，制备出优质的沙棘果渣膳食纤维，变废为宝，实现沙棘果渣的副产品利用综合利用，制备工艺简单，且加工过程无有毒有害物质产生，不但可以最大限度的保留所制得的沙棘果渣膳食纤维的生物活性，还具有较高的安全性。

可选地，所述发酵菌为1:1嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌。

可选地，所述发酵菌的接种量按照沙棘果渣浆质量分数的3.5％。

可选地，纤维素酶酶活力为40000U/g，果胶酶酶活力为80000U/g，木聚糖酶酶活力为40000U/g，β-葡聚糖酶酶活力为10000U/g。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为根据本发明实施例与对比例的SDF及IDF含量对比图；

图2为根据本发明实施例与对比例的抗氧化活性对比图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解，本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤；还应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

为了更好的理解上述技术方案，下面更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明采用的试材皆为普通市售品，皆可于市场购得。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

(1)原料预处理：将去杂后的果渣干燥、粉碎、过80目筛。果渣和蒸馏水按照料液质量比1:20混匀，调节pH至4.0，制得沙棘果渣浆，备用。

(2)超声酶解：将步骤(1)制备好的沙棘果渣浆按照质量分数加入1.0％纤维素酶、1.0％果胶酶、0.2％木聚糖酶、0.2％β-葡聚糖酶，在超声辅助环境下酶解，酶解反应时间1h，酶解温度55℃，超声功率250W；经高温灭酶，冷却至室温。其中，纤维素酶酶活力为40000U/g，果胶酶酶活力为80000U/g，木聚糖酶酶活力为40000U/g，β-葡聚糖酶酶活力为10000U/g。

(3)固态发酵：将步骤(2)酶解后的沙棘果渣浆为底物，接种1:1嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌，总接种量按照沙棘果渣浆质量分数的3.5％，发酵温度37℃，pH为4.5，发酵时间20h。

(4)提取膳食纤维：将步骤(3)发酵后的沙棘果渣浆于55℃烘干后研磨，再将其按照料液质量比1:20加入蒸馏水，在70℃温度环境中，超声功率250W，超声提取30min。提取后将其通过减压过滤，收集滤渣和滤液，备用。

(5)制得水溶性沙棘果渣膳食纤维：将步骤(4)的滤液通过旋转蒸馏法将其浓缩，再将制得的浓缩液按体积比加入1:10的95％乙醇，超声功率250W，超声2h后将其静置8h，弃上清液，制得浓缩的沉淀物，真空冷冻干燥制得水溶性沙棘果渣膳食纤维。

(6)制得水不溶性沙棘果渣膳食纤维：将步骤(4)制备好的滤渣按照料液质量比1:20加入蒸馏水，混匀后，调节pH至4.0，再置于110℃水浴1h后过滤，将滤渣真空冷冻干燥，制得水不溶性沙棘果渣膳食纤维。

实施例2

(1)原料预处理：将去杂后的果渣干燥、粉碎、过80目筛。果渣和蒸馏水按照料液质量比1:20混匀，调节pH至4.0，制得沙棘果渣浆，备用。

(2)超声酶解：将步骤(1)制备好的沙棘果渣浆按照质量分数加入1.0％纤维素酶、1.0％果胶酶、0.2％木聚糖酶、0.2％β-葡聚糖酶，在超声辅助环境下酶解，酶解反应时间1h，酶解温度55℃，超声功率250W；经高温灭酶，冷却至室温。其中，纤维素酶酶活力为40000U/g，果胶酶酶活力为80000U/g，木聚糖酶酶活力为40000U/g，β-葡聚糖酶酶活力为10000U/g。

(3)固态发酵：将步骤(2)酶解后的沙棘果渣浆为底物，接种酵母菌，按照沙棘果渣浆质量分数的3.5％，发酵温度37℃，pH为4.5，发酵时间20h。

(4)提取膳食纤维：将步骤(3)发酵后的沙棘果渣浆于55℃烘干后研磨，再将其按照料液质量比1:20加入蒸馏水，在70℃温度环境中，超声功率250W，超声提取30min。提取后将其通过减压过滤，收集滤渣和滤液，备用。

(5)制得水溶性沙棘果渣膳食纤维：将步骤(4)的滤液通过旋转蒸馏法将其浓缩，再将制得的浓缩液按体积比加入1:10的95％乙醇，超声功率250W，超声2h后将其静置8h，弃上清液，制得浓缩的沉淀物，真空冷冻干燥制得水溶性沙棘果渣膳食纤维。

(6)制得水不溶性沙棘果渣膳食纤维：将步骤(4)制备好的滤渣按照料液质量比1:20加入蒸馏水，混匀后，调节pH至4.0，再置于110℃水浴1h后过滤，将滤渣真空冷冻干燥，制得水不溶性沙棘果渣膳食纤维。

对比例

(1)原料预处理：将去杂后的果渣干燥、粉碎、过80目筛。果渣和蒸馏水按照料液质量比1:20混匀，调节pH至4.0，制得沙棘果渣浆，备用。

(2)超声酶解：将步骤(1)制备好的沙棘果渣浆按照质量分数加入1.0％纤维素酶、1.0％果胶酶、0.2％木聚糖酶、0.2％β-葡聚糖酶，在超声辅助环境下酶解，酶解反应时间1h，酶解温度55℃，超声功率250W；经高温灭酶，冷却至室温。其中，纤维素酶酶活力为40000U/g，果胶酶酶活力为80000U/g，木聚糖酶酶活力为40000U/g，β-葡聚糖酶酶活力为10000U/g。

(3)提取膳食纤维：将步骤(2)超声酶解后的沙棘果渣浆通过减压过滤，收集滤渣和滤液，备用。

(4)制得水溶性沙棘果渣膳食纤维：将步骤(3)的滤液通过旋转蒸馏法将其浓缩，再将制得的浓缩液按体积比加入1:10的95％乙醇，超声功率250W，超声2h后将其静置8h，弃上清液，制得浓缩的沉淀物，真空冷冻干燥制得水溶性沙棘果渣膳食纤维。

(5)制得水不溶性沙棘果渣膳食纤维：将步骤(3)制备好的滤渣按照料液质量比1:20加入蒸馏水，混匀后，调节pH至4.0，再置于110℃水浴1h后过滤，将滤渣真空冷冻干燥，制得水不溶性沙棘果渣膳食纤维。

试验例

对实施例1、实施例2、对比例获得的产品进行性能测试。

结果如图1所示，对比实施例和对比例可知，利用超声酶解和固态发酵配合可提高沙棘果渣的可溶性膳食纤维含量，并且在固态发酵时，对比实施例1和实施例2可知，采用嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌进行发酵处理可进一步地提高沙棘果渣的可溶性膳食纤维含量。

对实施例1、实施例2和对比例获得的膳食纤维进行DPPH自由基清除实验、ABTS自由基清除实验、羟基自由基清除实验。

(1)DPPH自由基清除实验：不同浓度的样品溶液与等体积0.2mmol/L DPPH乙醇溶液混合，室温避光反应30min，在517nm波长下测定吸光值(A

清除率(％)＝[1-(A

(2)ABTS自由基清除实验：将5m L 7mmol/L ABTS溶液与88m L 40mmol/L过硫酸钾溶液混合，室温避光储存12h，采用乙醇稀释至734nm处吸光度值为0.7±0.02，配制成ABTS试剂。0.4m L不同浓度的样品溶液与3.6m L ABTS试剂混合，室温避光反应6min，在734nm波长下测定吸光值(B

清除率(％)＝[1-(B

(3)羟基自由基清除实验：1m L不同浓度的样品溶液中依次加入0.5m L 9mmol/L硫酸亚铁溶液、1m L 9mmol/L水杨酸乙醇溶液、1m L 4.4mmol/L双氧水和2m L蒸馏水，混匀后于37℃水浴反应30min，在510nm波长下测定吸光值(C

清除率(％)＝[1-(C

结果如图2所示，沙棘果渣水溶性膳食纤维和沙棘果渣水不溶性膳食纤维中DPPH、ABTS和-OH自由基清除能力IC

根据本发明的实施例，通过对沙棘果渣膳食纤维进行改性，制备出优质的沙棘果渣膳食纤维的方法，变废为宝，实现沙棘果渣的副产品利用综合利用。本发明优势在于：制备工艺简单，且加工过程无有毒有害物质产生，不但可以最大限度的保留所制得的沙棘果渣膳食纤维的生物活性，还具有较高的安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。