人参高品质膳食纤维及其生产方法

摘要

本发明涉及人参高品质膳食纤维及其生产方法，属于保健食品加工技术。有机溶剂法提取人参皂苷及人参多糖后产生的人参残渣，采用超临界萃取-洗脱一步法进行脱溶、脱杂，然后湿法高温高压剪切功能化处理，制备高品质人参膳食纤维，使残渣中木质素、纤维素等大分子不溶性成分发生降解，生成具有良好膨胀性、持水性及吸脂性的高品质膳食纤维。本发明对溶剂法人参皂苷及人参多糖提取后残渣进行可食化处理，改善人参纤维的物性及加工性能，增强其生理活性，且反应条件温和，制取过程中原料无变性、无污染，提高人参资源利用效率。

说明书

技术领域

本发明属于保健食品加工技术。

背景技术

人参为五加科植物，多年生草本植物。中国自古以来就有取其根作为珍贵的食、药用材料，也称为人参。古称人参为黄精、地精、神草等。人参性平、味甘、微苦，微温。归脾、肺经。传统中医中药学认为人参大补元气、补脾益肺、安神益智，主治劳伤虚损、食少、倦怠、虚咳喘促、惊悸、健忘等证。现代医学研究认为人参具有调节神经功能、提高机体的适应性、保护心肌、双向调节血压、快速恢复体能、提高免疫力等作用。我国是人参生产及出口大国，人参产量占世界总产量的80-90%。人参主要加工成生晒参、红参、糖参作为生药直接入药，或用于提取人参皂苷、人参多糖。经分析人参中含有的皂苷及多糖类功效成分不足20%，其余为木质素、纤维素、淀粉、蛋白质等。亦即在提取人参皂苷及人参多糖的过程中尚有80%以上的人参成分未被充分利用，有待于进一步开发利用。目前，人参皂苷及人参多糖的提取几乎都采用有机溶剂法，消耗大量的乙醇、乙醚、碱等化学试剂，带来极大环境问题，而且产生的人参渣料。研究表明这部分人参渣料主要成分为人参木质素及纤维、蛋白质、淀粉，是生产高品质膳食纤维的良好原料。但是，由于残渣中存留大量有机溶剂，色泽、风味俱被严重破坏，只能废弃，造成人参这一宝贵资源的极大浪费。

发明内容

本发明提供一种人参高品质膳食纤维及其生产方法，以解决目前人参皂苷及人参多糖提取过程中造成人参资源利用率低、原料浪费严重等问题，提高人参这一珍惜资源的利用效率，创造更大的经济与社会效益。

本发明采取的技术方案是通过下列步骤得到的：

一、超临界萃取-水洗一步法进行脱溶、脱杂处理

有机溶剂法提取人参皂苷及人参多糖后的残渣自然风干，采用超临界CO₂萃取与水洗一步法脱除其中有机溶剂及异杂味物质，对原料进行纯化处理，操作条件为压力20MPa～50MPa，温度40℃～70℃，时间60～180min；当超临界CO₂萃取进行到总萃取时间的2/3时，通入纯净水继续进行萃取，纯净水通入量为待处理样的0.6-3倍（g/g）；纯化处理后的物料进行粉碎、粒度调整，使其可全部通过60-120目孔径筛；

二、湿法高温高压剪切、粉碎：

纯化后的物料加入纯净水，调整水分含量为30-60%，润渍20-40min，然后进行高压挤出剪切，压力9-20MPa、温度130℃～180℃，高温高压挤出剪切后的物料进行热风干燥或自然晾干，使其含水量小于12%，然后进行粉碎处理，所得粉状物粒度120-160目。

本发明对溶剂法人参皂苷及人参多糖提取后残渣进行可食化处理，改善人参纤维的物性及加工性能，增强其生理活性，且反应条件温和，制取过程中原料无变性、无污染，提高人参资源利用效率。

本发明获得的产品，即可作为营养强化剂添加到需要强化膳食纤维的食品中，也可作为保健食品直接食用。

本发明采用的超临界CO₂流体萃取与水洗一步法技术脱除有机溶剂、脱色脱异杂味多种作用，高效，低耗，无毒、无污染，无残留、操作方便，选择性好等优点，并可使生产连续化、自动化。湿法高温高压挤出剪切对物料进行物料碾揉、切割、熔融，使大分子木质素、纤维素等成分发生降解，可溶性成分增加，提高物料的膨胀力及持水力，改善其物性，生成具有特殊保健功能的高品质膳食纤维。

具体实施方式

实施例1

一、超临界萃取-水洗一步法进行脱溶、脱杂处理

有机溶剂法提取人参皂苷及人参多糖后的残渣自然风干，采用超临界CO₂萃取与水洗一步法脱除其中有机溶剂及异杂味物质，对原料进行纯化处理。操作条件为压力20MPa，温度70℃，时间180min；当超临界CO₂萃取进行到总萃取时间的2/3时，通入纯净水继续进行萃取，纯净水通入量为待处理样的0.6倍（g/g）；纯化处理后的物料进行粉碎、粒度调整，使其可全部通过60目孔径筛；

与传统方法相比，省水且操作简便，用水量仅为传统方法的10-50%。

二、湿法高温高压剪切、粉碎：

纯化后的物料加入纯净水，调整水分含量为30%，润渍40min，然后进行高压挤出剪切，压力9MPa、温度130℃。高温高压挤出剪切后的物料进行热风干燥或自然晾干，使其含水量小于12%，然后进行粉碎处理，所得粉状物粒度120目。

实施例2

一、超临界萃取-水洗一步法进行脱溶、脱杂处理

有机溶剂法提取人参皂苷及人参多糖后的残渣自然风干，采用超临界CO₂萃取与水洗复合法脱除其中有机溶剂及异杂味物质，对原料进行纯化处理。操作条件为压力35MPa，温度55℃，时间60min；当超临界CO₂萃取进行到总萃取时间的2/3时，通入纯净水继续进行萃取，纯净水通入量为待处理样的3倍（g/g）;纯化处理后的物料进行粉碎、粒度调整，使其可全部通过120目孔径筛;

二、湿法高温高压剪切、粉碎：

纯化后的物料加入纯净水，调整水分含量为60%，润渍20min，然后进行高压挤出剪切，压力14MPa、温度180℃。高温高压挤出剪切后的物料进行热风干燥或自然晾干，使其含水量小于12%，然后进行粉碎处理，所得粉状物粒度160目。

实施例3

一、超临界萃取-水洗一步法进行脱溶、脱杂处理

有机溶剂法提取人参皂苷及人参多糖后的残渣自然风干，采用超临界CO₂萃取与水洗复合法脱除其中有机溶剂及异杂味物质，对原料进行纯化处理。操作条件为压力50MPa，温度40℃，时间120min。当超临界CO₂萃取进行到总萃取时间的2/3时，通入纯净水继续进行萃取，纯净水通入量为待处理样的1.8倍（g/g）。纯化处理后的物料进行粉碎、粒度调整，使其可全部通过100目孔径筛。

二、湿法高温高压剪切、粉碎：

纯化后的物料加入纯净水，调整水分含量为45%，润渍30min，然后进行高压挤出剪切，压力20MPa、温度155℃。高温高压挤出剪切后的物料进行热风干燥或自然晾干，使其含水量小于12%，然后进行粉碎处理，所得粉状物粒度140目。

本发明按国家标准方法对膳食纤维的分子量进行检测，采用业内普遍采用的标准方法对产品的主要物性指标进行检测。

经检测产品的平均分子量小于10万，可溶性膳食纤维含量大于10%，对照样仅为1.3%；膨胀力（加水溶胀前后样品体积的增加幅度）大于6mL/g，是对照样的3.4倍；持水力（一定温度下样品对水的吸附保持能力）大于6g/g，是对照样的4.2倍；吸脂力（一定温度下样品对油脂的吸附保持能力）大于2g/g，是对照样的2.8倍；符合高品质膳食纤维物性要求。与单纯性其他植物膳食纤维相比，此发明生产的人参膳食纤维含有1-10%蛋白质、1-10%淀粉，食用安全无毒副作用，可长期食用，具有提高机体免疫力的功能。

本发明人参高品质膳食纤维提高机体免疫力功能试验及结果、结论：参照中国药典对人参高品质膳食纤维进行提高免疫力功能试验，试验时将人参高品质膳食纤维以蒸馏水配制成一定浓度口服给药。方法及结果、结论如下：取48只小鼠随机分成对照组（n=12）及人参高品质膳食纤4.0、2.0、1.0g/kg体重剂量组（n=12）。连续灌胃给药5d，于末次给药1h，尾静脉注射印度墨汁0.1mL/10g体重，于5min及15min从小鼠眼静脉取血0.025mL，加入0.1%碳酸钠溶液2mL中，摇匀，675nm处分光光度法测OD值；并立即处死，取肝、脾称重，计算K值、α值。另取小鼠48只，分组及给药方法、时间同上，处死动物，剖取脾脏和胸腺，称重，计算脏器指数。结果表明：与对照组相比，人参高品质膳食纤维4.0、2.0g/kg体重组可明显提高小鼠单核巨噬细胞的吞噬功能(P＜0.01，P＜0.05 )。人参高品质膳食纤维4.0、2.0g/kg体重组对小鼠的脾脏系数和胸腺系数均有明显升高趋势(P＜0.01，P＜0.05 )。结论：本发明人参高品质膳食纤维可明显提高小鼠免疫力，并有一定的量效关系。

 

表1 小鼠单核巨噬细胞的吞噬功能试验结果与分析（X±S）

组别与剂量动物数（只）K值α值对照组120.0214±0.01694.80±1.01人参高品质膳食纤维   4.0g/kg120.0567±0.0222**7.89±1.79**人参高品质膳食纤维   2.0g/kg120.0309±0.0211*6.42±1.77*人参高品质膳食纤维   1.0g/kg120.0269±0.01365.58±1.74

     与对照组比较，*P＜0.05，**P＜0.01。

表2  小鼠脾和胸腺系数变化实验结果与分析（X±S）

组别与剂量动物数（只）脾指数（mg/g体重）胸腺指数（mg/g体重）对照组125.02±1.033.79±1.28人参高品质膳食纤维 4.0g/kg128.23±1.12**7.38±1.22**人参高品质膳食纤维 2.0g/kg127.81±0.43*6.04±1.21*人参高品质膳食纤维 1.0g/kg125.60±1.384.25±0.46

         与对照组比较，*P＜0.05，**P＜0.01。

人参高品质膳食纤维给小鼠最大胃容量灌胃，通过多次给药，未引起动物出现明显的毒、副反应，无动物死亡,并且外观、行为活动、精神状态、食欲、大小便颜色、皮毛、呼吸、鼻、眼、口腔均无异常，体重变化也属正常生长，实验结束后处死动物，亦未发现组织脏器出现体积、颜色、质地的异常改变，因给药浓度及体积所限，未能测出人参高品质膳食纤维灌胃给药的LD50值，而测得其24小时最大给药量为20g/kg，相当临床用量的230倍，证明人参高品质膳食纤维食用安全。