一种硫酸酯化苹果水溶性膳食纤维的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硫酸酯化苹果水溶性膳食纤维的制备方法，其制备方法如下：(1)苹果膳食纤维经挤压改性处理后，采用水提醇沉法从中提取水溶性膳食纤维；(2)采用氨基磺酸-N,N-二甲基甲酰胺法在超声波辅助条件下快速、高效的制备硫酸酯化苹果水溶性膳食纤维。本发明专利技术具有反应条件温和、操作简单、产物毒性小等优点，制得的硫酸酯化苹果水溶性膳食纤维取代度为0.23～0.97，具有良好抗氧化及抗肿瘤活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于食品加工
，具体涉及苹果膳食纤维的硫酸酯化改性方法。
技术介绍
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。膳食纤维作为一种重要的食品组成成分，被称为“第七大营养素”，具有顺肠通便、调节控制血糖浓度、降血脂等多种生理功能。按溶解性，膳食纤维可以分为水溶性膳食纤维(SDF)和水不溶性膳食纤维(IDF)。其中SDF在预防糖尿病、心血管疾病、降低胆固醇等方面具有比IDF更强的生理活性。SDF是由半乳糖、葡萄糖、木糖、阿拉伯糖等聚合而成的高分子碳水化合物。单糖分子上含有大量的羟基，这些羟基能够发生酯化反应、醚化反应、羧甲基化及乙酰化反应。研究表明硫酸酯化是一种有效的化学修饰，多糖大分子单糖分子上的羟基被硫酸根所取代，具有抗凝血、抗肿瘤、抗病毒等生理活性，近年来一些硫酸酯化的香菇多糖、灵芝多糖、茯苓多糖等已应用于临床。多糖硫酸酯化常用的方法有：浓硫酸法、氯磺酸-吡啶法、三氧化硫-吡啶法、氯磺酸-甲酰胺法。浓硫酸酯化需要在低温条件下反应，否则由于浓硫酸的碳化作用使产物颜色较深，操作条件苛刻；三氧化硫-吡啶法成本高，仅适用于实验室水平；而氯磺酸-吡啶法是目前采用较多的方法。公开号为CN1730496A的中国专利公开了一种硫酸酯化多糖的制备方法及应用。公开号为CN1583800A的中国专利公开了>抗肿瘤活性茯苓菌核葡聚糖硫酸酯及其制备方法和用途。两项专利均采用氯磺酸-吡啶法，但是氯磺酸是一种强氧化剂，遇水会发生剧烈分解，酯化试剂需要在-4℃严格无水条件下制备，制备条件苛刻，酯化剂稳定性差，易结块，获得酯化产物颜色深，无机盐含量高。针对上述酯化方法存在的缺陷，多糖硫酸酯化方法不断地改进。陕西科技大学杨阳等(苹果挤压改性水溶性膳食纤维硫酸酯化修饰，食品与发酵工业，2014，40，61-64)采用氨基磺酸-吡啶法硫酸酯化苹果膳食纤维，获得硫酸酯化苹果水溶性膳食纤维取代度为1.29，但是吡啶毒性大，易挥发，并且气味刺鼻，反应产物在该体系中呈褐色粘稠状，不易搅拌。公开号为CN101412762A的中国专利公开了一种催化合成沙蒿多糖硫酸酯的方法，采用氯磺酸-N,N-二甲基甲酰胺(DMF)法硫酸酯化沙蒿多糖，取代度为1.05～1.51，但是氯磺酸反应剧烈，遇水剧烈反应，大量放热，有爆炸的危险，酯化反应需在低温无水的条件下进行，操作复杂，难以控制。目前，对于氨基磺酸-DMF法硫酸酯化苹果膳食纤维尚未报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种硫酸酯化苹果水溶性膳食纤维的制备方法。为达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：1)将苹果膳食纤维与苹果膳食纤维重量20～40％的蒸馏水搅拌混合均匀后静置30～120min，静置后进行挤压改性，然后依次经烘干、粉粹以及过筛得苹果膳食纤维挤压改性物(即挤压改性苹果膳食纤维)；2)向苹果膳食纤维挤压改性物中加入蒸馏水后于50～70℃浸提1～2h，苹果膳食纤维挤压改性物与蒸馏水的质量比为1:20～1:40，浸提结束后抽滤并收集滤液，将滤液真空浓缩后加入1～4倍体积的95％乙醇并静置过夜(水提醇沉法)，然后离心并收集沉淀，将沉淀烘干得苹果水溶性膳食纤维；3)将苹果水溶性膳食纤维悬浮于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中得混合物A，在搅拌条件下向混合物A中加入氨基磺酸，然后在超声频率为20～40kHz、温度为50～80℃的条件下反应1～3h，反应结束后冷却至室温，然后用2～4mol/L NaOH水溶液调节pH值为中性，然后加入1～4倍体积的95％乙醇并静置过夜，然后离心并收集沉淀，将沉淀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1～4倍体积的95％乙醇并静置过夜，然后离心并收集沉淀，将沉淀烘干得硫酸酯化苹果水溶性膳食纤维(命名为SSDF)。所述挤压改性是在螺杆挤压机螺杆转速为700～900r/min条件下挤压膨化。所述真空浓缩的条件为：温度为45～60℃，真空度为0.06～0.09MPa，浓缩至滤液体积的1/4～1/6。所述混合物A中每1g苹果水溶性膳食纤维悬浮于60～90mL N,N-二甲基甲酰胺中。所述苹果水溶性膳食纤维与氨基磺酸的质量比为1:1～1:4。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 NaOH水溶液调节pH为10～14，苹果渣与蒸馏水的质量比为1:6～1:10，然后于50～80℃保温10min得混合物B，向混合物B中加入蒸馏水体积1～3％的双氧水，然后于50～80℃搅拌反应1～3h，搅拌反应结束后用流水洗涤至中性，洗涤后依次烘干、粉碎以及过筛，得苹果膳食纤维。所述烘干的温度均为35～60℃；所述过筛均采用20～80目筛。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：(1)本专利技术选用氨基磺酸为酯化剂，DMF为反应溶剂，将超声波用于辅助苹果SDF硫酸酯化，可以制备获得具有良好生理活性的苹果膳食纤维。(2)本专利技术以氨基磺酸为酯化剂，DMF为反应介质，反应条件温和、毒性低，且DMF介质易干燥，性质温和，不易挥发，苹果SDF在其中容易分散，产物颜色浅，在分离纯化方面简单易行。(3)本专利技术将超声波用于辅助苹果SDF硫酸酯化，缩短了酯化时间，降低了酯化温度，减少苹果SDF在强酸环境下的降解，增加酯化反应速率，制得的硫酸酯化苹果水溶性膳食纤维颜色浅，得率高。(4)本专利技术首次研究硫酸酯化苹果水溶性膳食纤维的抗肿瘤活性，经试验证实，本专利技术制备的硫酸酯化苹果水溶性膳食纤维对乳腺癌细胞增殖有明显的抑制作用。(5)本专利技术通过对苹果渣进行处理，不仅起到脱色作用，还提高了处理产物中苹果膳食纤维的含量，通过进一步对苹果膳食纤维进行挤压改性处理，不仅显著提高SDF构成比例，同时提高SDF持水力、膨胀力等。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。苹果膳食纤维的制备：称取一定质量20目苹果渣，按照料液比为1:8(g:mL)的比例加入蒸馏水，搅拌均匀，用2mol/L氢氧化钠水溶液调节pH为13，于70℃保温10min，然后加入蒸馏水体积2％的双氧水，70℃搅拌反应2h，待反应结束后过100目筛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫酸酯化苹果水溶性膳食纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将苹果膳食纤维与苹果膳食纤维重量20～40％的蒸馏水搅拌混合均匀后静置30～120min，静置后进行挤压改性，然后依次经烘干、粉粹以及过筛得苹果膳食纤维挤压改性物；2)向苹果膳食纤维挤压改性物中加入蒸馏水后于50～70℃浸提1～2h，苹果膳食纤维挤压改性物与蒸馏水的质量比为1:20～1:40，浸提结束后抽滤并收集滤液，将滤液真空浓缩后加入乙醇并静置过夜，然后离心并收集沉淀，将沉淀烘干得苹果水溶性膳食纤维；3)将苹果水溶性膳食纤维悬浮于N,N‑二甲基甲酰胺中得混合物A，在搅拌条件下向混合物A中加入氨基磺酸，然后在超声频率为20～40kHz、温度为50～80℃的条件下反应1～3h，反应结束后冷却至室温，然后用NaOH调节pH值为中性，然后加入乙醇并静置过夜，然后离心并收集沉淀，将沉淀溶于蒸馏水并装入透析袋中，然后用蒸馏水透析2～4天，然后向透析液中加入乙醇并静置过夜，然后离心并收集沉淀，将沉淀烘干得硫酸酯化苹果水溶性膳食纤维。

【技术特征摘要】
1.一种硫酸酯化苹果水溶性膳食纤维的制备方法，其特征在于，
包括以下步骤：
1)将苹果膳食纤维与苹果膳食纤维重量20～40％的蒸馏水搅拌混
合均匀后静置30～120min，静置后进行挤压改性，然后依次经烘干、
粉粹以及过筛得苹果膳食纤维挤压改性物；
2)向苹果膳食纤维挤压改性物中加入蒸馏水后于50～70℃浸提
1～2h，苹果膳食纤维挤压改性物与蒸馏水的质量比为1:20～1:40，浸
提结束后抽滤并收集滤液，将滤液真空浓缩后加入乙醇并静置过夜，
然后离心并收集沉淀，将沉淀烘干得苹果水溶性膳食纤维；
3)将苹果水溶性膳食纤维悬浮于N,N-二甲基甲酰胺中得混合物
A，在搅拌条件下向混合物A中加入氨基磺酸，然后在超声频率为
20～40kHz、温度为50～80℃的条件下反应1～3h，反应结束后冷却至
室温，然后用NaOH调节pH值为中性，然后加入乙醇并静置过夜，
然后离心并收集沉淀，将沉淀溶于蒸馏水并装入透析袋中，然后用蒸
馏水透析2～4天，然后向透析液中加入乙醇并静置过夜，然后离心并
收集沉淀，将沉淀烘干得硫酸酯化苹果水溶性膳食纤维。
2.根据权利要求1所述一种硫酸酯化苹果水溶性膳食纤维的制
备方法，其特征在于：所述挤压改性是在螺杆转速为700～900r/min
条件下挤压膨化。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪峰，徐瑶，刘宁，邱尹琬，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61