[发明专利]酶法提取酒糟中水溶性膳食纤维的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机化学提取技术领域，尤其涉及酶法提取酒糟中水溶性膳食纤维的方法。

背景技术

水溶性膳食纤维(SDF)是指不能被人体消化道分泌的消化酶所消化，但可溶于温水或热水，且其水溶液又能被相当于四倍乙醇再沉淀的非淀粉类多糖。水溶性膳食纤维正以其丰富的营养价值、较强的生理功能和广泛的实际应用价值^[1-3]，越来越被国内外学者及民众所认识和关注。高粱、小麦是膳食纤维的重要来源。酒厂就是用当地生产的糯性高粱加上小麦为原料的酒曲发酵而成的，其最大副产物酒糟是生产膳食纤维等物质的重要原料。

国内提取SDF的工艺方法有水浸提法、酸碱法、酶法和发酵法^[4-8]。我们已报道了碱法提取酒糟SDF的研究^[4]。本研究采用水解蛋白酶降解酒糟中残留的蛋白质，通过单因素和正交试验^[9-11]，酶法提取酒糟中的SDF的最佳工艺条件，目的为进一步利用酒糟资源。

发明内容

本发明所述酶法提取酒糟中水溶性膳食纤维的方法，酶法工艺流程如下：

新鲜酒糟粉→调pH→控温酶解→离心→pH调至中性→浓缩→4倍体积95%乙醇沉淀→静置→过滤→干燥→称重（SDF）。

酶法提取SDF的条件：

首先进行酶添加量、提取温度、提取时间、液固比、溶液pH值的单因素试验，然后在单因素试验的基础上，以三因素三水平设计正交试验。

酶添加量的确定：

准确称取一定量的酒糟粉，在料水比1:12、pH值5.5、提取温度60℃、提取时间4h的条件下，研究水解蛋白酶添加量对酒糟SDF得率的影响，当加酶量为2%～4%时，随着酶量的增加，酒糟SDF得率明显增加；当酶添加量为4%时，酒糟SDF得率最高为14.8%。根据米氏学说^[12]，当底物浓度一定时，游离的酶越多，越容易与底物结合成中间反应物，中间反应物再分解成反应产物，这样反应速度就越快，在相同的时间下，底物分解的就越彻底。因此，酶添加量小于4%时， SDF得率随着酶添加量的增加而明显提高。但当加酶量高于4%以后，SDF得率逐渐降低。其原因可能是酶添加量的增加使酒糟中的不溶性膳食纤维降解成较低分子量的多糖、低聚糖或单糖，而不能被沉淀剂乙醇沉淀下来，从而使SDF得率降低。

提取温度的确定：

准确称取一定量的酒糟粉，设定不同提取温度，在料水比1:12、酶添加量为原料的4%、pH值5.5的条件下提取4h，当温度在50～60℃时，酒糟SDF得率随温度的升高而增大，温度达到60℃时，SDF得率最大为14.4%。当温度在60～70℃时，SDF得率随温度的升高而降低。这是因为达到最适温度之前提高温度，可加速酶的催化反应，温度每升高10℃，反应速度相应的增加1~2倍，随着温度的进一步升高，酶分子间的氢键、范德华力等非共价键破裂，使酶逐步变性，降低了反应速度，即两种过程平衡的结果使酶的最适温度为60℃。

pH值的确定：

准确称取一定量的酒糟粉，设定不同pH值，在料水比1:12、酶添加量为原料的4%、温度60℃条件下提取4h，当溶液pH值为4.0～5.0时，SDF得率随pH值的增大而提高，pH值为5.0~5.5时，SDF得率最大为14.4%；当pH值在5.5～6.5时，SDF得率逐渐降低。这是因为pH值对酶活力的影响很大，过小、过大都会影响酶蛋白的构象，甚至使酶变性失活。当pH值改变不很剧烈时，酶虽然不变性，但活力受到影响，因为pH值会影响底物分子和酶分子的解离状态，最适pH值与酶活力中心结合底物的基团以及参与催化的基团有关，往往只有一种解离状态，最有利于酶与底物结合，此时酶活力最高。另外，pH值影响分子中一些基团的解离，这些基团的离子化状态与酶的专一性及酶分子中心的构象有关。

提取时间的确定：

准确称取一定量的酒糟粉，在料水比1：12、pH值5.01、酶添加量为原料的4%、提取温度60℃、提取时间4h的条件下，研究提取时间对酒糟SDF得率的影响，当提取时间在2～4h时，SDF得率随时间增加显著提高，超过4h，SDF又降低。其可能原因是：在提取初期，酒糟浓度较高，水溶性多糖浓度较低，对酶反应的抑制作用小，酶促反应迅速进行，随着时间的延长，酶的作用也越充分，SDF得率迅速提高。但当时间足够长时，底物浓度的不断降低和部分酶在提取过程中的失活以及水溶性多糖的不断积累，产物的反馈抑制效应逐渐增强，酶促反应速度逐渐降低，因此SDF得率降低。

液固比的确定：