[发明专利]一种利用挤压辅助酶解小麦麸皮制备低聚木糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用挤压辅助酶解小麦麸皮制备低聚木糖的方法，具体地说是属于农副产品开发、功能性食品添加剂和营养保健技术领域。

背景技术

麦麸是小麦加工后的副产品，具有营养丰富，价格低廉等优点。目前麦麸大多用作饲料和酿造辅料，价格便宜，经济利用价值不高，而麦麸中含有大量可利用的生理活性膳食纤维，其中的纤维素和半纤维素，是优质的膳食纤维来源，作为饲料组分的经济价值已经明显下降，在国外已有许多文献报道小麦麸皮作为人类的膳食纤维对人体健康十分有益。近年来，对小麦麸皮的研究主要集中在麦麸的生理活性物质上，如木聚糖和阿魏酸的提取。木聚糖是植物半纤维的主要成分，其主链由吡喃木糖基通过β-D-(1，4)-糖苷键连接构成，L-阿拉伯糖、D-葡萄糖、D-半乳糖以及甲基、乙酰基等构成支链。不同原料木聚糖的含量以及所带之链的类型和取代度不同。小麦麸皮主要由细胞壁多糖组成，富含半纤维素，其中阿拉伯木聚糖占40％，在木聚糖骨架链上木糖残基的0-3、0-2和0-2位上通常被阿拉伯糖取代。

小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。由小麦麸皮制备的低聚糖具有某些独特的生物活性。研究发现，低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，因此可用作双歧杆菌生长因子并应用于食品中；同时，由于其具有的低热性能，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。另外，利用低聚糖的表面活性，能够吸附肠道中的有毒物质提高抗病能力。低聚木糖更是功能性低聚糖中的佼佼者，与其他功能性低聚糖相比，具有很多优点：(1)有效剂量低，仅为0.7g/d；(2)酸热稳定性好，可用于酸性饮料；(3)选择性高，仅促进双歧杆菌等有益菌增殖。

低聚木糖是木聚糖的水解产物，属国际新型低聚糖类产品，以其功效强而受到业内人士的关注。国外对于低聚木糖进行了许多研究，主要集中在对小麦面粉中的低聚木糖以及其对小麦品质的影响进行研究，对于麸皮的研究则较少。美国、日本近年来将功能食品称之为21世纪食品，其研究开发十分活跃。日本七十年代已经研制，在八十年代开始工业化生产。目前，其年产量已超过1500t。低聚木糖的研究在国内仍处于研究阶段。1997年蔡静平等报道了真菌分解玉米芯生产低聚木糖的研究。1999-2003年吴克、洪枫、杨瑞金等公开发表了制备低聚木糖的研究结果。我国最大的低聚木糖生产厂家是山东龙力生物科技有限公司。该公司以玉米心为原料，生产功能性低聚木糖。国内对于麸皮中低聚木糖的提取的研究报道较少。

目前生产低聚木糖一般采用阿拉伯木聚糖酶，但由于多糖被阿魏酸交联，因此，采用单一酶酶解效率很低。所以，现行工艺是在酶解前将原料用碱处理以打断阿魏酸的交联，而后再采用阿拉伯木聚糖酶降解多糖。该工艺的缺点是工艺较复杂，污染环境，产品颜色深(木聚糖碱处理后褐变)，同时丢弃了阿魏酸。低聚木糖是由2-8个木糖以β-1，4糖苷键连接而成的功能性低聚糖，其主要有效成分为木二糖、木三糖和木四糖，因此制备低聚木糖应选择内切木聚糖酶活力相对较高的木聚糖酶。还要考虑木聚糖含有许多不同的取代基，选用的木聚糖酶应具有水解特定底物中木聚糖的能力。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种利用挤压辅助酶解小麦麸皮制备低聚木糖的方法，能提高了小麦麸皮的利用价值，实现小麦麸皮的有效增值和利用，所制备的低聚木糖是一种生理活性卓越的功能性低聚糖，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，对人体健康十分有益。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明利用挤压辅助酶解小麦麸皮制备低聚木糖的方法采用以下工艺步骤：

1、小麦麸皮进行筛理，除去杂质和部分淀粉，进行粉碎，以通过30目-50目筛为准；

2、取粉碎后的麸皮加入水，利用超声波处理，麸皮与水的重量比例为：1∶6～1∶16；

3、利用α-淀粉酶酶解除去小麦麸皮中的淀粉：先用盐酸溶液调节pH值：5～7，接着加入α-淀粉酶，淀粉酶的作用条件：时间为：15～30min，温度为：95℃～100℃，体系中酶浓度为：0.3～0.5ml/L，底物浓度为：100～150g/L；

4、利用蛋白酶去除小麦麸皮中的蛋白质：上述悬浮液冷却至40～50℃，利用氢氧化钠调节pH值：8～9.0，再加入碱性蛋白酶，蛋白酶的作用条件为：时间为：120min～150min，温度为：50℃～60℃，pH值为：8～9，酶浓度为：0.50～0.70g/L，底物浓度为：100～150g/L；