[发明专利]一种热压蒸汽喷爆法辅助处理提取谷物种皮活性多糖的方法

说明书

技术领域

本发明属于农副产品精深加工技术领域，具体涉及一种采用热压蒸汽喷爆法辅助处理提取谷物种皮活性多糖的新方法。 

背景技术

我国是粮食生产大国，小麦、玉米、水稻等粮食原料在加工中不可避免产生大量的谷物种皮副产物。谷物种皮中富含可溶和不可溶的非淀粉多糖，是自然界中已知的最好的膳食纤维来源。作为粮食生产大国，我国有大量的谷物种皮资源可供利用，但受科技发展水平的限制，目前这些副产仍主要用作畜禽饲料和微生物发酵培养基，所富含的有效成分得不到有效利用，潜在价值难以发挥。 

近年来的研究表明，谷物来源的非淀粉、非纤维素多糖除具备膳食纤维通常的降血脂、通便、减肥功能外，还具有显著的抗氧化、抗肿瘤、降血糖等生理功能，而这些功能与其所含有的一种活性多糖-阿拉伯木聚糖(Arabinoxylan，以下简称AX)有关。该多糖是谷物籽粒中主要的膳食纤维类活性多糖，广泛存在于小麦、玉米、水稻、黑麦、高粱等多种谷物中。谷物的非胚乳组织，尤其是种皮，含有丰富的AX，如AX在小麦种皮细胞中的含量高达50％以上。 

然而，种皮中的AX与体系中的纤维素、木质素等存在较为复杂物理缠绕，并且在多糖、蛋白质之间还存在着以阿魏酰相连的共价键，常规热水提取或室温下的弱酸、弱碱提取率很低。一般需要借助于强碱性溶液破坏共价结合力，提高提取效率(张晓娜，王世平，周素梅，等.小麦麸皮阿拉伯木聚糖碱提工艺条件优化研究[J]核农学报，2008，22(1)：60-64)。此外，物理场或生物技术手段预处理也被用于促进可溶性多糖的溶出，如高压蒸煮、挤压、超声波及酶处理等(侯传伟，魏书信，王安建.双酶改性制备玉米皮水溶性膳食纤维的工艺[J].食品科学，2009，30(22)：119-121)。在这些提取方法中，碱提法由于成本低而被广泛采用，但提取过程中多糖分子结构遭到破坏，功能活性丧失严重，且产生大量的废液，对环境造成严重威胁。高压蒸煮、挤压、超声等物理预处理手段耗能高、效率低，产业化前景不容乐观。而酶法生产中，由于谷物种皮的结构特点，不利于酶与底物的作用，从而显示了水溶性多糖的溶出。综合来看，目前在谷物种皮活性多糖提取普遍存在得率低、成本高的问题，无法实现大规模的工业化生产。 

热压蒸汽爆破主要是利用高温高压蒸汽处理纤维基物料，并通过瞬间泄压，水分快速汽化达到爆破效果，实现对纤维基结构的破坏和组分分离作用。现有该技术的应用报道中，蒸汽爆破主要用于造纸及纤维乙醇的原料预处理上，有专利(CN102002516A)公布了一种谷物类淀粉质原料蒸汽爆破生产乙醇新方法。另外，在植物功能活性物质提取方面，有2项专利，分别公布了一种应用蒸汽爆破技术提取薯蓣皂素的方法(CN102336804A)，一种利用蒸汽爆破技术处理茶原料生产速溶茶粉的方法(CN102972557A)。本发明利用热压蒸汽喷爆对谷物种皮进行适当预处理，旨在促进谷物种皮中水溶性活性多糖的溶出，可以减 少强酸、强碱的使用，从产业未来发展来看可能达到节能减排、生态环保的作用。另外，本发明还与现已发布专利“固态汽爆制备膳食纤维的方法”(CN101933616A)在技术原理上有所不同。本技术发明涉及热压蒸汽喷爆技术是依靠热压蒸汽的注入与快速释放，达到汽化和膨胀做功的目的，进而实现对于纤维基质中纤维素、半纤维素、木质素，包括化学链联结的打断等；后者则通过对罐体加热、依靠物料原有水分的汽化增压、瞬间泄压达到膨化做功的目的，二者处理温度和压力有实质差别，前者可达到后者的1.5-2.5倍，因此对于结构致密、难溶性物质的破坏和溶解促进效果更为明显。 

本发明针对多年以来我国小麦加工副产物综合利用程度普遍较低、行业效益差的局面，利用资源丰富、价格廉价的谷物种皮原料，针对其富含非淀粉、非纤维素功能多糖的特点，引进热压喷爆技术，创造性发明了热压蒸汽喷爆法辅助处理提取谷物种皮活性多糖的方法。本发明成果对于提升我国粮食加工行业的经济效益、延伸产业链、促进谷物活性多糖的开发和利用具有重要意义。 

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、产业化可行的谷物种皮活性多糖的提取方法，核心是利用热压蒸汽喷爆技术辅助处理促进谷物种皮多糖的提取。 

本发明是通过下列技术方案实现的： 

(1)谷物种皮去淀粉和蛋白：其特征在于喷爆处理前将谷物种皮分散于水中，反复水洗、过筛，去除种皮夹带的胚乳及其中的淀粉、蛋白质。