本發明專利技術公開了一種以馬鈴薯渣為原料同時制備富含生物蛋白的膳食纖維和果膠的工藝方法，包括采用雙螺旋擠壓機對新鮮的馬鈴薯渣進行擠壓膨化處理、膠體磨精磨處理、超聲破碎和酸化水解處理、復合淀粉酶酶解處理和復合酵母菌發酵培養處理，對發酵液經離心，收集沉淀干燥得富含生物蛋白的馬鈴薯膳食纖維，上清液經超濾濃縮，干燥得果膠。本發明專利技術充分利用了馬鈴薯渣中淀粉資源，在制備得到富含生物蛋白的馬鈴薯膳食纖維的同時，也得到了馬鈴薯果膠。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及食品加工
，尤其涉及一種。
技術介紹
我國是世界上最大的馬鈴薯生產國和消費國，據世界糧農組織(FAO)統計，2012年世界馬鈴薯種植面積為1.92X 107hm2，產量3.65X 108t，其中我國馬鈴薯種植面積和產量分別為5.43 X 106hm2，8.59 X 107t，分別占世界馬鈴薯種植面積和產量的28.28 %和23.53%。目前，我國約有萬噸級規模馬鈴薯加工企業60余家，小企業數千家，馬鈴薯淀粉年加工量5X105t左右。馬鈴薯渣是馬鈴薯淀粉生產過程中的副產物，生產It馬鈴薯淀粉約產生2-3t薯渣。馬鈴薯渣含水量約80%以上，干物質主要成分為淀粉(45-60%)、膳食纖維(28-40% )，因其蛋白含量(約6-9% )低，粗纖維含量高，適口性差，作為飼料使用營養價值低，此外，馬鈴薯淀粉受原料供應影響，生產季節集中，通常情況下，馬鈴薯渣被作為廢棄物丟棄，極大污染廠區周圍環境和浪費馬鈴薯渣中淀粉和膳食纖維資源。膳食纖維為一類不能被人體腸道消化吸收的植物細胞壁組成部分，這些部分包括纖維素、半纖維素和木質素等。膳食纖維在保障人體健康方面扮演著非常重要角色，很多疾病如便秘、肥胖、心血管系統疾病、結腸癌、糖尿病等都與膳食纖維攝入量不足有很大關系。果膠是一類主要由半乳糖醛酸通過α-1，4糖苷鍵鏈接而成的水溶性雜多糖，半乳糖醛酸占70%左右，除半乳糖醛酸外，果膠中還含有鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖等中性糖。在食品行業中，果膠已廣泛被用作乳化劑、膠凝劑和增稠劑，用來提高粘度、產生膠體結構、控制結晶、防止脫水、改善質構、防止風味物質流失以及延長食品體系穩定性等。現有的針對馬鈴薯渣膳食纖維和果膠提取工藝中，馬鈴薯渣膳食纖維提取方法主要有生物酶法、米根霉結合白地霉發酵法、酸法等，馬鈴薯果膠提取工藝主要有酸法、微波輔助酸法、超聲波輔助酸法。然而，馬鈴薯膳食纖維和果膠提取只是分步進行，且在馬鈴薯膳食纖維、果膠提取過程中，馬鈴薯渣中淀粉酸、生物酶水解產物未能有效利用，造成了資源極大浪費。淀粉水解糖化產物可以作為酵母菌的碳源，生產酵母，獲得酵母單細胞生物蛋白。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種能充分利用馬鈴薯渣中淀粉資源，制備富含生物蛋白的馬鈴薯膳食纖維并同時獲得馬鈴薯果膠的工藝方法。為達到上述專利技術目的，本專利技術提供一種，包括如下工藝步驟:(I)采用雙螺桿擠壓機對新鮮的馬鈴薯渣進行擠壓膨化處理，所述的馬鈴薯渣的含水量為35-40wt%，進料速度為40-50r/min，螺桿轉速100_120r/min，擠壓溫度分為5個區段，擠壓溫度變化為65-85-110-135-150°C ；(2)將步驟(1)處理后的馬鈴薯渣按料液比1: 5-10的重量體積比(g/mL)加水攪拌懸濁后，采用膠體磨進行研磨，至形成質地均勻、手感細膩狀溶液；(3)調節步驟⑵處理后的溶液pH值至2.0-2.5，于80-90 °C下超聲處理45-90min，超聲處理的功率為300-500W ；(4)調節步驟(3)處理后的馬鈴薯渣懸浮液pH值至5.0-5.5，加入復合淀粉酶酶解1.5-4h，獲得酶解糖化液，所述復合淀粉酶與馬鈴薯渣懸浮液的重量體積比為0.5-1:100 (g/mL)；(5)將步驟(4)制得的酶解糖化液轉入發酵罐中，添加2.5%W/v的尿素，2.5%w/ν的硫酸銨，0.2% w/v的磷酸二氫鉀攪拌均勻，接種1-1.5% w/v的復合酵母菌進行發酵培養 72-96h ；(6)將步驟(5)制得的發酵液在3000-5000g下離心20_40min，分別收集沉淀物和上清液，沉淀物經干燥即獲得富含生物蛋白的馬鈴薯膳食纖維，取上清液經截留分子量3kDa的超濾膜進行超濾濃縮、干燥后即獲得馬鈴薯果膠。進一步的，所述的步驟(4)中，所述的復合淀粉酶按重量比計由^-淀粉酶、0_淀粉酶和糖化酶按照2:I:2的比例組成。進一步的，所 述的步驟(5)中，所述的復合酵母菌重量比計為由啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、葡萄汁酵母(Saccharomyces uvarum)和漢遜酵母(Hansenula)按照3:1:1的比例組成。本專利技術有益效果在于:1.針對馬鈴薯加工產業發展現狀，解決困擾馬鈴薯淀粉加工中存在馬鈴薯渣綜合利用程度低、污染環境的不利局面，以馬鈴薯渣為原料，開展馬鈴薯膳食纖維和果膠提取。采用一個工藝流程，在制備富含生物蛋白的馬鈴薯膳食纖維的同時，獲得馬鈴薯果膠產品，并充分利用馬鈴薯渣中的淀粉資源，實現了馬鈴薯渣生物資源的有效利用。2.本專利技術以馬鈴薯渣為原料，采用雙螺桿擠壓機進行擠壓膨化，使馬鈴薯渣在擠壓機內受熱、受壓從而導致其結構坍塌，結合膠體磨的精磨漿以及超聲波破碎和酸化水解處理，使馬鈴薯渣充分地被微細化處理，且對其中的淀粉進行酸水解，同時超聲破碎也促使其中的果膠物質游離出來，有利于提高后續的復合淀粉酶的酶解效果和果膠得率。3.采用由α-淀粉酶、淀粉酶和糖化酶組成的特定復合淀粉酶對預處理后的馬鈴薯渣懸浮液進行酶解處理，其中的α-淀粉酶主要用于淀粉的液化，β-淀粉酶和糖化酶用于糖化，并以酶解處理后的糖化液作為原料，加入尿素、硫酸銨和磷酸二氫鉀后，接種由啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、葡萄汁酵母(Saccharomycesuvarum)和漢遜酵母(Hansenula)組成的特定復合酵母菌進行發酵，其中的啤酒酵母和葡萄汁酵母利用糖化液中的小分子糖作為碳源，而漢遜酵母則還能夠進一步利用啤酒酵母和葡萄汁酵母發酵產生的酒精作為碳源，并產生乙酸乙酯，能夠增加終產品的香味。對發酵液采用離心分離和超濾膜截留即能夠獲得富含生物蛋白的馬鈴薯膳食纖維和馬鈴薯果膠。4.本專利技術的工藝方法制得的馬鈴薯膳食纖維產品的得率高達85.34%，馬鈴薯果膠產品得率達31.08%，且馬鈴薯膳食纖維產品中，蛋白質含量達20.18%，膳食纖維含量達74.37 % ;馬鈴薯果膠產品中，果膠含量達88.95 %。5.本專利技術的工藝方法工藝較為簡單，易于操作和大規模推廣應用，制得的馬鈴薯膳食纖維和果膠的得率和純度均很高，并賦予了馬鈴薯膳食纖維更多的營養特性和保健功能，極大擴展了馬鈴薯膳食纖維在食品工業中應用價值和前景。【具體實施方式】下面結合實施例對本專利技術的
技術實現思路
進行說明，實施例不構成對本專利技術的限制。實施例1:一種，包括如下工藝步驟:(I)采用雙螺桿擠壓機對新鮮的馬鈴薯渣進行擠壓膨化處理，所述的馬鈴薯渣的含水量為35wt%，進料速度為50r/min，螺桿轉速120r/min，擠壓溫度分為5個區段，擠壓溫度變化為 65-85-110-135-150°C ；(2)將步驟(I)處理后的馬鈴薯渣按料液比1: 10的重量體積比(g/mL)加水攪拌懸濁后，采用膠體磨進行研磨，至形成質地均勻、手感細膩狀溶液；(3)調節步驟(2)處理后的溶液pH值至2.0，于90°C下超聲處理45min，超聲處理的功率為350W ；(4)調節步驟(3)處理后的馬鈴薯渣懸浮液pH值至5.0，加入復合淀粉酶酶解4h，獲得酶解糖化液，所述復合淀粉酶與馬鈴薯渣懸浮液的重量體積比為0.5: 100(g/mL)，所述的復合淀粉酶由α-淀粉酶、β_淀粉酶和糖化本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種以馬鈴薯渣為原料同時制備富含生物蛋白的膳食纖維和果膠的工藝方法，其特征在于，包括如下工藝步驟：(1)采用雙螺桿擠壓機對新鮮的馬鈴薯渣進行擠壓膨化處理，所述的馬鈴薯渣的含水量為35?40wt％，進料速度為40?50r/min，螺桿轉速100?120r/min，擠壓溫度分為5個區段，擠壓溫度變化為65?85?110?135?150℃；(2)將步驟(1)處理后的馬鈴薯渣按料液比1︰5?10的重量體積比加水攪拌懸濁后，采用膠體磨進行研磨，至形成質地均勻、手感細膩狀溶液；(3)調節步驟(2)處理后的溶液pH值至2.0?2.5，于80?90℃下超聲處理45?90min，超聲處理的功率為300?500W；(4)調節步驟(3)處理后的馬鈴薯渣懸浮液pH值至5.0?5.5，加入復合淀粉酶酶解1.5?4h，獲得酶解糖化液，所述復合淀粉酶與馬鈴薯渣懸浮液的重量體積比為0.5?1︰100；(5)將步驟(4)制得的酶解糖化液轉入發酵罐中，添加2.5％w/v的尿素，2.5％w/v的硫酸銨，0.2％w/v的磷酸二氫鉀攪拌均勻，接種1?1.5％w/v的復合酵母菌進行發酵培養72?96h；(6)將步驟(5)制得的發酵液在3000?5000g下離心20?40min，分別收集沉淀物和上清液，沉淀物經干燥即獲得富含生物蛋白的馬鈴薯膳食纖維，取上清液經截留分子量3kDa的超濾膜進行超濾濃縮、干燥后即獲得馬鈴薯果膠。...
【技術特征摘要】
1.一種以馬鈴薯渣為原料同時制備富含生物蛋白的膳食纖維和果膠的工藝方法，其特征在于，包括如下工藝步驟: (1)采用雙螺桿擠壓機對新鮮的馬鈴薯渣進行擠壓膨化處理，所述的馬鈴薯渣的含水量為35-40wt %，進料速度為40-50r/min，螺桿轉速100_120r/min，擠壓溫度分為5個區段，擠壓溫度變化為65-85-110-135-150°C ； (2)將步驟(I)處理后的馬鈴薯渣按料液比1: 5-10的重量體積比加水攪拌懸濁后，采用膠體磨進行研磨，至形成質地均勻、手感細膩狀溶液； (3)調節步驟(2)處理后的溶液pH值至2.0-2.5，于80-90°C下超聲處理45-90min，超聲處理的功率為300-500W ； (4)調節步驟(3)處理后的馬鈴薯渣懸浮液pH值至5.0-5.5，加入復合淀粉酶酶解1.5-4h，獲得酶解糖化液，所述復合淀粉酶與馬鈴薯渣懸浮液的重量體積比為0.5-1:100 ； (5)將...
【專利技術屬性】
技術研發人員：梅新，木泰華，于明，何建軍，何偉忠，施建斌，陳學玲，關健，
申請(專利權)人：湖北省農業科學院農產品加工與核農技術研究所，
類型：發明
國別省市：湖北;42
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