利用超高压提取菊芋菊糖及纳米膳食纤维的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用超高压提取菊芋菊糖及纳米膳食纤维的方法，属于食品加工领域。以新鲜的菊芋为原料，与水混合打浆后，经过高压浸提，过滤、离心或者抽滤得到提取液。提取液采用活性炭脱色后，经过减压浓缩和喷雾干燥得到固体菊糖粉。将提取菊糖后的残渣经过湿式超微粉碎和纳米球磨粉碎得到纳米级膳食纤维。本方法的有益效果是，提取菊糖具有时间短、能耗低、提取率高的特点。同时经过提取后的残渣活性成分得以较好的保留，可以进一步加工为具有抗氧化性的膳食纤维。本发明专利技术的方法可以同时得到两种高附加值的产品，整个过程无固体废物排放，菊芋得到了充分利用，为农副产品深加工找到了一条综合开发的利用途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从菊芋中提取菊糖和制备膳食纤维的方法，属食品领域。利用超 高压技术提取菊芋中菊糖的方法，并且利用提取菊糖后剩余的残渣制备纳米膳食纤维。
技术介绍
菊芋(Jerusa lemartickoke L.)别名洋姜、鬼子姜、地姜，为菊科向日葵属一年生草本植物。它的地下块茎细密、清脆，既可炒食，又可腌渍食用，还可晒干磨成粉代替一般植 物淀粉。菊芋中含有丰富的菊糖，可以通过分离提取菊糖、低聚果糖等产品。菊糖主要是 由β-(2 — 1)果糖基-果糖为糖苷键连接而成的一种果聚糖，其果糖基单位(即聚合度， DP)从2个到70个不等。菊糖具有超强增殖人体双歧杆菌的作用，是对人体有益的功能性 物质，对于调节机体平衡、恢复胃肠道功能、促进新陈代谢、预防各种疾病、维护人体健康有 着极为重要的作用，并且菊糖作为一种天然功能性食用多糖，具有水溶性膳食纤维和生物 活性前体的生理功能，可以被应用于低热量、低糖、低脂食品中。目前，国内外高度重视功能性食品添加剂菊糖的提取与应用，对菊糖的提取报道 主要以水提取技术为主，也有超声波和微波辅助提取技术。应用高压技术提取天然物质中 有效成分已有报道，但未见采用高压技术提取菊芋菊糖的报道。提取菊糖后的菊芋残渣含有丰富的膳食纤维、矿物元素以及多酚类物质，而含有 的蛋白质、脂肪和淀粉很少，适合进一步加工为具有抗氧化性的膳食纤维。但是目前提取菊 糖后的菊芋残渣通常被废弃，造成资源的大量浪费。另一方面，采用水提取菊糖后的残渣中 多酚类等热敏性的活性成分被高温破坏，失去了很多本该具有的生理活性功能。而超高压 低温可以避免一些热敏性物质(如酚类化合物)的损失和破坏，较好的保留食品的某些生 理活性功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种超高压快速提取菊芋中菊糖的方法，并且利用提取菊糖 后的残渣制备纳米级的抗氧化膳食纤维。本专利技术采用如下技术方案实现一种利用超高压提取菊芋菊糖及纳米膳食纤维的 方法，以新鲜的菊芋为原料，与水混合打浆后，转入到高压反应器中，按照料液比加入一定 量的水，室温下浸泡一定时间后，在一定压力下，保持一定时间，卸压，经过滤，离心或者抽 滤得到提取液，重复操作，合并两次滤液即得到菊糖的提取液，采用活性碳脱色，然后经过 减压浓缩和喷雾干燥得到固体菊糖粉。将提取菊糖后的残渣分别进行湿式超微粉碎和纳米球磨粉碎，经喷雾干燥后得到 纳米级膳食纤维。具体操作步骤如下a、将鲜菊芋与水按重量比1 2打浆，然后转移到高压反应器中，加水至料液比为 1 10-1 20得菊芋浆液；b、将菊芋浆液室温下静置15-20分钟，然后加压力到200MPa-600MPa，保持3_10分 钟后卸压；C、将高压处理后得到的提取物渣浆分离得到菊糖提取液和残渣；d、将残渣与水以质量比1 5-1 10混合，于高压反应器中按步骤b和c重复提 取一次；e、合并两次提取液；在提取液中加入新鲜菊芋质量0. 5% -0. 8%的活性炭脱色， 过滤取滤液；f、将滤液在50-60°C下减压浓缩制得菊糖浓缩液，减压压力0. OlMPa-O. 09MPa ；g、将菊糖浓缩液在120-200°C喷雾干燥，制成固体菊糖粉产品； h、将提取菊糖后的残渣用胶体磨进行湿式超微粉碎，连续操作2-5次，得到微米 级物料；m、按质量比在微米级物料中加入0.3% -1%的蔗糖酯或山梨醇单硬脂酸酯，采用 纳米球磨机粉碎5-12小时，喷雾干燥后得到纳米级膳食纤维。本专利技术拓展了超高压的应用领域，提供了一种联合提取菊糖和制备纳米膳食纤维 的新方法。具有得率较高，成本低，不滋生细菌的优点，可以解决传统水提取浸提温度高、浸 提时间长和用水量大的问题。本专利技术提取的菊糖，精制后可以直接应用于功能性食品和药 品领域。超高压设备在市场上均有销售，不存在技术瓶颈，容易实现工业化。超高压提取不 但提高了菊糖的得率，而且可以保持原有成分的生理活性。因此利用提取菊糖后的菊芋残 渣制备的膳食纤维，具有较高的抗氧化活性。整个工艺过程环境友好，无多余的固体废物排 出，可以充分利用现有农业资源。本专利技术的有益效果是采用超高压技术在常温下浸提菊糖，一方面可以降低能耗， 缩短浸提时间，减少浸提次数和水的用量，有利于提取液的进一步处理，同时减少废水排 放；此外超高压还具有灭菌作用，可以简化生产工艺，降低生产成本。避免一些热敏性物质 (如酚类化合物)的损失和破坏，较好的保留食品的某些生理活性功能。具体实施例方式实施例1取鲜菊芋5g，加入IOmL水混合打浆，转移到高压反应器中，然后再加入40mL水， 充分混合。室温下浸泡15分钟后，增加压力至200MPa，浸提10分钟后卸压。采用离心 机4000r/min离心分离lOmin，取上清液。将离心后的残渣加入水10倍质量的水，重复以 上提取操作。合并两次提取液，加入40mg活性炭脱色，过滤，60°C减压浓缩，减压压力为 0.02MPa。浓缩液在120°C喷雾干燥，制得固体菊糖。将提取菊糖后的残渣用胶体磨进行湿式超微粉碎，连续操作2次，得到微米级物 料。将微米级物料加入蔗糖酯0. 3%，采用纳米球磨机粉碎12小时，喷雾干燥后得到纳米级 膳食纤维。实施例2取鲜菊芋5g，加入IOmL水混合打浆，转移到高压反应器中，然后再加入40mL水，充 分混合。室温下浸泡15分钟后，增加压力至600MPa，浸提3分钟后卸压。采用离心机4000r/ min离心分离lOmin，取上清液。将离心后的残渣加入水8倍质量的水，重复以上提取操作。合并两次提取液，加入30mg活性炭脱色，过滤，50°C减压浓缩，减压压力为0. OlMPa0浓缩液 在180°C喷雾干燥，制得固体菊糖。将提取菊糖后的残渣将提取菊糖后的残渣用胶体磨进行湿式超微粉碎，连续操作 5次，得到微米级物料。将微米级物料加入山梨醇单硬脂酸酯0. 5%，采用纳米球磨机粉碎 5小时，喷雾干燥后得到纳米级膳食纤维。实施例3 取鲜菊芋100g，加入200mL水混合打浆，转移到高压反应器中，然后再加入1800mL 水，充分混合。室温下浸泡10分钟后，增加压力至400MPa，浸提5分钟后卸压。采用离心机 4000r/min离心分离lOmin，取上清液。将离心后的残渣加入水5倍质量的水，重复以上提取 操作。合并两次提取液，加入SOOmg活性炭脱色，过滤，60°C减压浓缩，减压压力为0. 05MPa。 浓缩液在200°C喷雾干燥，制得固体菊糖。将提取菊糖后的残渣将提取菊糖后的残渣用胶体磨进行湿式超微粉碎，连续操作 4次，得到微米级物料。将微米级物料加入山梨醇单硬脂酸酯1%，采用纳米球磨机粉碎8 小时，喷雾干燥后得到纳米级膳食纤维。权利要求一种，以新鲜的菊芋为原料，与水混合打浆后，转入到高压反应器中，按照料液比加入一定量的水，室温下浸泡一定时间后，在一定压力下，保持一定时间，卸压，经过滤，离心或者抽滤得到提取液，重复操作，合并两次滤液即得到菊糖的提取液，采用活性碳脱色，然后经过减压浓缩和喷雾干燥得到固体菊糖粉；将提取菊糖后的残渣分别进行湿式超微粉碎和纳米球磨粉碎，经喷雾干燥后得到纳米级膳食纤维；具体操作步骤如下a、将鲜菊芋与水按重量比1∶2打浆，然后转移到高压反应器中，加水至料液比为1∶10-1∶20得菊芋浆液；b、将菊芋浆液室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用超高压提取菊芋菊糖及纳米膳食纤维的方法，以新鲜的菊芋为原料，与水混合打浆后，转入到高压反应器中，按照料液比加入一定量的水，室温下浸泡一定时间后，在一定压力下，保持一定时间，卸压，经过滤，离心或者抽滤得到提取液，重复操作，合并两次滤液即得到菊糖的提取液，采用活性碳脱色，然后经过减压浓缩和喷雾干燥得到固体菊糖粉；将提取菊糖后的残渣分别进行湿式超微粉碎和纳米球磨粉碎，经喷雾干燥后得到纳米级膳食纤维；　　具体操作步骤如下：　　ａ、将鲜菊芋与水按重量比１∶２打浆，然后转移到高压反应器中，加水至料液比为１∶１０－１∶２０得菊芋浆液；　　ｂ、将菊芋浆液室温下静置１５－２０分钟，然后加压力到２００ＭＰａ－６００ＭＰａ，保持３－１０分钟后卸压；　　ｃ、将高压处理后得到的提取物渣浆分离得到菊糖提取液和残渣；　　ｄ、将残渣与水以质量比１∶５－１∶１０混合，于高压反应器中按步骤ｂ和ｃ重复提取一次；　　ｅ、合并两次提取液；在提取液中加入新鲜菊芋质量０．５％－０．８％的活性炭脱色，过滤取滤液；　　ｆ、将滤液在５０－６０℃下减压浓缩制得菊糖浓缩液，减压压力０．０１ＭＰａ－０．０９ＭＰａ；　　ｇ、将菊糖浓缩液在１２０－２００℃喷雾干燥，制成固体菊糖粉产品；　　ｈ、将提取菊糖后的残渣用胶体磨进行湿式超微粉碎，得到微米级物料；　　ｍ、在微米级物料中加入蔗糖酯或山梨醇单硬脂酸酯，采用湿式超微粉碎，喷雾干燥后得到纳米级膳食纤维；蔗糖酯或山梨醇单硬脂酸酯的加入量为微米级物料重量的０．３％－１％。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庄平，王卫东，李超，孙月娥，
申请(专利权)人：庄平，徐州工程学院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]