CN103416694B - 一种利用复合酶直接酶解葛根原料生产即食葛根粉的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用复合酶直接酶解葛根原料生产即食葛根粉的方法，其先将新鲜葛根洗净切成3-6mm厚度，以恒温54-56℃烘干到水分含量为5-6%，粉碎过110-120目筛，得葛根粗粉；再用纤维素酶和茁酶多糖酶同时处理葛根粗粉，其中茁酶多糖酶用量17-19U/（g葛粉），纤维素酶用量1.18×10⁴-1.22×10⁴U/（g葛粉），底物浓度为14-16%，酶解时间2.8-3.0h，酶解温度54-56℃，酶解后将其置于沸水浴中灭活5min，待酶解液冷却到酶解温度时以3400-3500rpm离心15-16min，收集上清液，浓缩冷冻干燥得到即食葛根粉。此方法工艺简单，反应条件温和，产品得率高，溶解性好，黄酮保留率高。

Description

一种利用复合酶直接酶解葛根原料生产即食葛根粉的方法

技术领域

 本发明涉及一种葛根粉的制备方法，特别是一种利用纤维素酶和茁酶多糖酶组成的复合酶酶解葛根薄片生产即食葛根粉的方法。

背景技术

葛根是豆科蝶形花亚科葛属植物野葛或甘葛的根，主要分布在海拔在100-2000m之间的温带和亚热带地区。全世界有葛属植物20多种，主要分布在中国、印度、日本等亚洲地区；我国拥有8种传统葛属植物和2个变种，目前野生资源和引种栽培的种类共有15种。野葛在我国除新疆西藏外的大部分省区均有分布，粉葛目前以人工栽培为主。我国葛类年产在150万吨以上，资源上占有绝对优势。其中小部分作为药材使用和生产葛根淀粉，还有相当多的资源没有得到开发利用。

葛粉含有丰富的蛋白质和多种必需氨基酸及微量元素，具有增强体质，促进健康，预防疾病的作用。近年来由于葛根的保健功能和经济价值逐渐被认识，葛类制品已受到人们的关注。以葛粉为原料制作的各种食品在国际市场尤其是在日本市场上倍受消费者青睐。国内外均出现葛根淀粉食品加工企业，但生产出的葛根淀粉良莠不齐。市场上销售的葛粉只是从葛根中洗脱出来的淀粉，除仅仅只利用了葛根中的淀粉成分的局限性外，还有产品不能直接冲服，须用冷水调匀分散经过较长时间煮沸后才能食用的缺点，食用较麻烦。目前也有关于速溶葛粉的研究的报道，甚至市面上也有标注为“速溶”的葛粉，但其冲调性并不理想，成糊性不好，没有明显的透明胶体的性状。

本发明针对现有的速溶葛粉生产只是利用葛根中分离出来的淀粉为原料进行改性、其产品冲调性和透明性较差的技术瓶颈，利用纤维素酶和茁酶多糖酶混合酶同时对葛根原料进行处理，开发一种用温开水一冲就可即食用葛根粉产品，同时使葛粉冲调后即能形成均一、稳定的胶体，提高其冲调稳定性、透明性和分散性，具备良好的溶解性。本发明既开发了新产品，又充分利用了原料，提高了制率，降低了成本，大大提高产品的附加值，对山区经济有重大的促进作用，产生巨大的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术只利用现成的葛根淀粉进行改性，所生产产品的冲调性和分散性较差的技术瓶颈，提供一种高效、安全、低成本的即食葛根粉的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种利用复合酶直接酶解葛根原料生产即食葛根粉的方法，其包括下列步骤：

（1）葛根前处理：将新鲜葛根洗净后切成3mm-6mm厚度的薄片，以恒温54℃-56℃烘干到水分含量为5%-6%，粉碎过110目-120目筛，得葛根粗粉。

（2）用纤维素酶和茁酶多糖酶同时处理葛根粗粉：将葛根粗粉配制成底物浓度为14%-16%的葛根粗粉溶液，同时添加纤维素酶和茁酶多糖酶，其中茁酶多糖酶用量17U-19U/（g葛根粗粉），纤维素酶用量1.18×10U⁴-1.22×10⁴U/（g葛根粗粉），在温度为54℃-56℃下不断搅拌酶解2.8h -3.0h，酶解后将其置于沸水中灭活5min，待酶解液冷却到54℃-56℃时以3400rpm-3500rpm离心15min -16min，收集上清液，浓缩冷冻干燥得到即食葛根粉。

下面对本发明中用到的试验原料、试剂、检测数据、检测方法及如何得到本发明方法进行说明：

1.用到的试验原料及试剂

葛根（湘西一年半生），茁酶多糖酶（购自上海楷洋生物技术有限公司，比活力5U/mg），纤维素酶（购自上海楷洋生物技术有限公司，比活力400u/mg）。

2.检测内容及方法

2.1计算还原糖当量(DE)值

称取1.000g葛粉于100ml容量瓶中，加水60ml，在55℃水浴中加热2h，每5分钟震荡一次。冷却后定容，混匀放置20min，6000rpm，20min离心后取上清液，取2ml于25ml容量瓶中，加入1.5mlDNS试剂在沸水中水浴5min后取出，冰浴冷却至室温，用蒸馏水定容至25mL，颠倒混匀，在540nm波长处测其吸光度。以空白调零，以葡萄糖标样作标准曲线，求出样品中还原糖的含量。

DE=淀粉水解物还原糖含量×100/干物质重

2.2 葛根溶解度的测定

称30.0 g 即食葛根粉，加100 ml 60 ℃温开水，充分搅拌5 min后于3000rpm离心15min，倾出离心管上清液，用棉栓仔细拭清管壁后用少量水将沉淀物洗入已恒量的称量皿中，先在水浴上蒸干，再于100℃干燥1 h，置干燥器中冷却到室温，称量，再于100℃干燥30 min后，取出冷却称量，至直恒重。

结果计算

X（%）=100-[(M₁ – M₂)*100/M₃]

式中：X：试样的溶解度（%）; M₁：称量皿加不溶物质量(g) ; M₂：称量皿质量 (g );M₃：试样质量 (g〕。

2.3 葛根总黄酮的测定

用芦丁做标准品采用三氯化铝比色法测定。

3．试验步骤

3.1葛根前处理

将新鲜葛根洗净后切成3mm-6mm厚度的薄片，以恒温54℃-56℃烘干到水分含量为5%-6%，粉碎过110目-120目筛，得葛根粗粉。

3.2用葛根粗粉直接生产即食葛根粉

称取确一定量的葛粗粉，加入适量的温开水，配成葛根粗粉溶液浓度是14%-16%，试验过程中不断搅拌。在54℃-56℃条件下保温2.8h-3.0h，之后在沸水浴中保温5min，冷却到54℃-56℃时以3500 rpm离心15min -16min，收集上清液，浓缩冷冻干燥得到速溶即食葛根粉。葛粉的DE值15.03-15.32，得率为2.75-3.02%，溶解度为10.90%-11.13%，黄酮保留率为58.11%-58.83%。

3.3 茁酶多糖酶水解葛根生产即食葛根粉

通过对茁酶多糖酶水解葛根粗粉的底物浓度、酶用量、酶解时间、酶解温度的单因素试验，确定各因素的最佳范围，设计正交试验，为使酶与底物充分接触，试验过程中不断搅拌。正交试验得到酶解效果最优组合为底物浓度14%-16%，酶用量17 U -19 U/(g葛粉)，酶解时间2.6h-2.8h，酶解温度55℃-58℃。酶解后将其置于沸水浴中灭活5min，待酶解液冷却到酶解温度时以3400rpm-3500rpm离心15 min -16min，收集上清液，浓缩后冷冻干燥得到速溶即食葛根粉。得到葛粉产品的DE值为44.16-45.50，得率为33.09%-34.11%,溶解度为17.91%-18.17%，黄酮保留率为52.13%-53.02%。

3.4 纤维素酶水解葛根生产即食葛根粉

通过对纤维素酶水解葛根粗粉的底物浓度、酶用量、酶解时间、酶解温度的单因素试验，确定各因素的最佳范围，设计正交试验，为使酶与底物充分接触，试验过程中不断搅拌。正交试验得到酶解效果最优组合为底物浓度14%-16%，酶用量1.18×10⁴ U -1.22×10⁴U/（g葛粉），酶解时间2.8h -3.0h，酶解温度54℃-56℃。，酶解后将其置于沸水浴中灭活5min，待酶解液冷却到酶解温度时以3400rpm-3500rpm离心15min -16min，得到葛粉产品的DE值为33.18-35.34，得率为31.43%-32.55%，溶解度为15.21%-15.07%，黄酮保留率为58.02%-59.18%。

3.5复合酶水解葛根生产即食葛根粉

上述试验3.2-3.4的结果充分说明添加酶水解葛根原料生产即食葛根粉具有明显的效果，但如果在加工过程中分两步进行酶解会延长加工时间，增加生产成本。因两种酶作用底物不同，相互没有竞争和干扰，因而可以同时进行酶解。参照两种酶的最优酶解条件将两种酶混合添加采用复合酶解的方式进行水解，为使酶与底物充分接触，试验过程中不断搅拌，得到最优的复合酶解工艺为：茁酶多糖酶用量17 U -19U/（g葛粉），纤维素酶用量1.18×10⁴ U -1.22×10⁴U/（g葛粉），底物浓度为14%-16%，酶解时间2.8 h -3.0h，酶解温度54℃-56℃，酶解后将其置于沸水浴中灭活5min，待酶解液冷却到酶解温度时以3400rpm-3500rpm离心15min-16min，收集上清液，浓缩冷冻干燥得到速溶即食葛根粉。酶解后葛粉的DE值达50.33-51.65,得率为42.35%-44.66%，溶解度为20.90%-21.13%，黄酮保留率为50.34%-50.78%。 

4．创新性

相对于目前葛根粉的生产技术，本发明具有以下创新性：

4.1本发明的技术是充分利用原材料，高效、低成本地开发新产品的技术

目前报道的速溶葛根粉生产只是采用从葛根中洗脱出来的淀粉为原料进行改性制备，且并不是真正的“速溶”，本发明则采用由纤维素酶和茁酶多糖酶组成的复合酶直接酶解葛根原料进行制备即食葛根粉，充分利用葛根原料中的淀粉和纤维素、半纤维素等多种内含成分，减少了葛根淀粉洗脱制备这道工序及残渣排放，降低了生产成本，提高的生产效率。

4.2充分利用复合酶的作用，反应条件温和，环境友好

本发明采用的是纤维素酶和茁酶多糖酶复合进行酶解，酶解时间短，生产过程采用的温度不高，反应条件温和，节约了能源；全过程不使用其他任何化学试剂，避免了环境污染，是环境友好项目。

4.3产品得率高，溶解性能好，品质好

葛根细胞外有一层细胞壁，主要由纤维素构成，纤维素酶可促进纤维素、半纤维素分解成小分子物质，促进植物细胞壁的溶解，使更多的细胞内含物溶解出来；葛根淀粉中含有支链淀粉和直链淀粉，主要是支链淀粉，且均难溶于冷水及温水，茁酶多糖酶能够专一性切开支链淀粉分支点中的α-1,6糖苷键，切下整个分支结构，形成直链淀粉。通过添加纤维素酶和茁酶多糖酶可以水解纤维素和淀粉，其作用底物不同，充分水解两大类多糖分子物质，形成小分子物质，提高溶解性。整个过程相对低温，且通过提高酶解液离心转速，减少上清液中不溶成分，产品溶解性有很大提高。葛粉冲调后即能形成均一、稳定的胶体，其冲调稳定性、透明性和分散性提高，并具备良好速溶性。黄酮是葛根中的一类有效成分，传统的葛根粉制备工序中，绝大部分都留在葛根渣中废弃了，本发明在改善葛根淀粉的溶解特性的同时保留了较多的葛根黄酮。

具体实施方式

实施例一

将新鲜葛根洗净后去皮,切成4mm厚度的薄片，以55℃恒温烘干至水分质量百分含量为5%，粉碎过120目筛，制备成葛根粗粉。

称取葛根粗粉300.0 g ，加水1700 ml配制成底物浓度为15%的葛根粗粉溶液，茁酶多糖酶的添加量为18U/g底物及纤维素酶用量为1.2×10⁴ U/g底物，在温度55 ℃条件下不断搅拌酶解时间3.0 h，然后将其置于沸水浴中灭活5min，冷却到55℃后以3500 rpm离心15 min，收集上清液，浓缩冷冻干燥得到即食葛粉。测定即食葛根粉的DE值达50.44，黄酮保留量为50.31%，得率为44.24 %，溶解度为21.06%。即食葛根粉溶解成稳定的胶体状。

实施例二

将新鲜葛根洗净后去皮,切成5 mm厚度的薄片，以55 ℃恒温烘干到水分质量百分含量为6%，粉碎过110目筛，制备成葛根粗粉。

称取葛根粗粉450.0 g ，加水2550 ml配制成底物浓度为15%的葛根粗粉溶液，茁酶多糖酶的添加量为19 U/g底物及纤维素酶用量为1.18×10⁴ U/g底物，在温度54℃条件下不断搅拌酶解时间2.9 h，然后将其置于沸水浴中灭活5 min，冷却到54℃后以3400 rpm离心15min，收集上清液，浓缩冷冻干燥得即食葛粉。测定即食葛根粉的DE值达51.03，黄酮保留量为50.37%，得率为43.79 %，溶解度为20.86%。即食葛根粉溶解成稳定的胶体状。

Claims (1)

1. 一种利用复合酶直接酶解葛根原料生产即食葛根粉的方法，其特征在于包括下列步骤：

（1）葛根前处理：将新鲜葛根洗净后切成3mm-6mm厚度的薄片，以恒温54℃-56℃烘干到水分含量为5%-6%，粉碎过110目-120目筛，得葛根粗粉；

（2）用纤维素酶和茁酶多糖酶同时处理葛根粗粉：将葛根粗粉配制成底物浓度为14%-16%的葛根粗粉溶液，同时添加纤维素酶和茁酶多糖酶，其中茁酶多糖酶用量17U-19U/（g葛根粗粉），纤维素酶用量1.18×10⁴U-1.22×10⁴U/（g葛根粗粉），在温度为54℃-56℃下不断搅拌酶解2.8h -3.0h，酶解后将其置于沸水浴中灭活5min，待酶解液冷却到酶解温度54℃-56℃时以3400rpm-3500 rpm离心15min -16 min，收集上清液，浓缩冷冻干燥得到即食葛根粉。