一种酶法提取豆渣中不可溶性膳食纤维的工艺

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本发明公开了一种酶法提取豆渣中不可溶性膳食纤维的工艺，工艺流程包括：豆渣→烘干→粉碎→过筛→加水→加缓冲液→加蛋白酶→灭酶→加α-淀粉酶→灭酶→离心过滤→洗涤滤渣→滤渣烘干至恒重。本发明综合考虑pH值、底物浓度、粉碎程度、酶的使用条件及酶的使用量等对提取率影响的因素，本发明使得豆渣资源得到合理利用，减少了豆子废弃造成的环境污染；并且通过灰分的测定实验结果说明，酶法提取得到的不可溶性膳食纤维纯度高，灰分含量仅为2.8％左右。

1.一种酶法提取豆渣中不可溶性膳食纤维的工艺，其特征在于，其包括如下步骤：(1)将豆渣烘干粉碎得到豆渣粉；(2)向每克豆渣粉中加入蒸馏水5～7ml以及PH6.5～7.0的磷酸缓冲液5～7ml，得到豆渣浆；(3)向豆渣浆中加入中性蛋白酶进行第一次酶解，中性蛋白酶的加入量为步骤(1)所述豆渣粉:中性蛋白酶＝1g:0.7～1mg，得到第一酶解豆渣浆；(4)对第一酶解豆渣浆进行第一次灭酶处理，得到第一灭酶豆渣浆；(5)向第一灭酶豆渣浆中加入耐热α-淀粉酶进行第二次酶解，耐热α-淀粉酶的加入量为步骤(1)所述豆渣粉:耐热α-淀粉酶＝1g:10～20μl，得到第二酶解豆渣浆；(6)对第二酶解豆渣浆进行第二次灭酶处理，得到第二灭酶豆渣浆；(7)对第二灭酶豆渣浆进行离心分离，过滤后取滤渣，将滤渣洗涤并烘干后，得到所述豆渣中的不可溶性膳食纤维。 2.如权利要求书1所述酶法提取豆渣中不可溶性膳食纤维的工艺，其特征在于，步骤(1)所述豆渣粉为过80～120目筛所得粉末。 3.如权利要求书1所述酶法提取豆渣中不可溶性膳食纤维的工艺，其特征在于，步骤(2)所述磷酸缓冲液的配制方法如下：取0.2moL/mL的磷酸二氢钾250mL，加118mL的0.2moL/mL氢氧化钠溶液，再用水稀释至1000mL。 4.如权利要求书1所述酶法提取豆渣中不可溶性膳食纤维的工艺，其特征在于，所述中性蛋白酶的酶活为25～75U/mg。 5.如权利要求书1所述酶法提取豆渣中不可溶性膳食纤维的工艺，其特征在于，所述耐热α-淀粉酶的酶活为200～400U/mL。

技术领域

本发明涉及食品深加工技术领域，具体涉及一种酶法提取豆渣中不可溶性膳食纤维的工 艺。

背景技术

膳食纤维是指不能被人体利用的多糖，人类的胃肠道中消化酶无法消化膳食纤维，故其 不易被人体吸收。这类多糖主要来自植物细胞壁的复合碳水化合物，也可称之为非淀粉多糖， 即非α-葡聚糖的多糖。它分为可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维。膳食纤维的营养价值越 来越受到人们的关注，对其研究也越来越深入，现在膳食纤维是人们公认的继蛋白质、碳水 化合物、脂肪、维生素、矿物质和水这六大营养素之后的第七类营养素。

中国是大豆的故乡，拥有悠久的大豆种植历史，现在每年都有大量的大豆用于各种豆制 品、油料的生产。豆渣是豆制品加工工艺过程中的副产品，每年由于大豆加工行业加工生产 而产生的湿豆渣达到2000万吨，这些豆渣都作为饲料用于喂猪或者直接废弃，到夏天豆渣又 会发酸发臭，这使得豆渣不仅成为一种被浪费的资源，同时还造成了环境污染。

豆渣中富含膳食纤维及蛋白质、维生素等营养成分，在安全性上也无问题，价格低廉， 膳食纤维含量高。有研究指出，大豆豆渣在开发功能性食品的应用和分离提取豆渣中的膳食 纤维具有广阔前景。

豆渣中含有的不可溶性膳食纤维高于可溶性膳食纤维，因此，在豆渣中提取不可溶性膳 食纤维的产业化研究依然具有一定的价值。对不可溶性膳食纤维的提取工艺研究中，在酶法 方面的研究相对较少，更多的是对于化学法方面的研究。对豆渣中提取不可溶性膳食纤维的 相关研究远比豆渣中提取可溶性膳食纤维的工艺少，相关的研究报道于文献也较少。

采用现有技术进行提取时，无法综合考虑提取过程中的pH值、底物浓度、粉碎程度、 酶的使用条件及酶的使用量等对提取率影响的因素，以及，无法较为彻底的使不可溶性膳食 纤维与可溶性膳食纤维分离，所提取的不可溶性膳食纤维纯度较低。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种高效率、高纯度的酶法提取豆渣中不可溶性膳食 纤维的工艺，综合考虑提取过程中的pH值、底物浓度、粉碎程度、酶的使用条件及酶的使 用量等对提取率影响的因素，使不可溶性膳食纤维的提取技术，具备产业化前景。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种酶法提取豆渣中不可溶性膳食纤维的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将豆渣烘干粉碎得到豆渣粉；

(2)向每克豆渣粉中加入蒸馏水5～7ml以及PH6.5～7.0的磷酸缓冲液5～7ml，得到豆渣 浆；

(3)向豆渣浆中加入中性蛋白酶进行第一次酶解，中性蛋白酶的加入量为步骤(1)所 述豆渣粉:中性蛋白酶＝1g:0.7～1mg，得到第一酶解豆渣浆；

(4)对第一酶解豆渣浆进行第一次灭酶处理，得到第一灭酶豆渣浆；

(5)向第一灭酶豆渣浆中加入耐热α-淀粉酶进行第二次酶解，耐热α-淀粉酶的加入量为 步骤(1)所述豆渣粉:耐热α-淀粉酶＝1g:10～20μl，得到第二酶解豆渣浆；

(6)对第二酶解豆渣浆进行第二次灭酶处理，得到第二灭酶豆渣浆；

(7)对第二灭酶豆渣浆进行离心分离，过滤后取滤渣，将滤渣洗涤并烘干后，得到不可 溶性膳食纤维。

所述豆渣粉为过80～120目筛所得粉末。

所述磷酸缓冲液的配制方法如下：取0.2moL/mL的磷酸二氢钾250mL，加118mL的 0.2moL/mL氢氧化钠溶液，再用水稀释至1000mL。

所述中性蛋白酶的酶活为25～75U/mg

所述耐热α-淀粉酶的酶活为200～400U/mL

与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：

本发明公开的酶法提取豆渣中不可溶性膳食纤维的工艺，其主要工艺流程简洁。科学、 易于操作和控制，包括：豆渣→烘干→粉碎→过筛→加水→加缓冲液→加蛋白酶→灭酶→加 α-淀粉酶→灭酶→离心过滤→洗涤滤渣→滤渣烘干至恒重。

本发明综合考虑了提取过程中的pH值、底物浓度、粉碎程度、酶的使用条件及酶的使 用量等对提取率影响的因素，获得了科学、高效、简洁、易于操作可产业化的工艺技术，本 发明使得豆渣资源得到合理利用，减少了豆子废弃造成的环境污染；本发明获得的制品，通 过灰分的测定实验结果说明，此酶法提取得到的不可溶性膳食纤维纯度高，灰分含量仅为 2.8％左右，其纯度是传统技术提取的2倍以上。

附图说明

图1为实施例1蛋白酶加入量对提取率的影响曲线图，图中横坐标为蛋白酶加入量，纵 坐标为提取率。

图2为实施例1α-淀粉酶加入量对提取率的影响曲线图，图中横坐标为α-淀粉酶加入量， 纵坐标为提取率。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例所用到的试剂如下：

利用上述试剂按照如下方法配制成溶液：

(1)0.05mol/LMES—TRIS缓冲液：

称取4.3021gMES和2.6928gTRIS，用374mL水溶解，再用6mol/L的氢氧化钠调节 pH＝8.17(配制时温度25℃，采用内插法计算得)，加水稀释至440mL。

(2)中性蛋白酶溶液：

用0.05mol/LMES—TRIS缓冲液配成50mg/mL的中性蛋白酶溶液，现配现用，对应的 酶活为2500U/mL。

(3)PH＝6.8的磷酸缓冲液：

取0.2moL/mL的磷酸二氢钾250mL，加118mL的0.2moL/mL氢氧化钠溶液，用水稀释 至1000mL。

本实施例的酶法提取豆渣中不可溶性膳食纤维的工艺，包括如下步骤：

(1)将豆渣于75℃下烘干过夜，粉碎，过50目筛，得到豆渣粉；

(2)称取3.00g的豆渣粉(M1)，加入20.00mL蒸馏水和20.00mLpH＝6.8的磷酸缓冲液， 得到豆渣浆；

(3)向豆渣浆加入50.4μl用MES—TRIS缓冲液配成50mg/mL的中性蛋白酶溶液，在 50℃恒温水浴中进行第一次酶解1.5h，得到第一酶解豆渣浆；本步骤将特定的中性蛋白酶的 加入是将豆渣中蛋白质进行酶解，若酶解不彻底，则提取物中将含有蛋白质，因此，蛋白酶 的酶解作用不仅影响工艺的提取率，还影响提取得到的不可溶性膳食纤维的纯度。

(4)对第一酶解豆渣浆在85℃条件下进行第一次灭酶处理10min，第一灭酶豆渣浆；

(5)向第一灭酶豆渣浆中加入51.0μl耐热α-淀粉酶，在70℃恒温水浴中进行第二次酶 解1.5h，得到第二酶解豆渣浆；

(6)将第二酶解豆渣浆煮沸10min进行第二灭酶处理，得到第二灭酶豆渣浆；

(7)使用高速离心机3000r/min对第二灭酶豆渣浆进行离心分离，用恒重滤纸(质量M2) 进行过滤，将过滤后的滤纸及滤渣一起在70℃下烘干至恒重(M3)，得到所述豆渣中不可溶性 膳食纤维。

1、特定中性蛋白酶和耐热α-淀粉酶加入量对提取率的影响

1.1、试验方法

称取8份3.00g的豆渣粉进行试验，将8组试验分别编号为①②③④⑤⑥⑦⑧，各组试 验除了步骤(3)和步骤(5)的条件不同外，其余步骤均一致。

对于步骤(3)，编号为①②③④的试验依次按42U/g、84U/g、126U/g和168U/g的加 入量分别加入中性蛋白酶；编号为⑤⑥⑦⑧的试验均按42U/g的加入量加入中性蛋白酶。

对于步骤(5)，编号为①②③④的试验均按42U/g的加入量加入耐热α-淀粉酶；编号为 ⑤⑥⑦⑧的试验依次按5U/g、10U/g、15U/g和20U/g的加入量分别加入耐热α-淀粉酶。

最后，按照公式：计算提取率，式中：M1为样品质量，单位为克(g)；M2为滤纸质量，单位为克(g)；M3为恒重后滤纸与滤渣的总质量，单位为克(g)。

1.2结果分析

1.2.1、蛋白酶加入量对提取率的影响结果分析

如图1所示，提取率随着蛋白酶的加入量的增加，先缓慢提高，当酶量加入量到达84U/g 后，提取率随着蛋白酶加入量的增加而迅速提高，蛋白酶加入量为126U/g时提取率最大，随 后随着蛋白酶加入量的增加，提取率降低。

1.2.2、α-淀粉酶加入量对提取率的影响结果分析

如图2所示，随着α-淀粉酶加入量的增加，提取率先提高，α-淀粉酶加入量为10U/g时 提取率最大，达到86.6％，然后随着α-淀粉酶加入量的增加，提取率开始降低。

2、确定最佳提取工艺条件的正交实验

正交实验选择豆渣粉的粒度(A)、蛋白酶加入量(B)和α-淀粉酶加入量(C)三个因素，以 提取率作为指标，进行三因素三水平的正交实验，正交实验因素水平表如表2所示。

每个试验号称取3.0000g豆渣粉样品，各组试验除了豆渣粉的粒度(A)、蛋白酶加入量(B) 和α-淀粉酶加入量(C)的其余工艺参数均与实施例1相同，实验结果如表3所示。

表2正交实验因素水平表

表3正交实验结果及分析

从表3得出，最佳提取工艺条件为第一组组合A1B1C1，即粉碎度选择过50目筛，蛋白 酶加入量为42U/g，α-淀粉酶加入量为5U/g。该提取工艺条件对应的提取率达到83.6％。再 从极差R值分析知道，三个因素对提取率的影响主次顺序是：α-淀粉酶量>粉碎程度>蛋白酶 量。

3、提取得到的不可溶性膳食纤维的灰分含量

3.1、灰分含量的测定方法

称取3份3.00g过50目筛的豆渣粉样品，按本实施例所述工艺步骤进行实验，实验中蛋 白酶酶加入量为84U/g，α-淀粉酶酶加入量为10U/g。将获得的3份不可溶性膳食纤维粗提取 物各称取1.0000g作为样品，按照《GB50094-2010食品安全国家标准食品中灰分的测定》 进行灰分的测定。

3.2、结果分析

灰分含量的测定结果如表4所示。

表4不可溶性膳食纤维中灰分含量的测定

从表4得出，由本发明工艺提取得到的不可溶性膳食纤维中灰分含量较低，总体上杂质含 量约2.8％左右，说明不可溶性膳食纤维中杂质含量较少，不可溶性膳食纤维的纯度是传统技 术提取的2倍以上。

实施例2

一种酶法提取豆渣中不可溶性膳食纤维的工艺，包括如下步骤：

(1)将豆渣烘干粉碎得到豆渣粉；

(2)向每克豆渣粉中加入蒸馏水5ml以及PH6.5的磷酸缓冲液5ml，得到豆渣浆；

(3)向豆渣浆中加入中性蛋白酶进行第一次酶解，中性蛋白酶的加入量为步骤(1)所 述豆渣粉:中性蛋白酶＝1g:0.7mg，得到第一酶解豆渣浆；

(4)对第一酶解豆渣浆进行第一次灭酶处理，得到第一灭酶豆渣浆；

(5)向第一灭酶豆渣浆中加入耐热α-淀粉酶进行第二次酶解，耐热α-淀粉酶的加入量为 步骤(1)所述豆渣粉:耐热α-淀粉酶＝1g:10μl，得到第二酶解豆渣浆；

(6)对第二酶解豆渣浆进行第二次灭酶处理，得到第二灭酶豆渣浆；

(7)对第二灭酶豆渣浆进行离心分离，过滤后取滤渣，将滤渣洗涤并烘干后，得到所述 豆渣中不可溶性膳食纤维。

步骤(1)所述豆渣粉为过80目筛所得粉末。

中性蛋白酶的酶活为25U/mg

耐热α-淀粉酶的酶活为200U/mL。

实施例3

一种酶法提取豆渣中不可溶性膳食纤维的工艺，包括如下步骤：

(1)将豆渣烘干粉碎得到豆渣粉；

(2)向每克豆渣粉中加入蒸馏水7ml以及PH7.0的磷酸缓冲液7ml，得到豆渣浆；

(3)向豆渣浆中加入中性蛋白酶进行第一次酶解，中性蛋白酶的加入量为步骤(1)所 述豆渣粉:中性蛋白酶＝1g:1mg，得到第一酶解豆渣浆；

(4)对第一酶解豆渣浆进行第一次灭酶处理，得到第一灭酶豆渣浆；

(5)向第一灭酶豆渣浆中加入耐热α-淀粉酶进行第二次酶解，耐热α-淀粉酶的加入量为 步骤(1)所述豆渣粉:耐热α-淀粉酶＝1g:20μl，得到第二酶解豆渣浆；

(6)对第二酶解豆渣浆进行第二次灭酶处理，得到第二灭酶豆渣浆；

(7)对第二灭酶豆渣浆进行离心分离，过滤后取滤渣，将滤渣洗涤并烘干后，得到所述 豆渣中不可溶性膳食纤维。

步骤(1)所述豆渣粉为过120目筛所得粉末。

中性蛋白酶的酶活为75U/mg

耐热α-淀粉酶的酶活为400U/mL。

实施例4

一种酶法提取豆渣中不可溶性膳食纤维的工艺，包括如下步骤：

(1)将豆渣烘干粉碎得到豆渣粉；

(2)向每克豆渣粉中加入蒸馏水6ml以及PH6.7的磷酸缓冲液6ml，得到豆渣浆；

(3)向豆渣浆中加入中性蛋白酶进行第一次酶解，中性蛋白酶的加入量为步骤(1)所 述豆渣粉:中性蛋白酶＝1g:0.9mg，得到第一酶解豆渣浆；

(4)对第一酶解豆渣浆进行第一次灭酶处理，得到第一灭酶豆渣浆；

(5)向第一灭酶豆渣浆中加入耐热α-淀粉酶进行第二次酶解，耐热α-淀粉酶的加入量为 步骤(1)所述豆渣粉:耐热α-淀粉酶＝1g:15μl，得到第二酶解豆渣浆；

(6)对第二酶解豆渣浆进行第二次灭酶处理，得到第二灭酶豆渣浆；

(7)对第二灭酶豆渣浆进行离心分离，过滤后取滤渣，将滤渣洗涤并烘干后，得到所述 豆渣中不可溶性膳食纤维。

步骤(1)所述豆渣粉为过100目筛所得粉末。

中性蛋白酶的酶活为45U/mg

耐热α-淀粉酶的酶活为280U/mL。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，其他采用类似的步骤 及方式的实施例，不再一一陈述。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限 制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前 提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本 发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

本文标签： 豆渣可溶性膳食中不纤维