[发明专利]利用超高压提取菊芋菊糖及纳米膳食纤维的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从菊芋中提取菊糖和制备膳食纤维的方法，属食品领域。利用超高压技术提取菊芋中菊糖的方法，并且利用提取菊糖后剩余的残渣制备纳米膳食纤维。

背景技术

菊芋(Jerusa lemartickoke L.)别名洋姜、鬼子姜、地姜，为菊科向日葵属一年生草本植物。它的地下块茎细密、清脆，既可炒食，又可腌渍食用，还可晒干磨成粉代替一般植物淀粉。菊芋中含有丰富的菊糖，可以通过分离提取菊糖、低聚果糖等产品。菊糖主要是由β-(2→1)果糖基-果糖为糖苷键连接而成的一种果聚糖，其果糖基单位(即聚合度，DP)从2个到70个不等。菊糖具有超强增殖人体双歧杆菌的作用，是对人体有益的功能性物质，对于调节机体平衡、恢复胃肠道功能、促进新陈代谢、预防各种疾病、维护人体健康有着极为重要的作用，并且菊糖作为一种天然功能性食用多糖，具有水溶性膳食纤维和生物活性前体的生理功能，可以被应用于低热量、低糖、低脂食品中。

目前，国内外高度重视功能性食品添加剂菊糖的提取与应用，对菊糖的提取报道主要以水提取技术为主，也有超声波和微波辅助提取技术。应用高压技术提取天然物质中有效成分已有报道，但未见采用高压技术提取菊芋菊糖的报道。

提取菊糖后的菊芋残渣含有丰富的膳食纤维、矿物元素以及多酚类物质，而含有的蛋白质、脂肪和淀粉很少，适合进一步加工为具有抗氧化性的膳食纤维。但是目前提取菊糖后的菊芋残渣通常被废弃，造成资源的大量浪费。另一方面，采用水提取菊糖后的残渣中多酚类等热敏性的活性成分被高温破坏，失去了很多本该具有的生理活性功能。而超高压低温可以避免一些热敏性物质(如酚类化合物)的损失和破坏，较好的保留食品的某些生理活性功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种超高压快速提取菊芋中菊糖的方法，并且利用提取菊糖后的残渣制备纳米级的抗氧化膳食纤维。

本发明采用如下技术方案实现：一种利用超高压提取菊芋菊糖及纳米膳食纤维的方法，以新鲜的菊芋为原料，与水混合打浆后，转入到高压反应器中，按照料液比加入一定量的水，室温下浸泡一定时间后，在一定压力下，保持一定时间，卸压，经过滤，离心或者抽滤得到提取液，重复操作，合并两次滤液即得到菊糖的提取液，采用活性碳脱色，然后经过减压浓缩和喷雾干燥得到固体菊糖粉。

将提取菊糖后的残渣分别进行湿式超微粉碎和纳米球磨粉碎，经喷雾干燥后得到纳米级膳食纤维。

具体操作步骤如下：

a、将鲜菊芋与水按重量比1∶2打浆，然后转移到高压反应器中，加水至料液比为1∶10-1∶20得菊芋浆液；

b、将菊芋浆液室温下静置15-20分钟，然后加压力到200MPa-600MPa，保持3-10分钟后卸压；

c、将高压处理后得到的提取物渣浆分离得到菊糖提取液和残渣；

d、将残渣与水以质量比1∶5-1∶10混合，于高压反应器中按步骤b和c重复提取一次；

e、合并两次提取液；在提取液中加入新鲜菊芋质量0.5％-0.8％的活性炭脱色，过滤取滤液；

f、将滤液在50-60℃下减压浓缩制得菊糖浓缩液，减压压力0.01MPa-0.09MPa；

g、将菊糖浓缩液在120-200℃喷雾干燥，制成固体菊糖粉产品；

h、将提取菊糖后的残渣用胶体磨进行湿式超微粉碎，连续操作2-5次，得到微米级物料；

m、按质量比在微米级物料中加入0.3％-1％的蔗糖酯或山梨醇单硬脂酸酯，采用纳米球磨机粉碎5-12小时，喷雾干燥后得到纳米级膳食纤维。

本发明拓展了超高压的应用领域，提供了一种联合提取菊糖和制备纳米膳食纤维的新方法。具有得率较高，成本低，不滋生细菌的优点，可以解决传统水提取浸提温度高、浸提时间长和用水量大的问题。本发明提取的菊糖，精制后可以直接应用于功能性食品和药品领域。超高压设备在市场上均有销售，不存在技术瓶颈，容易实现工业化。超高压提取不但提高了菊糖的得率，而且可以保持原有成分的生理活性。因此利用提取菊糖后的菊芋残渣制备的膳食纤维，具有较高的抗氧化活性。整个工艺过程环境友好，无多余的固体废物排出，可以充分利用现有农业资源。

本发明的有益效果是：采用超高压技术在常温下浸提菊糖，一方面可以降低能耗，缩短浸提时间，减少浸提次数和水的用量，有利于提取液的进一步处理，同时减少废水排放；此外超高压还具有灭菌作用，可以简化生产工艺，降低生产成本。避免一些热敏性物质(如酚类化合物)的损失和破坏，较好的保留食品的某些生理活性功能。

具体实施方式

实施例1