一种用植物乳杆菌发酵花生壳制备可溶性膳食纤维的方法

本发明属于发酵工程，尤其涉及一种用植物乳杆菌发酵花生壳制备可溶性膳食纤维的方法。

背景技术：

1、花生壳中粗纤维含量可达70％左右，可以作为膳食纤维的优质来源。此外，花生壳中的膳食纤维有良好的功能特性和抗氧化性，可以清肠通便、减少血液中胆固醇、减缓血糖窜升，降低患心脏病、肥胖症和肠道类疾病的风险。目前，我国的大部分花生壳仍用于制作饲料和肥料，导致花生壳的附加值与利用率低，造成了严重的资源浪费。

2、目前，膳食纤维的制备方法主要包括粗分离法、化学分离法、酶试剂法、膜分离法、发酵法。粗分离法包括悬浮法和气流分级法，这种方法相对简单，但提取的膳食纤维纯度可能不高。化学分离法涉及将原料干燥、磨碎后，使用化学试剂进行提取。这种方法成本较低，但可能对设备造成腐蚀，且提取过程中需要反复调整酸度、漂洗，可能会带入大量的阴阳离子，影响产品的纯度和色泽。酶试剂法主要利用生物酶制剂处理原料，这种方法高效且无污染，但可控性较差。膜分离法利用高科技的膜分离技术，可以提取分子量大小不同的膳食纤维，但这种方法可能增加生产成本。

3、发酵法利用如保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌对原料进行发酵，这种方法提取的膳食纤维有效成分含量高，污染较少。以花生壳为原料通过微生物发酵花生壳制备可溶性膳食纤维，不仅能使花生加工的副产物得到综合利用，也可以极大的提高产品附加值，具有广阔的开发前景。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种用植物乳杆菌发酵花生壳制备可溶性膳食纤维的方法，本发明的方法能够提高可溶性膳食纤维的产率，并且还能改进可溶性膳食纤维的理化和功能特性，提高了膳食纤维的品质。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种用植物乳杆菌发酵花生壳制备可溶性膳食纤维的方法，包括以下步骤：

3、(1)花生壳水洗净，烘干，粉碎，得花生壳粉；

4、(2)步骤(1)中所述花生壳粉与水混合，调节ph，得发酵培养基；

5、(3)植物乳杆菌种子液接种至步骤(2)中所述发酵培养基中，发酵，得发酵液；

6、(4)步骤(3)中所述发酵液依次经过耐高温α-淀粉酶第一酶解处理，中性蛋白酶第二酶解处理，糖化酶第三酶解处理，得酶解液；

7、(5)步骤(4)中所述酶解液，离心，取上清液旋转蒸发浓缩至原体积1/4，醇沉，取沉淀；

8、(6)步骤(5)中所述沉淀真空冷冻干燥，得可溶性膳食纤维。

9、优选的，步骤(1)中所述烘干的温度为55℃，所述烘干的时间为48h；步骤(1)中所述花生壳粉的粒径为50～70目。

10、优选的，步骤(2)中所述花生壳粉与水混合的比例为1g：75～105ml。

11、优选的，步骤(2)中所述调节ph至5～7。

12、优选的，步骤(3)中所述植物乳杆菌种子液的有效活菌数为1×108～2×108cfu/ml，所述植物乳杆菌种子液的接种量为质量分数7～11％。

13、优选的，步骤(3)中所述发酵的温度为37℃，所述发酵的时间为36～60h。

14、优选的，步骤(4)中所述耐高温α-淀粉酶的用量按照步骤(1)中所述花生壳粉用量计算，耐高温α-淀粉酶：花生壳粉为25μl：1g，所述耐高温α-淀粉酶的酶活力为≥20000u/ml；步骤(4)中所述第一酶解处理的ph为6.5～7.5，所述第一酶解处理的温度为94～96℃，所述第一酶解处理的时间为30～40min。

15、优选的，步骤(4)中所述中性蛋白酶的用量按照步骤(1)中所述花生壳粉用量计算，中性蛋白酶：花生壳粉为10mg：1g，所述中性蛋白酶的酶活力为≥50u/mg；步骤(4)中所述第二酶解处理的ph为6.5～7.5，所述第二酶解处理的温度为54～56℃，所述第二酶解处理的时间为20～40min。

16、优选的，步骤(4)中所述糖化酶的用量按照步骤(1)中所述花生壳粉用量计算，糖化酶：花生壳粉为25μl：1g，所述糖化酶的酶活力为≥100000u/ml；步骤(4)中所述第三酶解处理的ph为4.1～4.5，所述第三酶解处理的温度为58～62℃，所述第三酶解处理的时间为20～40min。

17、优选的，步骤(5)中所述离心的转速为5000r/min，所述离心的时间为15～20min。

18、优选的，步骤(5)中所述旋转蒸发浓缩的转速为40～50rpm，所述旋转蒸发浓缩的温度为40～50℃，所述旋转蒸发浓缩的时间为20～30min。

19、优选的，步骤(5)中所述醇沉为与4倍体积的质量浓度为95％的乙醇水溶液混合，4℃静置12～24h。

20、优选的，步骤(6)中所述真空冷冻干燥的真空度为20～30pa，所述真空冷冻干燥的温度为-40～-50℃，所述真空冷冻干燥的时间为36～48h。

21、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

22、本发明提供了一种用植物乳杆菌发酵花生壳制备可溶性膳食纤维的方法，选用花生加工处理后产生的含有丰富的粗纤维及其它营养成分的副产物花生壳；植物乳杆菌发酵过程中对花生壳的粗纤维等组分的降解和空间结构的破坏有效提高了可溶性膳食纤维的含量；采用微生物发酵体系替代常用的酸、碱等溶剂及超声提取等方法，条件温和，绿色环保，所用菌株有益生效果，符合保健食品的生产要求。

技术特征：

1.一种用植物乳杆菌发酵花生壳制备可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所述制备可溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(1)中所述烘干的温度为55℃，所述烘干的时间为48h；步骤(1)中所述花生壳粉的粒径为50～70目。

3.根据权利要求1所述制备可溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(2)中所述花生壳粉与水混合的比例为1g：75～105ml。

4.根据权利要求1所述制备可溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(2)中所述调节ph至5～7。

5.根据权利要求1所述制备可溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(3)中所述植物乳杆菌种子液的有效活菌数为1×108～2×108cfu/ml，所述植物乳杆菌种子液的接种量为质量分数7～11％。

6.根据权利要求1所述制备可溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(3)中所述发酵的温度为37℃，所述发酵的时间为36～60h。

7.根据权利要求1所述制备可溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(4)中所述耐高温α-淀粉酶的用量按照步骤(1)中所述花生壳粉用量计算，耐高温α-淀粉酶：花生壳粉为25μl：1g，所述耐高温α-淀粉酶的酶活力为≥20000u/ml；步骤(4)中所述第一酶解处理的ph为6.5～7.5，所述第一酶解处理的温度为94～96℃，所述第一酶解处理的时间为30～40min。

8.根据权利要求1所述制备可溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(4)中所述中性蛋白酶的用量按照步骤(1)中所述花生壳粉用量计算，中性蛋白酶：花生壳粉为10mg：1g，所述中性蛋白酶的酶活力为≥50u/mg；步骤(4)中所述第二酶解处理的ph为6.5～7.5，所述第二酶解处理的温度为54～56℃，所述第二酶解处理的时间为20～40min。

9.根据权利要求1所述制备可溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(4)中所述糖化酶的用量按照步骤(1)中所述花生壳粉用量计算，糖化酶：花生壳粉为25μl：1g，所述糖化酶的酶活力为≥100000u/ml；步骤(4)中所述第三酶解处理的ph为4.1～4.5，所述第三酶解处理的温度为58～62℃，所述第三酶解处理的时间为20～40min。

10.根据权利要求1所述制备可溶性膳食纤维的方法，其特征在于，步骤(5)中所述醇沉为与4倍体积的质量浓度为95％的乙醇水溶液混合，4℃静置12～24h。

技术总结本发明公开了一种用植物乳杆菌发酵花生壳制备可溶性膳食纤维的方法，属于发酵工程技术领域，提供的用植物乳杆菌发酵花生壳制备可溶性膳食纤维的方法，包括以下步骤：花生壳水洗净，烘干，粉碎，得花生壳粉，与水混合，调节pH，得发酵培养基；植物乳杆菌种子液接种至发酵培养基中，发酵，得发酵液，依次经过耐高温α‑淀粉酶、中性蛋白酶和糖化酶酶解处理，得酶解液，离心，取上清液旋转蒸发浓缩至原体积1/4，醇沉，取沉淀，真空冷冻干燥，得可溶性膳食纤维。本发明的方法能够提高可溶性膳食纤维的产率，并且还能改进可溶性膳食纤维的理化和功能特性，提高了膳食纤维的品质。技术研发人员：代永刚,迟燕平,魏玉玲,刘香英,刘佳彤,高明,李洋,王亮,宋志峰受保护的技术使用者：吉林省农业科学院（中国农业科技东北创新中心）技术研发日：技术公布日：2024/11/14