一種擠壓膨化輔助酶解提取米糠中可溶性膳食纖維的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于農產品加工及貯藏工程領域，具體涉及一種擠壓膨化輔助酶解提取米糠中可溶性膳食纖維的方法。
【背景技術】
[0002]米糠是稻谷深加工中的高附加值副產品，含有人體必需的多種氨基酸、不飽和脂肪酸、膳食纖維及生理功能活性物質，對人體健康有很大的好處。在我國，每年生產約一千萬噸米糠。然而現階段，米糠大多被用作飼料或被遺棄，資源有效利用率及產品附加值極低，資源未能得到充分利用。
[0003]膳食纖維，是一類含有植物碳水化合物聚合物的混合物，通常來自于谷物、豆類、蔬菜和水果中。根據膳食纖維的溶解性，膳食纖維可以分為可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維。可溶性膳食纖維指的是不被人體消化道酶消化，但可以溶于熱水且其水溶液能被4倍體積的乙醇再沉淀的膳食纖維。
[0004]近年來，隨著生活水平的提高，人們在飲食習慣上發生了很大的變化，食物越發精細，開始缺乏膳食纖維，從而引起了各種疾病，如便秘、肥胖癥、糖尿病等。膳食纖維之所以越來越受重視，是因為其具有較強的持水、持油能力，能螯合消化道中的膽固醇、重金屬等，阻止致癌物的產生，并促進腸的蠕動，利于廢物的排出，減少人體對有害物質的吸收。這些功能特性可以有效防治糖尿病、心血管疾病，同時預防肥胖、降壓降血脂、降低腸癌發病率等。
[0005]擠壓膨化技術是一種新型的食品加工技術，與其他常見的傳統處理方法相比，擠壓膨化技術有著熱動態效率高、生產成本低、營養損失小、產品質量高、無廢水廢氣等優點。擠壓膨化技術是將物料在擠壓膨化機內經過高溫高壓處理，瞬間釋放至常溫常壓條件，使物料的內部結構和性質發生變化的過程。
[0006]目前，現有的提取米糠中可溶性膳食纖維的方法中，有的提取膳食纖維量較少，有的費用較高，有的設備工序較繁瑣，不便于大量生產和提取，且成本較高。
【發明內容】
[0007]本發明針對上述問題，提供了一種應用范圍廣、成本較低、實用性高的擠壓膨化輔助酶解提取米糠中可溶性膳食纖維的方法。
[0008]為實現上述目的，本發明的技術方案如下:
[0009]—種擠壓膨化輔助酶解提取米糠中可溶性膳食纖維的方法，包括如下步驟:
[0010]a)物料前處理:選用新鮮米糠，將米糠粉碎并過篩篩選；
[0011]b)擠壓膨化處理:對粉碎后的米糠進行擠壓膨化處理，待擠壓膨化后的米糠冷卻至室溫后，進行進一步粉碎；
[0012]c)酶解:將擠壓膨化處理并進一步粉碎后的米糠加入到沸水中，米糠與沸水的重量體積比為1:50，攪拌均勻，待冷卻至室溫后，加入質量百分比為1.0%?2.5%的耐高溫淀粉酶，進行酶解反應；
[0013]d)滅酶:對酶解后的米糠進行滅酶，然后冷卻到室溫；
[0014]e)提取上清液:加入質量體積比為0.6 %?1.2 %的NaOH溶液45?55ml，攪拌均勻后放入恒溫水浴鍋中處理，取出后冷卻至室溫，離心后得到上清液；
[0015]f)沉淀烘干:用上清液4倍體積的無水乙醇沉淀，離心得到沉淀物，將沉淀物烘干后，得到可溶性膳食纖維。
[0016]步驟a)中，所述過篩篩選采用過40目篩篩選。
[0017]步驟b)中，采用雙螺桿擠壓膨化機對粉碎后的米糠進行擠壓膨化處理，擠壓膨化條件為:米糠含水量10%?30%，擠出溫度110?150°C，螺桿轉速150?250r/min。
[0018]步驟c)中，所述耐高溫淀粉酶為α -淀粉酶。
[0019]步驟c)中，酶解條件為酶解溫度70°C?90°C、酶解pH 6.0?8.0、酶解時間30min ?150mino
[0020]步驟d)中，滅酶條件為在100°C?105°C溫度下加熱lOmin?15min。
[0021]步驟e)中，放入75°C?85°C恒溫水浴鍋中處理50min?60min。
[0022]步驟e)中，離心轉速為4000?4500r/min,離心時間為20min?25min。
[0023]步驟f)中，離心轉速為4000?4500r/min，離心時間為5min?lOmin。
[0024]本發明的有益效果在于:
[0025]本發明提供的擠壓膨化輔助酶解提取米糠中可溶性膳食纖維的方法與其他傳統方法比較，經過高溫短時擠壓膨化處理，物料在擠壓機腔筒內受到強烈的剪切作用，部分纖維素大分子轉化成可溶性小分子，不溶性膳食纖維組分會斷裂部分連接鍵，轉變成較小的可溶性分子。擠壓輔助酶解法提取可溶性膳食纖維，其提取率高于酶解法提取可溶性膳食纖維。通過本發明方法提取全脂米糠可溶性膳食纖維，提取率可達20 %以上，明顯高于未經擠壓膨化處理的米糠。可溶性膳食纖維比例的提高，更能滿足人體的生理需要。該方法應用范圍廣、成本較低、實用性高，實現了米糠高附加值產物的綜合利用。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明采用擠壓膨化輔助酶解法提取可溶性膳食纖維的方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0028]本發明的擠壓膨化輔助酶解提取米糠中可溶性膳食纖維的方法，包括如下步驟:
[0029]a)物料前處理:選用新鮮米糠，將米糠粉碎并過篩篩選。所述過篩篩選優選采用過40目篩篩選；
[0030]b)擠壓膨化處理:對粉碎后的米糠進行擠壓膨化處理，待擠壓膨化后的米糠冷卻至室溫后，進行進一步粉碎。步驟b)中，優選采用雙螺桿擠壓膨化機對粉碎后的米糠進行擠壓膨化處理，其中，擠壓膨化條件為:米糠含水量10%?30%，擠出溫度110?150°C，螺桿轉速150?250r/min ；
[0031 ] 雙螺桿擠壓膨化機的加工變量包括物料含水量、擠出溫度、螺桿轉速等。利用擠壓膨化技術生產的產品，其產品質量相差很大，這取決于加工變量。其中，物料含水量決定了物料能否被正常擠壓，若含水量過低，那么物料可能會由于粘度過高，堆積在擠壓膨化腔中，隨著擠壓腔溫度的升高發生美拉德反應，氧化和聚合產生黑色素，導致米糠發生褐變；如果含水率過高，那么物料可能由于過高的含水量，導致擠壓不易成型，影響擠壓膨化品質。故本發明的米糠含水量控制在10%?30%。
[0032]適當的高溫能促進熔融、斷裂不溶性的大分子物質，讓網狀結構的親水基團暴露數量增多，加快不溶性纖維裂解為可溶性小分子的速度，增加其可溶性成分。但擠出溫度過高則會破壞物料本身的組織及結構，同時物料也容易在擠壓機內呈現焦糊、結塊的狀態，故本發明的擠出溫度控制在110?150°C。
[0033]螺桿轉速影響物料在擠壓腔的機械能輸入、物料滯留時間和熱傳導率，通常螺桿轉速設定在100?300r/min的范圍內。也可根據不同的加工條件，合理選擇螺桿轉速。
[0034]c)酶解:將擠壓膨化處理并進一步粉碎后的米糠加入到沸水中。米糠與沸水的重量體積比為1:50，攪拌均勻，待冷卻至室溫后，加入質量百分比為1.0%?2.5%的耐高溫淀粉酶，進行酶解反應。其中，耐高溫淀粉酶優選為α-淀粉酶，酶解條件為酶解溫度70°C ?90°C、酶解 pH 6.0 ?8.0、酶解時間 30min ?150min。
[0035]d)滅酶:對酶解后的米糠進行滅酶，然后冷卻到室溫，滅酶條件為在100 °C?105°C溫度下加熱lOmin?15min。
[0036]e)提取上清液:加入質量體積比為0.6 %?1.2 %的NaOH溶液45?55ml，攪拌均勻后放入75 °C?85 °C恒溫水浴鍋中處理50min?60min，取出后冷卻至室溫，離心后得到上清液。其中，離心轉速為4000?4500r/min,離心時間為2