[发明专利]一种玉米秸秆纳米膳食纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明提供一种玉米秸秆纳米膳食纤维，同时还公开了其制备方法，属于保健食品生产技术领域。

背景技术

玉米是我国东北地区的主要粮食作物，玉米秸秆是农业生产的必然产物，不仅含有大量宝贵的能量和氮素资源，纤维素、半纤维素和木质素含量极高，而且原料广泛、价格低廉、易降解、无污染等许多优势，但目前玉米秸秆仅用于还田、饲料和工业原料以及农民生活燃料等方面，利用率和附加值极低，所以寻找一种利用玉米秸秆取得高利率、高价值的新产品已经是当务之急。

膳食纤维作为一种重要的功能性食品基料，已引起世界各国营养学家的广泛关注和普遍重视，通过增加膳食纤维摄入量预防各类现代文明病已经成为人们的共识。膳食纤维是一般不易被消化的食物营养素，它具有保持消化系统健康，增强免疫能力，降低胆固醇和高血压，降低胰岛素和三酸甘油脂，通便、利尿、清肠健胃，预防心血管疾病、癌症、糖尿病，和平衡体内的荷尔蒙及降低与荷尔蒙相关的癌症等疾病的功效。

随着人们生活水平的不断提高，饮食日趋精细，膳食中缺乏膳食纤维的情况也日趋严重，膳食纤维的研究与应用必然会成为功能性食品的研究热点之一。膳食纤维研究的发展趋势主要有以下几个方面：①膳食纤维的改性及改性对其理化性质和生理功能影响的深入研究；②加强对膳食纤维生理功能的作用机理的深层次研究；③我国具有丰富的膳食纤维资源，建立相应的数据库，对合理整合、利用膳食纤维资源具有现实意义；④加快膳食纤维在可食性包装方面实现工业化的研究；⑤生产符合国际市场标准的膳食纤维保健食品研究；⑥加快作为缓释剂在药品和食品中的应用研究。总之，膳食纤维的开发应用具有重要的现实意义和广阔的市场前景。

目前应用于膳食纤维改性的方法主要有3种：化学方法(主要有酸法、碱法)、生物技术方法(酶法、发酵法)、物理方法(主要有超微粉碎技术、挤压蒸煮技术、冷冻粉碎技术、纳米技术、加压蒸煮、膜浓缩法、焙烤)等。也有综合应用以上手段同时处理，以获得较高含量和品质的水溶性膳食纤维。采用较普遍的是化学方法，多利用酸碱等化学试剂处理，可部分改变膳食纤维的结构，使其具有较优良的性质和较强的功能。酸碱处理都能使水溶性膳食纤维含量得以较大地提高，其中以碱处理效果更好。但由于酸碱处理存在反应时间长、副反应较多、工艺过程复杂、温度较高、对设备的要求较高等不足，因此在一定程度上限制了该方法的使用。酶法制得的膳食纤维色泽浅，易漂白，无异味，纯度较高。但酶法成本太高，在实际生产方面还无法推广。发酵法是利用微生物发酵，消耗原料中的碳源、氮源，以消除原料中的植酸，减少蛋白质、淀粉等成分制取膳食纤维，从而改善膳食纤维的持水力等物化特性。发酵的同类产品与非发酵产品相比口感更香甜，持水力、吸水性和膨胀力大大提高，可溶性纤维含量更高，生理活性更好，其生产过程简便，成本低廉，产品无异味，易于实现工业化，发展前景十分广阔。

目前，对利用微生物发酵法制备玉米秸秆膳食纤维的研究未见报道。

发明内容

本发明提供一种玉米秸秆纳米膳食纤维，可溶性膳食纤维含量提高50％以上，粘度升高，口感细腻。

本发明还公开了上述膳食纤维的生产方法，适用于工业化生产。

本发明的技术解决方案如下：采用微生物单菌发酵或混菌共酵的方法发酵玉米秸秆，再通过超高压均质和喷雾干燥或冷冻干燥等技术处理，最终得到高活性、高纯度的玉米秸秆纳米膳食纤维。

本发明的玉米秸秆纳米膳食纤维其生产原料是玉米秸秆，其工艺步骤为：

1、菌种活化及扩大培养：①配制活化PDA培养基(葡萄糖2％，马铃薯20％，磷酸二氢钾0.3％，硫酸镁0.2％，维生素B10.05％，琼脂2％)；②将配好的培养基分装于待接种的试管和摇瓶中，调整pH值为4～6.5，包扎，在121℃灭菌30min；③向试管中分别接入里氏木霉、康氏木霉、黑曲霉、纤维对囊菌、粗糙脉孢菌、白腐菌、枯草芽孢杆菌、康宁木霉、绿色木霉等纤维素酶产生菌进行单菌纯培养，放入恒温培养箱内培养长满斜面；④将培养好的种子液分别转接至摇瓶中，在温度28～40℃、转速120～250r/min摇床培养3～7d。