一种米糠水溶性膳食纤维的提取方法 [0002]膳食纤维(DF, dietary fiber)是指不能被人体胃肠道中的酶所消化而吸收利用的碳水化合物，被称为第七营养素，可吸附胆酸钠、亚硝酸根等对人体有害的物质，有效减少和预防心血管疾病、糖尿病、痔疮、食道癌、肥胖症、肿瘤和结肠癌等疾病的发生，具有突出的保健功能。其中水溶性膳食纤维(SDF, water soluble dietary fiber)包括果胶、树胶和葡聚糖等，可清除外源有害物质和体内自由基，预防和治疗心脑血管疾病、高血压，有抗癌防癌、增强机体免疫力以及抗氧化防衰老等生理功效。 [0003]米糠是稻谷生产加工所得的副产物，在我国常用作饲料，用于榨油或提取价值较高营养物质的米糠仅占10%?15%。研宄表明，米糠中含有稻米64%的营养成分及90%以上的人体所需元素，富含优质蛋白、脂肪、多糖、维生素、矿物质等[13]，目前对米糠主要营养成分的研宄包括米糠油、糠蜡、米糠蛋白、谷维素、谷留醇、膳食纤维等[14_17]。米糠中膳食纤维约占14%，具有美容、减肥、预防心血管疾病以及节血糖等生理功能，在国外被称为“天赐营养源”，若加以开发利用，可明显延长稻谷加工产业链。 [0004]膳食纤维的提取方法有水提法、酸法、碱法、酶法、超声法和微波法等，其中普通水提法虽工艺简单但提取率低，化学法成本较低但强酸强碱易对产品产生不良影响且提取率也不高，酶法相较而言高效、无污染且提取率和膳食纤维质量更高_，而超声波细胞粉碎仪的震动能降低植物内部组织的紧密程度[2°]，辅助纤维素酶酶解，有助于提高SDF提取率。
[0005]本发明旨在针对现有技术的不足，以米糠为原料，采用超声辅助酶法提取米糠水溶性膳食纤维，选择出最优提取工艺，提供一种成本低、膳食纤维质量高的提取方法，使米糠的营养资源得到充分体现和发挥，为开发其活性成分提供参考依据，有效拓展其应用领域。
[0006]为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
[0007]所述米糠水溶性膳食纤维的提取方法包括如下步骤:
[0008](1)米糠的预处理:将米糠烘干、过筛、石油醚脱脂后采用粉碎机进行干磨粉碎，得到脱脂米糠；
[0009](2)采用超声辅助酶法提取米糠水溶性膳食纤维:将脱脂米糠与水按料液比1:10?1:30混合，优选1:20混合，得脱脂米糠液，向脱脂米糠液中加入木瓜蛋白酶酶解，加入的木瓜蛋白酶质量为脱脂米糠液质量的5?7%，优选6%，酶灭活冷却后再加入纤维素酶，使用超声波辅助纤维素酶酶解，加入的纤维素酶质量为脱脂米糠液质量的2%?6%，优选4%，灭酶后抽滤，滤液蒸发浓缩得到浓缩液；
[0010](3)向浓缩液中加入3?5倍，优选4倍于浓缩液体积的无水乙醇，充分混合后，静置1.5?2.5h，优选2h，离心分离得到沉淀，真空干燥后，即得米糠水溶性膳食纤维。
[0011]优选地，步骤(1)所述烘干温度为55°C?65°C，优选60°C，过筛是过60目筛；所述石油醚脱脂是向米糠中加入体积为米糠体积3?5倍，优选4倍的石油醚，于室温下浸泡20?40min，优选30min，真空抽滤收集残澄，重复脱脂2?5次，优选3次，然后用体积为米糠体积3?5倍，优选4倍的体积百分比含量为75%?80%，优选80%的乙醇清洗残留的石油醚。
[0012]优选地，步骤(2)所述木瓜蛋白酶酶解的条件为:pH5.5?6.5，优选pH6.0，温度55°〇?65°0，优选60°0，酶解1?1.5h，优选lh，酶解后于90°C?100°C，优选90°C灭酶10?15min，优选lOmin。步骤(2)所述超声波辅助纤维素酶酶解条件为:使用醋酸-醋酸钠调脱脂米糠液pH至4.5?5.0，优选pH4.8，45°C?50°C，优选50°C时加入纤维素酶，超声功率为100W?500W，超声时间为lmin?9min，酶解后90°C?100°C，优选90°C灭酶10?15min，优选lOmin，将滤液浓缩蒸发至原来体积的1/3。
[0013]上述制备方法得到米糠水溶性膳食纤维。
[0014]本发明具有以下优点:
[0015]本发明使我国含量丰富的米糠得到充分利用，采用超声波辅助纤维素酶酶解，使米糠水溶性膳食纤维的提取率大大高于水提法，且提取条件温和，避免膳食纤维受热以及强酸强碱腐蚀使其变性，进而影响其营养价值，且超声辅助酶解缩短了酶解时间，消耗的酶液较少，有利于产品工业化，有望开发出一种具有优良功能性质的米糠膳食纤维保健品，为进一步探索膳食纤维的功能性提供科学依据和科研思路，为米糠活性物质的进一步开发利用提供新的途径。
[0016]总之，本发明以米糠为原料，利用超声波细胞粉碎仪的强烈震动降低植物内部组织的紧密程度，辅助纤维素酶酶解，缩短了酶解时间，优选出超声辅助酶法提取米糠水溶性膳食纤维的最佳工艺，该方法提取工艺较简单，所需酶种类少，成本低廉，且所得膳食纤维提取率和纯度较高、物化功能性质较好、食用安全可靠，为充分开发利用米糠及其中的活性成分提供参考依据，具有重要的理论价值和工业化应用前景。




[0017]图1:加酶量对米糠水溶性膳食纤维提取率的影响；
[0018]图2:超声时间对米糠水溶性膳食纤维提取率的影响；
[0019]图3:超声功率对米糠水溶性膳食纤维提取率的影响；
[0020]图4:料液比对米糠水溶性膳食纤维提取率的影响。


[0021]以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。本发明中所用米糠由金健米业股份有限公司提供，所用纤维素酶购于Sigma公司，酶活为10U/mg，所用木瓜蛋白酶购于江苏锐阳生物科技有限公司，酶活为800000U/g。
[0022]实施例1
[0023]将米糠于60°C烘干后过60目筛，加入4倍体积的石油醚，于室温下浸泡半小时，真空抽滤收集残渣，重复脱脂3次，后用体积4倍于米糠体积的80%乙醇清洗残留石油醚，干燥后粉碎得脱脂米糠。取上述脱脂米糠以料液比1:20g/mL加入去离子水混合，得脱脂米糠液，加入质量相当于脱脂米糠液质量6%的木瓜蛋白酶60°C酶解lh，90°C灭酶lOmin后冷却，加入质量相当于脱脂米糠液质量4%的纤维素酶，使用醋酸-醋酸钠调pH至4.8，于50°C使用超声波辅助纤维素酶酶解，超声功率为300W，超声时间为5min，90°C灭酶lOmin后抽滤，滤液蒸发浓缩得到1/3体积的浓缩液。将上述浓缩液加入4倍于浓缩液体积的无水乙醇沉淀2h，离心分离得到沉淀，真空干燥后，即得米糠水溶性膳食纤维，提取率为8.77%。
[0024]实施例2
[0025]将米糠于60°C烘干后过60目筛，加入4倍体积的石油醚，于室温下浸泡半小时，真空抽滤收集残渣，重复脱脂3次，后用4倍体积的80%乙醇清洗残留石油醚，干燥后粉碎得脱脂米糠。取上述脱脂米糠以料液比1:20g/mL加入去离子水混合，得脱脂米糠液，加入质量相当于脱脂米糠液质量6 %的木瓜蛋白酶60°C酶解lh，90°C灭酶lOmin后冷却，加入质量相当于脱脂米糠液质量5%的纤维素酶，使用醋酸-醋酸钠调pH至4.8，于50°C使用超声波辅助纤维素酶酶解，超声功率为400W，超声时间为5min，90°C灭酶lOmin后抽滤，滤液蒸发浓缩得到1/3体积的浓缩液。将上述浓缩液加入4倍于浓缩液体积的无水乙醇沉淀2h，离心分离得到沉淀，真空干燥后，即得米糠水溶性膳食纤维，提取率为9.52%。
[0026]实施例3
[0027]将米糠于60°C烘干后过60目筛，加入4倍体积的石油醚，于室温下浸泡半小时，真空抽滤收集残渣，重复脱脂3次，后用4倍体积的80%乙醇清洗残留石油醚，干燥后粉碎得脱脂米糠。取上述脱脂米糠以料液比1:20g/mL加入去离子水混合，得脱脂米糠液，加入质量相当于脱脂米糠液质量6 %的木瓜蛋白酶60°C酶解lh，90°C灭酶lOmin后冷却，加入质量相当于脱脂米糠液质量4%的纤维素酶，使用醋酸-醋酸钠调pH至4.8，于50°C使用超声波辅助纤维素酶酶解，超声功率为400W，超声时间为3min，90°C灭酶lOmin后抽滤，滤液蒸发浓缩得到1/3体积的浓缩液。将上述浓缩液加入4倍于浓缩液体积的无水乙醇沉淀2h，离心分离得到沉淀，真空干燥后，即得米糠水溶性膳食纤维，提取率为8.33%。
[0028]实施例4
[0029]将米糠于60°C烘干后过60目筛，加入4倍体积的石油醚，于室温下浸泡半小时，真空抽滤收集残渣，重复脱脂3次，后用4倍体积的80%乙醇清洗残留石油醚，干燥后粉碎得脱脂米糠。取上述脱脂米糠以料液比1:25g/mL加入去离子水混合，得脱脂米糠液，加入质量相当于脱脂米糠液质量6 %的木瓜蛋白酶60°C酶解lh，90°C灭酶lOmin后冷却，加入质量相当于脱脂米糠液质量6%的纤维素酶，使用醋酸-醋酸钠调pH至4.8，于50°C使用超声波辅助纤维素酶酶解，超声功率为250W，超声时间为7min，90°C灭酶lOmin后抽滤，滤液蒸发浓缩得到1/3体积的浓缩液。将上述浓缩液加入4倍于浓缩液体积的无水乙醇沉淀2h，离心分离得到沉淀，真空干燥后，即得米糠水溶性膳食纤维，提取率为9.3%。