[发明专利]一种挤压制备硫酸酯化水溶性膳食纤维的方法

说明书

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，涉及一种避免大量使用有机溶剂条件下硫酸酯化膳食纤维的制备方法。

背景技术

我国是苹果生产大国，果汁在加工过程中会产生大量的苹果渣。据报道苹果渣中膳食纤维高达60～80％，是制备膳食纤维的良好原料。膳食纤维定义为由十个或十个以上单糖组成的多糖聚合物，且不被人体内源消化酶消化吸收，在人类大肠中会发生部分或全部发酵。从结构上讲，膳食纤维是以单糖(葡萄糖、半乳糖、甘露糖和阿拉伯糖等)为基本单元构成的大分子有机化合物及其衍生物，在其残糖基上存在大量羟基和其它官能团，可进行甲基化、酯化和醚化等多种衍生化反应。硫酸酯化多糖具有一些生理活性而受到人们的关注，向多糖链上引入硫酸基之后，形成了聚阴离子化合物，增加了分子质量，使多糖的立体构象发生变化，进而产生如抗氧化、抗病毒、抑菌等作用。常见的多糖硫酸酯化方法包括：浓硫酸法、三氧化硫-吡啶法、氯磺酸-吡啶法等，采用比较多的是氯磺酸-吡啶法，该方法中使用的吡啶是一种有毒且恶臭的物质，对人的皮肤、粘膜、神经系统有强烈的刺激作用。

目前对于硫酸酯化方法有诸多改进，例如西华大学蒋珍菊等(硫酸-氯磺酸混酸酯化壳聚糖研究，化学研究与应用，2005，17，1004-1656)采用硫酸-氯磺酸混酸酯化壳聚糖，但氯磺酸反应非常剧烈，操作条件苛刻。公开号为CN101665542A的中国专利公开了一种硫酸酯化多糖的制备方法，由多糖先经硅烷基化反应制备硅烷基化多糖，制得硅烷基化多糖再经硫酸酯化反应制备得到硫酸酯化多糖。公开号为CN101792494A的中国专利公开了一种硫酸酯化壳聚糖的制备方法，通过冷冻干燥后硫酸酯化壳聚糖在干燥加热条件下进行硫酸酯化反应，制备过程完全不使用有机溶剂。反应挤出是以挤压系统作为连续化反应器，在螺杆挤出机内同时存在着物理和化学反应，从而为物料的改性提供了高效可控的反应场所。公开号为CN 102558371A的中国专利公开了一种十二烯基琥珀酸淀粉酯的挤压制备方法，但是未见有挤压法制备硫酸酯化膳食纤维的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种挤压制备硫酸酯化水溶性膳食纤维的方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

(1)向苹果膳食纤维中加入氨基磺酸饱和水溶液以及浓硫酸(98％浓硫酸，密度1.84g/mL)后搅拌均匀，然后静置0.5～3h，静置后进行挤压处理(完成酯化反应)，将挤压处理后的产物烘干，得苹果膳食纤维改性产物(即改性苹果膳食纤维)；氨基磺酸与苹果膳食纤维的质量比为0.15:10～0.73:10，浓硫酸与苹果膳食纤维的质量比为0.92:10～9.20:10；

(2)将苹果膳食纤维改性产物与蒸馏水搅拌混合均匀后用2～4mol/L氢氧化钠水溶液调节pH值为碱性，苹果膳食纤维改性产物与蒸馏水的质量比为1:5～1:20，然后在50～60℃水浴中浸提1～2h，浸提结束后抽滤并收集滤液，向滤液中加入1～3倍体积的95％乙醇并静置过夜，然后抽滤并收集滤渣(水提醇沉)，将滤渣烘干后复溶于蒸馏水并装入透析袋中，然后用蒸馏水透析2～4天，然后向透析液(指透析袋内的液体)中加入1～3倍体积的95％乙醇并静置过夜，然后离心并收集沉淀，将沉淀真空干燥，得到硫酸酯化水溶性膳食纤维(命名为ASDF)。

所述挤压处理是在螺杆转速为450～850r/min的螺杆挤压机中进行。

所述真空干燥的条件为：干燥时间为3～4h，干燥温度为40～50℃，真空度为0.6～0.8MPa。

苹果膳食纤维改性产物与蒸馏水搅拌混合均匀后用2～4mol/L氢氧化钠水溶液调节pH值为9.0～11.0。

所述苹果膳食纤维的制备方法包括以下步骤：将苹果渣与蒸馏水搅拌混合均匀后用2～4mol/L氢氧化钠水溶液调节pH为9～13得混合物，苹果渣与蒸馏水的质量比为1:8～1:10，向混合物中加入蒸馏水体积2～4％的双氧水，然后于60～70℃保温1～2h，然后用流水洗涤至中性，洗涤后依次经烘干、粉碎以及过筛，得苹果膳食纤维。

所述烘干的温度均为50～90℃；所述过筛采用20～80目筛。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

1.本发明选择氨基磺酸-浓硫酸作为硫酸酯化的复合酯化剂，偶联螺杆挤压技术改性苹果膳食纤维，经过螺杆挤压机挤压后，再经过干燥、提取、醇沉、复溶、透析而制得具有良好生物活性的硫酸酯化水溶性膳食纤维。

2.本发明采用的氨基磺酸具有不挥发、无臭味、对人体毒性极小的优点，相比常用的酯化剂氯磺酸、三氧化硫等更为安全。