一种利用复合酶-热水提取低分子量灵芝水溶性膳食纤维的方法

本发明涉及水溶性膳食纤维提取的，尤其是涉及一种利用复合酶-热水提取低分子量灵芝水溶性膳食纤维的方法。

背景技术：

1、灵芝是担子菌纲多孔菌科灵芝属真菌赤芝和紫芝的总称，又称“灵芝草”、“仙草”，始载于“神农本草经”，具有补中益气、滋阴强壮、扶正固本、延年益寿等功效。灵芝多糖是灵芝的主要成分之一。膳食纤维（df）是一种多糖，它既不能被胃肠道消化吸收，也不能产生能量。可溶性膳食纤维（sdf）则是指聚合度在3以上的可溶且不被人体消化吸收的低分子量多糖。这类物质能刺激肠道蠕动，有利于粪便排出，可预防便秘、直肠癌、痔疮等；可预防动脉粥样硬化和冠心病等心血管疾病的发生；预防胆结石的形成；产生饱腹感，对肥胖病人进食有利，可作为减肥食品；改善耐糖量，可调节糖尿病人的血糖水平，可作为糖尿病人的食品；改善肠道菌群、阑尾炎等。

2、灵芝子实体细胞外壁主要由纤维素、半纤维素、几丁质和木质素等构成，从而使灵芝子实体结构紧密，致使低分子量灵芝水溶性膳食纤维（gdf）等活性成分的提取非常困难，存在提取时间长、提取不完全等缺点。所以如何高效破坏细胞壁来提高灵芝中活性成分的提取提取率是近些年国内外研究的热点之一。目前国内外普遍采用的灵芝膳食纤维的制备方法主要有化学提取法、酶提取法、化学-酶结合提取法、膜分离法和发酵法。另外，还有近几年发展的亚临界水提取法、微波法、超声波法、挤压处理，这些方法都有助于灵芝膳食纤维提取率的提高。其中，酶法提取率较高且更为温和，符合发展环境友好型社会的主题。因此，为了提高灵芝膳食纤维提取率，现在常采用复合酶结合热水浸提方法。

3、殷鹏飞,李昌,聂少平,等.响应面法优化黑灵芝膳食纤维提取工艺[j].食品工业科技, 2013, 34(14):5.doi:cnki:sun:spkj.0.2013-14-053.公开了一种响应面法优化黑灵芝膳食纤维提取工艺，称取3.0g粉碎干燥后的黑灵芝，按照1：10~50的料液比加入ph为8.0±0.1的mes-tris缓冲溶液，搅拌混匀后，放入80~100℃恒温水浴锅中加入定量的耐高温α淀粉酶酶解40~120min，样品冷却到60℃加入定量中性蛋白酶酶解30min，过滤，所得滤液浓缩至10ml，加4倍95%乙醇处理醇沉过夜，在4800r/min离心15min，得到沉淀，洗涤，冷冻干燥，称重，即灵芝可溶性膳食纤维（sdf）。

4、上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述工艺在单因素实验基础上，利用响应面软件，以酶解温度、酶解时间、料液比三因素为实验因素，分别对黑灵芝sdf为响应值进行模型建立和模型预测，得出sdf最佳提取工艺条件分别为：酶解温度98℃，酶解时间103min，料 液 比1：32，在此条件下黑灵芝sdf提取率仅为1.08%，其灵芝可溶性膳食纤维的提取率低，低分子量灵芝水溶性膳食纤维的提取率只会更低，不利于提高灵芝原料的利用率、减少废料的产生，进而会影响相关灵芝产品的开发。

技术实现思路

1、本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种利用复合酶-热水提取低分子量灵芝水溶性膳食纤维的方法，其基于响应面理论，以料液比、复合酶用量、酶解时间三因素为自变量，低分子量灵芝水溶性膳食纤维（gdf）提取率为响应值，利用复合酶-热水提取gdf，具有提高gdf提取率、降低gdf分子量、gdf分子量均一的优点。

2、本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种利用复合酶-热水提取低分子量灵芝水溶性膳食纤维的方法，包括以下步骤，

4、s1将灵芝子实体进行干燥粉碎处理，得到灵芝粉末；

5、s2将所述s1得到的灵芝粉末和磷酸缓冲液混合后，先加入木瓜蛋白酶进行一级酶解处理，酶解完成后煮沸灭酶，再加入纤维素酶和半纤维素酶进行二级酶解处理，酶解完成后煮沸灭酶，得到酶解液；

6、s3将所述s2得到的酶解液进行升温浸提处理，浸提结束后经后处理，得到浸提液；

7、s4将所述s3得到的浸提液和乙醇溶液混合后，先醇沉过夜，再经后处理，得到低分子量灵芝水溶性膳食纤维。

8、进一步地，在所述s1中，控制干燥温度为60~80℃，灵芝粉末的粉碎粒度为40~60目。

9、进一步地，在所述s2中，控制灵芝粉末和磷酸缓冲液的料液比为1g：25~65ml，磷酸缓冲液的ph为5.5~5.7。优选地，控制灵芝粉末和磷酸缓冲液的料液比为1g：61ml。

10、进一步地，在所述s2中，控制木瓜蛋白酶的用量为0.6~1.0wt%，一级酶解的温度为55~65℃、时间为50~70min，煮沸灭酶5~10min。优选地，控制木瓜蛋白酶的用量为0.8wt%，一级酶解的温度为60℃、时间为60min。

11、进一步地，在所述s2中，控制纤维素酶和半纤维素酶的总用量为1~5wt%，纤维素酶和半纤维素酶的用量比为1：0.8~1.2，二级酶解的温度为50~60℃、时间为40~120min，煮沸灭酶5~10min。优选地，控制纤维素酶和半纤维素酶的总用量为3.2wt%，纤维素酶和半纤维素酶的用量比为1：1，二级酶解的温度为55℃、时间为105min。

12、进一步地，在所述s3中，控制升温浸提的温度为80~100℃、时间为30~150min。

13、进一步地，在所述s3中，后处理包括，7500~8500rpm离心5~10min，抽滤得到上清液，蒸发浓缩。

14、进一步地，在所述s4中，控制浸提液和乙醇溶液的体积比为1：3~5，乙醇溶液中的乙醇浓度为95%v/v。

15、进一步地，在所述s4中，后处理包括，4500~5500rpm离心5~10min，65~70℃烘干。

16、进一步地，在所述s4中，低分子量灵芝水溶性膳食纤维的均分子量为3300~3500da，重均分子量为3200~3400da，分子量分布指数为1.000~1.100。

17、综上所述，本发明的有益技术效果为：

18、1.本发明采用响应面法优化提取工艺，在响应面法优化过程中，以料液比、复合酶用量、酶解时间三因素为自变量，gdf提取率为响应值，并根据box-behnken中心组合试验设计原理进行优化，步骤简单，容易实现，有利于提高生产效率和产品品质、降低运行成本、符合绿色化学要求；

19、2.使用本发明方法进行gdf的提取，可以大大提高原料的利用率，减少废料的产生，有利于相关灵芝产品的开发，近年来，随着膳食纤维研究的不断深入，相关功能性食品也不断在开发，因此本发明具有较大实际使用价值；

20、3.选用的生物酶都是食品级，安全有保障，利用木瓜蛋白酶，纤维素酶、半纤维素酶等复合酶对灵芝细胞壁进行破裂分解，易于gdf浸出，从而大幅度提高了gdf提取效率、以及gdf分子量均一，同时降低gdf提取时间，且制得的gdf具有优良的自由基清除效果。

技术特征：

1.一种利用复合酶-热水提取低分子量灵芝水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的一种利用复合酶-热水提取低分子量灵芝水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：在所述s1中，控制干燥温度为60~80℃，灵芝粉末的粉碎粒度为40~60目。

3.根据权利要求1所述的一种利用复合酶-热水提取低分子量灵芝水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：在所述s2中，控制灵芝粉末和磷酸缓冲液的料液比为1g：25~65ml，磷酸缓冲液的ph为5.5~5.7。

4.根据权利要求1所述的一种利用复合酶-热水提取低分子量灵芝水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：在所述s2中，控制木瓜蛋白酶的用量为0.6~1.0wt%，一级酶解的温度为55~65℃、时间为50~70min，煮沸灭酶5~10min。

5.根据权利要求1所述的一种利用复合酶-热水提取低分子量灵芝水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：在所述s2中，控制纤维素酶和半纤维素酶的总用量为1~5wt%，纤维素酶和半纤维素酶的用量比为1：0.8~1.2，二级酶解的温度为50~60℃、时间为40~120min，煮沸灭酶5~10min。

6.根据权利要求1所述的一种利用复合酶-热水提取低分子量灵芝水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：在所述s3中，控制升温浸提的温度为80~100℃、时间为30~150min。

7.根据权利要求1所述的一种利用复合酶-热水提取低分子量灵芝水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：在所述s3中，后处理包括，7500~8500rpm离心5~10min，抽滤得到上清液，蒸发浓缩。

8.根据权利要求1所述的一种利用复合酶-热水提取低分子量灵芝水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：在所述s4中，控制浸提液和乙醇溶液的体积比为1：3~5，乙醇溶液中的乙醇浓度为95%v/v。

9.根据权利要求1所述的一种利用复合酶-热水提取低分子量灵芝水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：在所述s4中，后处理包括，4500~5500rpm离心5~10min，65~70℃烘干。

10.根据权利要求1所述的一种利用复合酶-热水提取低分子量灵芝水溶性膳食纤维的方法，其特征在于：在所述s4中，低分子量灵芝水溶性膳食纤维的均分子量为3300~3500da，重均分子量为3200~3400da，分子量分布指数为1.000~1.100。

技术总结本发明涉及一种利用复合酶‑热水提取低分子量灵芝水溶性膳食纤维的方法，其包括以下步骤，S1将灵芝子实体进行干燥粉碎处理，得到灵芝粉末；S2将所述S1得到的灵芝粉末和磷酸缓冲液混合后，先加入木瓜蛋白酶进行一级酶解处理，酶解完成后煮沸灭酶，再加入纤维素酶和半纤维素酶进行二级酶解处理，酶解完成后煮沸灭酶，得到酶解液；S3将所述S2得到的酶解液进行升温浸提处理，浸提结束后经后处理，得到浸提液；S4将所述S3得到的浸提液和乙醇溶液混合后，先醇沉过夜，再经后处理，得到低分子量灵芝水溶性膳食纤维。本发明基于响应面理论，以料液比、复合酶用量、酶解时间三因素为自变量，低分子量灵芝水溶性膳食纤维（GDF）提取率为响应值，利用复合酶‑热水提取GDF，具有提高GDF提取率、降低GDF分子量、GDF分子量均一的优点。技术研发人员：靳远祥,梁金银,王彩红受保护的技术使用者：浙江工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2