一种从小麦麸皮中提取阿拉伯木聚糖和蛋白质纤维的方法

摘要

本发明公开了一种从小麦麸皮中提取阿拉伯木聚糖和蛋白质纤维的方法，属于食品加工领域，提取方法主要包括如下步骤：小麦麸皮初步粉碎，乙醇预处理后，离心所得不溶物，经挤干机初步挤干后，再经超微粉碎，利用复合酶和重力作用，灭酶，上清液和沉淀进行分离，得到富含阿拉伯木聚糖的混合液，上清液经浓缩，有机溶剂沉淀、浓缩干燥得到富含阿拉伯木聚糖的产品，沉淀物真空干燥得到蛋白纤维产品。本发明提供的方法能从粮食加工副产物麸皮中提取附加值高的阿拉伯木聚糖，提取过程中的副产物可作为动物饲料使用，增加了产品的附加值，提高了粮食加工企业的经济效益。

说明书

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种从小麦麸皮中提取阿拉伯木聚糖和蛋白质纤维的方法。

背景技术

小麦作为人类膳食的主要原料，所具有的营养主要集中在小麦的皮层，即麸皮中，因此麸皮作为保健食品的原料越来越受到人们的重视，我国小麦年产量已超过1亿吨，每年加工出来的小麦麸皮达到2000万吨以上，而其中85%以上都用于酿造和饲料行业，极少有麸皮类的保健食品。麸皮中含有丰富的酶系、蛋白质、碳水化合物、维生素和矿物质等，来源充足且价格低廉，如能充分利用，将具有显著的经济效益和社会效益。

麦麸皮中富含纤维素和半纤维素，是制备低聚糖的良好资源。戊聚糖对面团性质具有明显的作用并影响到面包的烘焙品质，小麦中的戊聚糖主要存在于小麦麸皮中，小麦麸皮中约含20%左右的戊聚糖。因此，以小麦麸皮为原料制备戊聚糖，并将其开发为面包添加剂，具有很好的开发前景。除此之外，戊聚糖具有高粘度氧化胶凝等性质，还可以作为增稠剂和保湿剂应用于食品行业。

阿拉伯木聚糖具有良好的双歧杆菌增殖效果和低热性能以及良好的表面活性，因此制备的阿拉伯木聚糖可用作双歧杆菌生长因子并应用于食品中。降低胆固醇，抑制癌细胞的生产和活性，同时，由于其所具有的低热性能，属难消化糖，可作为糖尿病、肥胖病、高血脂等病人的理想糖源，开发降低餐后血糖的食品是阿拉伯木聚糖的一个研究去向。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、效果较好的从小麦麸皮中提取阿拉伯木聚糖和蛋白质纤维的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种从小麦麸皮中提取阿拉伯木聚糖和蛋白质纤维的方法，包括以下步骤：

（1）小麦麸皮粉碎至30~50目，在60~65℃下用乙醇冲洗干净，离心得到固体，经挤干机挤干，得到预处理后的小麦麸皮；

 （2）将步骤（1）处理得到的小麦麸皮利用超微粉碎机粉碎成400~500目，加入水，水的加入质量为小麦麸皮的10~15倍，搅拌成悬浮液；

（3）将步骤（2）制的悬浮液，调节pH值为4.0~7.0，悬浮液温度维持在30~60℃，向悬浮液中加入复合酶，复合酶的加入量为小麦麸皮质量的1~10%，复合酶是由木聚糖酶和纤维素酶组成，木聚糖酶和纤维素酶的质量比1:2~5，搅拌下反应1~1.5小时得到酶解液；

（4）步骤（3）中得到的酶解液加热到80~100℃、保持30~60min，然后将酶解液加入到沉降罐，进行重力沉降，在30~60℃下沉降8~10h，得到沉淀和上清液；

（5）取步骤（4）中上清液的3/5~4/5，浓缩，浓缩温度40~50℃，使浓缩后浓缩液中的固体物的浓度控制在20%~30%；

（6）对步骤（5）所得的浓缩液中加入乙醇，得到混合溶液，混合溶液中乙醇的质量分数在65%以上，温度控制在5~15℃，然后离心分离得到沉淀物，将沉淀物在50~60℃下真空干燥，得到阿拉伯木聚糖产品；

（7）步骤（4）中的沉淀经离心、真空干燥得到蛋白质纤维。

所述步骤（7）得到的蛋白质纤维经气流干燥，温度控制在80~100℃，可得到水分在14%以下蛋白纤维产品。

所述步骤（1）中所用乙醇的体积分数不小于60%。

所述步骤（6）所用乙醇的体积分数在90%以上。

 本发明产生的有益效果是，采用复合酶和重力的协同作用对小麦麸皮进行水解，重力作用过程中，未被破坏活性极少量的复合酶进一步对纤维素和大分子的戊聚糖进行分解成分子相对较低的阿拉伯木聚糖；本发明提取的阿拉伯木聚糖的产品的含水量在10%以下、纯度在50%以上，蛋白质纤维产品中含水量在10~14%、蛋白质纤维的含量为30~40%；提高了粮食加工产品的附加值，增加了经济效益。 

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1

如图1所示，一种从小麦麸皮中提取阿拉伯木聚糖和蛋白质纤维的方法，包括以下步骤：（1）小麦麸皮粉碎至30目，在60℃下用乙醇（体积分数为60%）冲洗，乙醇每小时的用量为小麦麸皮体积的15倍，冲洗2.5h，离心得到固体，经挤干机挤干，得到预处理后的小麦麸皮；

 （2）将步骤（1）处理得到的小麦麸皮利用超微粉碎机粉碎成400~500目，加入水，水的加入质量为小麦麸皮质量的10倍，搅拌成悬浮液；

 （3）将步骤（2）制备的悬浮液，调节pH值为4.0，悬浮液温度控制在30℃，向悬浮液中加入复合酶，复合酶的加入量为小麦麸皮质量的1%，复合酶是由木聚糖酶和纤维素酶组成，木聚糖酶和纤维素酶的质量比1:2，搅拌下反应1小时得到酶解液；

（4）步骤（3）中得到的酶解液加热到80℃、保持60min，然后将酶解液加入到沉降罐，进行重力沉降，在30℃下沉降8h，得到沉淀和上清液；

（5）取步骤（4）中上清液的3/5，浓缩，浓缩温度40℃，浓缩后浓缩液中的固体物的质量浓度为20%；

（6）对步骤（5）所得的浓缩液中加入乙醇（体积分数为90%），得到混合溶液，混合溶液中乙醇的质量分数为65%，温度控制在5℃，然后离心分离得到沉淀物，将沉淀物在在50℃下真空干燥，得到阿拉伯木聚糖产品；

（7）步骤（4）中的沉淀经离心、80℃下真空干燥得到蛋白质纤维产品。

本实施例中制备得到的阿拉伯木聚糖产品中阿拉伯木聚糖的含量为50%，含水量6%；蛋白质纤维产品中含水量10%，蛋白质纤维的含量为30%。

 实施例2

如图1所示，一种从小麦麸皮中提取阿拉伯木聚糖和蛋白质纤维的方法，包括以下步骤：（1）小麦麸皮粉碎至50目，在65℃下用乙醇（体积分数为70%）冲洗，乙醇每小时的用量为小麦麸皮体积的20倍，冲洗2h，离心得到固体，经挤干机挤干，得到预处理后的小麦麸皮；

（2）将步骤（1）处理得到的小麦麸皮利用超微粉碎机粉碎成500目，加入水，水的加入质量为小麦麸皮质量的10~15倍，搅拌成悬浮液；

（3）将步骤（2）制备的悬浮液，调节pH值为7.0，悬浮液温度维持在60℃，向悬浮液中加入复合酶，复合酶的加入量为小麦麸皮质量的10%，复合酶是由木聚糖酶和纤维素酶组成，木聚糖酶和纤维素酶的质量比1: 5，搅拌下反应1.5小时得到酶解液；

（4）步骤（3）中得到的酶解液加热到100℃、保持30min，然后将酶解液加入到沉降罐，进行重力沉降，在温度60℃下沉降10h，得到沉淀和上清液；

 （5）取步骤（4）中上清液的4/5，浓缩，浓缩温度50℃，浓缩后浓缩液中的固体物的质量浓度为30%；

（6）对步骤（5）所得的浓缩液中加入乙醇（体积分数为95%），得到混合溶液，混合溶液中乙醇的质量分数为70%，温度控制在15℃，离心分离得到沉淀物，将沉淀物在在60℃下真空干燥，得到阿拉伯木聚糖产品；

（7）步骤（4）中的沉淀经离心、80℃下真空干燥得到蛋白质纤维产品。

本实施例中制备得到的阿拉伯木聚糖产品中阿拉伯木聚糖的含量为60%，含水量10%；蛋白质纤维产品中含水量14%，蛋白质纤维的含量为40%。

 实施例3

一种从小麦麸皮中提取阿拉伯木聚糖和蛋白质纤维的方法，包括以下步骤：（1）小麦麸皮粉碎至40目，在62℃下用乙醇（体积分数为80%）冲洗，乙醇每小时的用量为小麦麸皮体积的18倍，冲洗2.2h，离心得到固体，经挤干机挤干，得到预处理后的小麦麸皮原料；

 （2）将步骤（1）处理得到的小麦麸皮利用超微粉碎机粉碎成450目，加入水，水的加入质量为小麦麸皮质量的12倍，搅拌成悬浮液；

 （3）将步骤（2）制备的悬浮液，调节pH值为5.5，悬浮液温度维持在45℃，向悬浮液中加入复合酶，复合酶的加入量为小麦麸皮质量的5%，复合酶是由木聚糖酶和纤维素酶组成，木聚糖酶和纤维素酶的质量比1:3.5，搅拌下反应1.2小时得到酶解液；

（4）步骤（3）中得到的酶解液加热到90℃、保持45min，然后将酶解液加入到沉降罐，进行重力沉降，在45℃下沉降9h，得到沉淀和上清液；

 （5）取步骤（4）中上清液的70%，浓缩，浓缩温度45℃，浓缩后浓缩液中的固体物的浓度为25%；

（6）对步骤（5）所得的浓缩液中加入无水乙醇，得到混合溶液，混合溶液中乙醇的质量分数为75%，温度控制在10℃，离心分离得到沉淀物，将沉淀物在55℃下真空干燥，得到阿拉伯木聚糖产品；

（7）步骤（4）中的沉淀经离心、80℃下真空干燥得到蛋白质纤维产品。

本实施例中制备得到的阿拉伯木聚糖产品中阿拉伯木聚糖的含量为55%，含水量8%；蛋白质纤维产品中含水量12%，蛋白质纤维的含量为35%。

 实施例4

如图1所示，一种从小麦麸皮中提取阿拉伯木聚糖和蛋白质纤维的方法，包括以下步骤：（1）小麦麸皮粉碎至45目，在63℃下用乙醇（体积分数为90%）冲洗，乙醇每小时的用量为小麦麸皮体积的17倍，冲洗2.2h，离心得到固体，经挤干机挤干，得到预处理后的小麦麸皮；

（2）将步骤（1）处理得到的小麦麸皮利用超微粉碎机粉碎成420目，加入水，水的加入质量为小麦麸皮质量的13倍，搅拌成悬浮液；

 （3）将步骤（2）制备的悬浮液，调节pH值为5.0，悬浮液温度保持在40℃，向悬浮液中加入复合酶，复合酶的加入量为小麦麸皮质量的3%，复合酶是由木聚糖酶和纤维素酶组成，木聚糖酶和纤维素酶的质量比1:4，搅拌下反应1.3小时得到酶解液；

（4）步骤（3）中得到的酶解液加热到90℃、保持40min，然后将酶解液加入到沉降罐，进行重力沉降，在温度40℃下沉降8h，得到沉淀和上清液；

 （5）取步骤（4）中上清液的3/5，浓缩，浓缩温度42℃，使浓缩后浓缩液中的固体物的浓度为20%；

（6）对步骤（5）所得的浓缩液中加入乙醇（体积分数为95%），得到混合溶液，混合溶液中乙醇的质量分数为69%，温度控制在15℃，离心分离得到沉淀物，将沉淀物在在52℃下真空干燥，得到阿拉伯木聚糖产品；

（7）步骤（4）中的沉淀经离心、90℃下真空干燥得到蛋白质纤维产品。

本实施例中制备得到的阿拉伯木聚糖产品中阿拉伯木聚糖的含量为53%，含水量7%；蛋白质纤维产品中含水量11%，蛋白质纤维的含量为33%。

 实施例5

如图1所示，一种从小麦麸皮中提取阿拉伯木聚糖和蛋白质纤维的方法，包括以下步骤：

（1）小麦麸皮粉碎至30目，在65℃下用乙醇（体积分数为90%）冲洗，乙醇每小时的用量为小麦麸皮体积的20倍，冲洗2.5h，离心得到固体，经挤干机挤干，得到预处理后的小麦麸皮；

（2）将步骤（1）处理得到的小麦麸皮利用超微粉碎机粉碎成400目，加入水，水的加入量为小麦麸皮质量的15倍，搅拌成悬浮液；

（3）将步骤（2）制备的悬浮液，调节pH值为6.0，悬浮液温度维持在50℃，向悬浮液中加入复合酶，复合酶的加入量为小麦麸皮质量的8%，复合酶是由木聚糖酶和纤维素酶组成，木聚糖酶和纤维素酶的质量比1:3，搅拌下反应1.5小时得到酶解液；

（4）步骤（3）中得到的酶解液加热到85℃、保持30min，然后将酶解液加入沉降罐，进行重力沉降，在温度60℃下沉降8h，得到沉淀和上清液；

 （5）取步骤（4）中上清液的4/5，浓缩，浓缩温度50℃，浓缩后浓缩液中的固体物的浓度为30%；

（6）对步骤（5）所得的浓缩液中加入乙醇（体积分数为93%），得到混合溶液，混合溶液中乙醇的质量分数为71%，温度控制在12℃，离心分离得到沉淀物，将沉淀物在在50℃下真空干燥，得到阿拉伯木聚糖产品；

（7）步骤（4）中的沉淀经离心、100℃下真空干燥得到蛋白质纤维产品。

本实施例制备的阿拉伯木聚糖的产品的含水量7%、阿拉伯木聚糖的含量为53%，蛋白质纤维产品中含水量在13%、蛋白质纤维的含量为33%。