[发明专利]一种联合超声波辅助酶解和微生物发酵麸皮制备阿魏酸的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种联合超声波辅助酶解和微生物发酵麸皮制备阿魏酸的工艺，属生物化工领域。

背景技术

小麦麸皮是小麦制粉过程中的副产物，在我国小麦麸皮的年产量可达2000万吨以上，但开发利用的很少，只是作为饲料原料而利用，主要原因时由于其食感、口味不佳，所以无法食用；根据相关研究报道，小麦麸皮中阿魏酸的质量分数为0.4%～0.7%；副产物利用已经引起国内外的关注，如果能将小麦麸皮这一粮食加工副产物进行加工利用，将会对环境和经济做出贡献。

近年来对阿魏酸的研究已引起国内外普遍的关注。阿魏酸(Ferulic Acid)是有机酚酸，是桂皮酸的衍生物之一，阿魏酸现在已经是国际公认的天然抗氧化剂，近几年在药理药效方面的研究发现了许多阿魏酸及衍生物的药理作用和生物活性，阿魏酸的防癌作用也得到了极高的认知度，不仅将其应用于医药领域，还广泛应用在食品、保健品、化妆品等领域；阿魏酸的主要生理功能有抗氧化性、抗菌消炎、降血脂、抗血栓、抗突变、防冠心病和防癌等；阿魏酸除了广泛应用在医药领域外，一些国家已批准将将其作为食品添加剂应用于食品领域，主要用作制备防腐保鲜剂、食品交联剂等。目前阿魏酸的制备方法主要包括从植物材料中提取和生物合成法，其中从植物材料中提取主要包括碱法、酶法、超声波、微波、超临界萃取等方法。

近年来的研究发现，阿魏酸是小麦麸皮中含量最高的酚酸，在植物细胞的细胞壁中它主要通过酯键与多糖和木质素交联，或自身酯化或醚化形成二阿魏酸，提取难度较大，现有提取技术提取率一般较低，一般不足80%，且提取成本较高，制约着利用小麦麸皮提取阿魏酸的工业化生产，因此，建立一套效率较高、成本较低、安全可行的小麦麸皮总阿魏酸开发利用途径，为小麦麸皮的进一步资源化利用提供新的途径，对增加小麦的经济附加值，充分发挥我国小麦的产业优势具有重要的意义。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种联合超声波辅助酶解和微生物发酵麸皮制备阿魏酸的工艺，该工艺提取工艺简单、易于大规模工业化生产，有助于解决目前存在的麸皮提取阿魏酸工艺复杂、成本较高、提取率较低的问题。

本发明上述目的是通过以下技术方案予以实现的：

本发明提供一种联合超声波辅助酶解和微生物发酵麸皮制备阿魏酸的工艺，其特征在于具体包括以下步骤：

（1）麸皮预处理：将麸皮粉碎，过100目筛，以料液质量比1:5～10的量加入蒸馏水，加热灭酶，得麸皮悬浮液；

（2）超声波辅助酶解去淀粉：调整麸皮悬浮液的pH至5.5～7.5，按麸皮质量比3～5%的比例加入α-淀粉酶，在超声波辅助作用下酶解，酶解温度70～80℃，超声功率300W，期间采用搅拌机匀速搅拌，利用碘液检查至淀粉完全水解为止（时间约为10～20min）；酶解结束后过滤，滤液为淀粉水解液，向麸皮残渣中加入3～5倍质量比的蒸馏水，得悬浮液，备用；

（3）超声波辅助酶解去蛋白：调整悬浮液的pH至8.0～9.0，按麸皮质量比2～3%的比例加入碱性蛋白酶，在超声波辅助作用下酶解，酶解温度50～60℃，超声功率300W，期间采用搅拌机匀速搅拌，酶解时间为60～90min；酶解结束后灭酶，过滤，滤液为蛋白水解液，向滤渣中加入3～5倍质量比的蒸馏水冲洗2～3次，过滤得麸皮残渣；

（4）生物发酵剂制备：取8～10份吸附剂、3～5份磷酸二氢钙、6～8份葡萄糖、10～15份米糠、10～15份玉米粉、3～5份菜籽饼、10～15份麸皮、2～3份里氏木霉、1～2份黑曲霉、1-2份枯草芽孢杆菌，混合搅拌均匀；然后用含有2%糖蜜的水溶液将水分调整为35～40%，25℃～30℃下厌氧发酵7～10d；

（5）混料：按质量比麸皮残渣100份、生物发酵剂3～5份、纤维素酶0.5～1份、木聚糖酶0.5～1份比例混合均匀，调整水分至35～40%；

（6）厌氧发酵：将混合后的混合物控温厌氧发酵2～3d，温度28～32℃，定期搅拌；

（7）超声波辅助酶解：发酵结束后向发酵渣中加入3～5倍水，加入发酵渣质量份数0.5～1%的木聚糖酶，在超声波辅助作用下酶解，酶解温度50～60℃，超声功率300W，期间采用搅拌机匀速搅拌，酶解时间为20～30min；

（8）离心：酶解结束后过离心，离心转速3000～5000rpm，分离上清液和固体残渣；

（9）浓缩干燥：将上清液浓缩、真空干燥得到阿魏酸粗品；