一种利用乳酸菌发酵从红薯废渣中提取果胶的方法

本发明涉及果胶提取，具体涉及一种利用乳酸菌发酵从红薯废渣中提取果胶的方法。

背景技术：

1、果胶是植物细胞壁的重要组成部分，柑橘，柚子，柠檬等果皮和苹果等皮渣中含有丰富的果胶，目前市售果胶的主要来源是柑橘属水果的果皮和苹果皮渣。当前，红薯依然是最主要的粮食作物之一。红薯大部分用来加工生产淀粉，在其加工过程中产生了大量的红薯废渣。红薯废渣中带有大量水分和腐败微生物，如果不及时处理，会因腐败产生恶臭，污染环境。由于技术限制，只有少部分薯渣作为饲料或者有机肥使用，并不能物尽其用。红薯生产淀粉后的红薯废渣中含有丰富的天然低酯果胶，含量在10%～30%左右，可作为生产果胶的原料来源。

2、常用的果胶生产方法有酸解法、微生物法、金属螯合剂法和酶法等。国内生产主要用酸解法，酸解法方便快捷，容易操作，常用强酸提取，乙醇沉淀。常规酸解法制备果胶利用的是硝酸等强酸，作用强度大，产量低，品质不稳定，且使用后具有回收难，处理难，污染环境等诸多问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种利用乳酸菌发酵从红薯废渣中提取果胶的方法，用乳酸菌发酵代替传统强酸水解生产红薯果胶，产量大且品质好，提高了红薯的附加值和经济效益。

2、本发明的技术方案：

3、一种利用乳酸菌发酵从红薯废渣中提取果胶的方法，包括以下步骤：

4、步骤1、将红薯渣研磨粉碎，向红薯渣中加一定比例的水配成悬浊液，加热到70℃，加入一定比例的α-淀粉酶，保持70℃恒温搅拌1h。

5、步骤2、将经步骤1处理后的红薯渣悬浊液转移至发酵罐中灭菌，降温至40℃左右接入植物乳植杆菌ld1.0026发酵液，植物乳植杆菌ld1.0026发酵液的接种量为红薯渣悬浊液体积的3～5%，37℃培养4～6h；

6、步骤3、将步骤2获得的液体加热到80～100℃，并经超声波辅助提取90min，使果胶充分溶解；通过水解破坏原果胶与其它多糖分子间的相互链接，游离果胶；

7、步骤4、将步骤3水浴提取后的混合物以9000g离心30min，去沉淀，取上清；

8、步骤5、将步骤4得到的上清液与75%～80%乙醇按照一定比例混合，于4℃静置80min，充分沉淀； 乙醇加入果胶的水溶液中形成醇-水的混合体系，从而使果胶以沉淀的方式析出；

9、步骤6、将步骤5静置后得到的混合液以9000g离心30min，去上清，沉淀即为粗提取果胶，加适量75%～80%乙醇清洗沉淀，再次重复步骤6将沉淀清洗两次，烘干即得果胶；

10、步骤7、将步骤6所得的果胶粉碎即为红薯果胶原胶。

11、所述步骤2中植物乳植杆菌ld1.0026的分类命名为植物乳植杆菌 lactiplantibacillus plantarum，于2024年08月14日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为中国北京，保藏编号为cgmcc no.31579。

12、进一步地，所述步骤1中红薯渣与水的体积比为1:9，α-淀粉酶添加量为红薯渣质量的0.1%～0.3%。

13、红薯渣与水的体积比为1:9，此比例有助于红薯渣中的淀粉充分溶解在水中，便于后续的酶解反应。

14、α-淀粉酶是一种能够水解淀粉的酶，可将淀粉分解成麦芽糖等小分子糖类。在红薯渣处理过程中，添加适量α-淀粉酶可以加速淀粉的水解反应，提高水解效率。添加量控制在红薯渣质量的0.1%～0.3%之间，既能够确保酶解反应的进行，又不会造成酶的浪费。

15、α-淀粉酶在特定ph值范围内具有最佳活性。因此，在处理过程中需要调节溶液的ph值至适宜范围（通常为6.0～7.0），以确保酶解反应顺利进行。

16、进一步地，所述步骤2中灭菌条件为121℃灭菌20min，植物乳植杆菌的接种量为红薯渣悬浊液体积的3%～5%。

17、进一步地，所述步骤5中得到的上清液与75%～80%乙醇的比例为2:3。

18、进一步地，所述步骤6中烘干温度为45～60℃。

19、本发明还提供上述制备方法制得的果胶及其在食品、医疗、日化及纺织行业中的应用。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、本发明方法制得的果胶比常规酸法提取的果胶产率和纯度更高，乳酸菌发酵过程较为安全，减少了加工过程中废水的产生，减轻了环境污染，对人体无害，且生产果胶后的红薯废渣可作动物饲料，提高了红薯的附加值和经济效益。

22、乳酸菌在发酵过程中通过代谢活动将红薯渣中的糖分转化为乳酸，从而创造出适宜的酸性环境，抑制了其它微生物的生长，保证了发酵纯度和效果。此外，乳酸的产生也有助于提高果胶的提取效率。与传统的酸法提取相比，乳酸菌发酵不仅提高了果胶的产量和纯度，还使得提取过程更加环保和安全。

23、乳酸菌发酵代谢红薯渣中的糖分，产生乳酸等代谢物，降低ph值，促进果胶溶解，同时分泌有助于分解细胞壁的酶，从而提高果胶的提取效率和质量。

技术特征：

1.一种利用乳酸菌发酵从红薯废渣中提取果胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的利用乳酸菌发酵从红薯废渣中提取果胶的方法，其特征在于：所述步骤2中植物乳植杆菌ld1.0026的分类命名为植物乳植杆菌lactiplantibacillus plantarum，于2024年08月14日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为中国北京，保藏编号为cgmcc no.31579。

3.根据权利要求1所述的利用乳酸菌发酵从红薯废渣中提取果胶的方法，其特征在于：所述步骤1中红薯渣与水的体积比为1:9，α-淀粉酶添加量为红薯渣质量的0.1%～0.3%。

4.根据权利要求1所述的利用乳酸菌发酵从红薯废渣中提取果胶的方法，其特征在于，所述步骤2中灭菌条件为121℃灭菌20min，植物乳植杆菌ld1.0026的接种量为红薯渣悬浊液体积的3%～5%。

5.根据权利要求1所述的利用乳酸菌发酵从红薯废渣中提取果胶的方法，其特征在于：所述步骤5中得到的上清液与75%～80%乙醇的比例为2:3。

6.根据权利要求1所述的利用乳酸菌发酵从红薯废渣中提取果胶的方法,其特征在于：所述步骤6中烘干温度为45～60℃。

7.一种果胶，其特征在于，由权利要求1-6任一项所述的利用乳酸菌发酵从红薯废渣中提取果胶的方法制得。

8.权利要求7所述的果胶在食品、医疗、日化及纺织行业中的应用。

技术总结本发明涉及一种利用乳酸菌发酵从红薯废渣中提取果胶的方法,包括红薯渣预处理、乳酸菌发酵、超声辅助提取、离心分离、加醇沉淀以及清洗干燥，最后将烘干后的果胶粉碎即为红薯果胶原胶。本发明比常规酸法提取的果胶产率和纯度更高，乳酸菌发酵过程较为安全，减少了加工过程中废水的产生，减轻了环境污染，对人体无害，而且生产果胶后的红薯废渣可作动物饲料，提高了红薯的附加值和经济效益。技术研发人员：贡汉生,张超琦,刘文丽,孔艳辉,范新光,王云帆,李奥,王婧乐,李子凡,王茜琳受保护的技术使用者：鲁东大学技术研发日：技术公布日：2025/1/6