本发明专利技术公开了一种用甘薯淀粉生产废弃物制备膳食纤维粉的方法。该方法使用甘薯淀粉生产过程中产生的甘薯渣和废液来制备膳食纤维，不仅提取了甘薯渣中所含的不溶性膳食纤维，还利用甘薯渣和废液中所含的营养物质作为碳源和部分氮源培养木醋杆菌发酵制得细菌纤维素，使原料得到了充分的利用。同时，制备过程中还采用了超低温冷冻预处理甘薯渣和高压气体冲击辅助混合酶解的方法，提高膳食纤维粉的产量和纯度。该方法可以充分利用甘薯淀粉生产废弃物，提高膳食纤维产量和纯度，减少甘薯淀粉生产对环境的污染。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于膳食纤维加工领域，涉及一种甘薯淀粉生产过程的废弃的甘薯渣和废 液制备膳食纤维粉的方法。
技术介绍
甘薯是一种高产稳产、营养丰富、用途广泛的重要农作物，甘薯含淀粉量丰富，甘 薯中淀粉含量占干物质总量的70%左右，可用于制备甘薯淀粉。但是，在甘薯淀粉生产的过 程中会产生甘薯渣和废液的废弃物，甘薯渣约占原料的10-14%，甘薯渣含有大量的营养物 质，其中淀粉含量40-50%，膳食纤维含量20-30%，废液中含有可溶糖、蛋白质、氨基酸、矿 物质以及残余的淀粉等，这些物质在微生物的作用下容易腐败，产生有机酸和异臭味，乱 排乱放严重污染环境。鲜甘薯渣含水量高达80%，自带菌多达30种以上，不易储存、运输， 腐败变质后产生恶臭，造成严重的环境污染。甘薯渣和废液的处理问题已经成为制约马铃 薯淀粉工业发展的瓶颈，其转化利用和增值增效问题，成为淀粉生产企业亟待解决的重大 问题之一。 膳食纤维是健康饮食不可缺少的，它在保持消化系统健康上扮演着重要的角色， 同时，摄取足够的纤维也可以预防心血管疾病、癌症、糖尿病以及其它疾病。膳食纤维按溶 解性分为可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维两大类，其中不溶性膳食纤维是指不被人体消 化道酶酶解的，又不溶于热水的那部分膳食纤维，如纤维素、半纤维素、壳聚糖、植物蜡等。 不溶性膳食纤维具有抗肥胖、治便秘、防肠癌等功效。 对甘薯渣中含有的大量膳食纤维进行提取，既可得到高生理活性的膳食纤维，提 高甘薯加工的附加值，增加农民收入，同时还可减少环境污染。但是目前国内外提取膳食纤 维的方法对薯渣利用率低，膳食纤维产量低，同时无法充分利用甘薯淀粉生产过程中产生 的废液。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种用甘薯淀粉生产废弃物制备膳食 纤维粉的方法，该方法可以充分提取甘薯渣中的不溶性膳食纤维，同时充分利用甘薯渣和 废液中的淀粉、可溶糖、蛋白质、氨基酸等营养物质发酵制备纤维素，提高甘薯淀粉生产废 弃物的利用率，提高膳食纤维产量，减少甘薯淀粉废弃物对环境的污染。 为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案： -种用甘薯淀粉生产废弃物制备膳食纤维粉的方法，包括以下步骤： ①甘薯淀粉生产过程中产生的甘薯渣放入温度-60?-80°c的超低温冷库中冷冻 3-6小时，冷冻好的甘薯块用100?150目的粉碎机在室温条件下粉碎成甘薯冰渣； ②步骤①所得的甘薯冰渣放入底部设有高压气体喷射装置的保温容器中，加入 甘薯冰渣重量4倍的温度为55-65°C的甘薯淀粉生产废液，加入有机酸将溶液的pH调至 4. 0-4. 5,再加入糖化酶，每克甘薯冰渣加入150-300U的糖化酶，用底部高压气体喷射装置 向容器内持续喷射高压气体，待甘薯冰渣完全融化且与蒸馏水充分混合后停止喷射气体， 静置8-15小时； ③用200-300目过滤网过滤步骤②所得的料液，使其固液分离，分别收滤液和滤 出固体备用； ④步骤③所得滤液真空浓缩为原体积的40%的浓缩液，以所述浓缩液为碳源，加 入氮源，搅拌使其充分混合，向该溶液中加入碱或强碱弱酸盐将溶液PH调至5. 6-6. 2,对该 溶液紫外灭菌20-35分钟得细菌培养基，灭菌后在无菌条件下向该细菌培养基中接入木醋 杆菌菌株的种子液，经过7-10天的发酵得细菌纤维素膜，发酵温度32-37? ; ⑤步骤④所得的细菌纤维素膜进行纯化处理，除去细菌纤维素膜内残余的细菌培 养基和菌种，将纯化后的细菌纤维素膜在室温下风干，风干后的细菌纤维素膜用超微粉碎 机粉碎为300目的粉末，得纤维粗粉A ; ⑥步骤③中所得滤出固体在室温下风干，风干后用超微粉碎机粉碎为300目的粉 末，得纤维粗粉B，将纤维粗粉A和纤维粗粉B混合得纤维粗粉； ⑦向步骤⑥所得纤维粗粉中加入其重量倍数7倍的35-45?的蒸馏水和枯草杆菌 蛋白酶，置于底部设有高压气体喷射装置的保温容器中，每克纤维粗粉加入6. 5-9. 5U的枯 草杆菌蛋白酶，用底部高压气体喷射装置向容器内持续喷射高压气体，待纤维粗粉与蒸馏 水充分混合后停止喷射气体，静置8-15小时； ⑧步骤⑦中所得混合料液用透析膜透析，透析膜规格要求截留分子量在5000 以上，透析后用离心机离心，离心机转速800-1000转/分钟，离心时间为15-25分钟，离 心所得固体置于真空冷冻干燥机中干燥得膳食纤维粉，干燥温度为-25?-20°C、压力 为-〇· 09 ?-〇· 08Mpa〇 进一步的，所述的步骤①为反复冻融粉碎过程，即将甘薯渣放入温度-60?_80°C 的超低温冷库中冷冻3-6小时，冷冻好的甘薯块用100-150目的粉碎机在室温条件下粉碎 成甘薯冰渣；待甘薯冰渣在室温下融化后，再次放入温度-60?-80°C的超低温冷库中冷冻 3-6小时后取出，再次用100?150目的粉碎机在室温条件下将其粉碎成甘薯冰渣，如此反 复冻融粉碎数次。 进一步的，所述的步骤②中，所加入的甘薯淀粉废液的温度为60°C，加入有机酸为 柠檬酸，溶液pH为4. 2,每克甘薯冰渣加入250U糖化酶，底部高压气体喷射装置喷出的气体 为空气，喷出气体压强均为0. 02?0. IMPa，气体喷射持续时间为6小时，静置时间为10小 时。 进一步的，所述步骤④中加入的氮源为胰蛋白胨和酵母粉，加入碳酸钠将溶液pH 调至6. 0,相对步骤④中的浓缩液，添加胰蛋白胨和酵母粉的量均为5g/L，木醋杆菌菌种按 4_6接种环的接种量接入液体种子培养基制备种子液，然后按体积百分比2-8%的接种量 转接到步骤④所配的细菌培养基中，经9天发酵得细菌纤维素膜，发酵温度为35°C ; 进一步的，所述步骤⑤中细菌纤维素膜的纯化处理过程为：细菌纤维素膜用清水 多次冲洗，除去细菌纤维素膜表面培养基及杂质；再将细菌纤维素膜浸泡于0. 1摩尔/升 的氢氧化钠溶液中100-150°C下煮沸90分钟，洗出细菌纤维素膜中的菌体和残留培养基； 再用蒸馏水多次冲洗细菌纤维素膜，用蒸馏水浸泡细菌纤维素膜，期间多次换水，直至用PH 试纸轻压膜测得细菌纤维素膜的pH值为7为止；之后将细菌纤维素膜进行紫外灭菌，灭菌 时间20-30分钟，得到纯化的细菌纤维素膜。 进一步的，所述步骤⑦中，纤维粗粉中加入40°C的蒸馏水和枯草杆菌蛋白酶，置于 底部设有高压气体喷射装置的保温容器中，底部高压气体喷射装置喷出的气体为空气，喷 出气体压强均为〇. 02?0. IMPa，气体喷射持续时间气体喷射持续时间为6小时，静置时间 为10小时。 进一步的，在所述步骤②和步骤⑦的静置时间内，每间隔一个小时底部高压气体 喷射装置持续喷射15分钟空气，喷出气体压强均为0. 02?0. IMPa。 本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种用甘薯淀粉生产废弃物制备膳食纤维粉 的方法，该方法可以充分提取甘薯渣中的不溶性膳食纤维，同时充分利用甘薯渣和废液中 的淀粉、可溶糖、蛋白质、氨基酸等营养物质发酵制备纤维素，提高甘薯淀粉生产废弃物的 利用率，提高膳食纤维产量，对甘薯淀粉生产废弃物中的应用成分充分利用，减少了其对环 境的污染。具体的说： (1)步骤①中对甘薯渣的处理，能够使更多的甘薯渣中在制备淀粉的过程中未破 碎的细胞的细胞膜破裂，从而使更多含有淀粉、可溶性糖、蛋白质的细胞液溶入步本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用甘薯淀粉生产废弃物制备膳食纤维粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：①甘薯淀粉生产过程中产生的甘薯渣放入温度‑60～‑80℃的超低温冷库中冷冻3‑6小时，冷冻好的甘薯块用100～150目的粉碎机在室温条件下粉碎成甘薯冰渣；②步骤①所得的甘薯冰渣放入底部设有高压气体喷射装置的保温容器中，加入甘薯冰渣重量4倍的温度为55‑65℃的甘薯淀粉生产废液，加入有机酸将溶液的pH调至4.0‑4.5，再加入糖化酶，每克甘薯冰渣加入150‑300U的糖化酶，用底部高压气体喷射装置向容器内持续喷射高压气体，待甘薯冰渣完全融化且与蒸馏水充分混合后停止喷射气体，静置8‑15小时；③用200‑300目过滤网过滤步骤②所得的料液，使其固液分离，分别收滤液和滤出固体备用；④步骤③所得滤液真空浓缩为原体积的40％的浓缩液，以所述浓缩液为碳源，加入氮源，搅拌使其充分混合，向该溶液中加入碱或强碱弱酸盐将溶液pH调至5.6‑6.2，对该溶液紫外灭菌20‑35分钟得细菌培养基，灭菌后在无菌条件下向该细菌培养基中接入木醋杆菌菌株的种子液，经过7‑10天的发酵得细菌纤维素膜，发酵温度32‑37℃；⑤步骤④所得的细菌纤维素膜进行纯化处理，除去细菌纤维素膜内残余的细菌培养基和菌种，将纯化后的细菌纤维素膜在室温下风干，风干后的细菌纤维素膜用超微粉碎机粉碎为300目的粉末，得纤维粗粉A；⑥步骤③中所得滤出固体在室温下风干，风干后用超微粉碎机粉碎为300目的粉末，得纤维粗粉B，将纤维粗粉A和纤维粗粉B混合得纤维粗粉；⑦向步骤⑥所得纤维粗粉中加入其重量倍数7倍的35‑45℃的蒸馏水和 枯草杆菌蛋白酶，置于底部设有高压气体喷射装置的保温容器中，每克纤维粗粉加入6.5‑9.5U的枯草杆菌蛋白酶，用底部高压气体喷射装置向容器内持续喷射高压气体，待纤维粗粉与蒸馏水充分混合后停止喷射气体，静置8‑15小时；⑧步骤⑦中所得混合料液用透析膜透析，透析膜规格要求截留分子量在5000以上，透析后用离心机离心，离心机转速800‑1000转/分钟，离心时间为15‑25分钟，离心所得固体置于真空冷冻干燥机中干燥得膳食纤维粉，干燥温度为‑25～‑20℃、压力为‑0.09～‑0.08Mpa。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孔宪奎，孔庆华，
申请(专利权)人：泗水利丰食品有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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