[发明专利]一种酶法回收魔芋飞粉中葡甘聚糖和蛋白质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酶法回收魔芋飞粉中葡甘聚糖和蛋白质的方法。

背景技术

魔芋飞粉(Konjac Fly Powder，KFP)是在干法加工生产葡甘聚糖过程中产生的副产物，占加工前魔芋粉质量的36～45%。其大约含有质量分数50%的全糖（主要是淀粉和葡甘聚糖）、20%左右的蛋白质、0.5%的脂肪、2.5%左右的纤维素和约7%的矿物质等营养物质，以及神经酰胺、黄酮、生物碱等生物活性物。据保守估计，2004年全国魔芋种植面积已达到2.4万多公顷，全国魔芋深加工企业已有100多家。仅湖北省每年就有约85%的(约8万t)魔芋飞粉未被利用，且易造成极大的环境污染。但由于魔芋飞粉含有蛋腥味和特殊刺激性异味，以及一些抗营养因子，从而制约了其在饲料、食品、医药等领域的应用。

最近，随着国内奶制品中三氯氰胺事件频发，植物蛋白的利用显得尤为重要和紧迫。魔芋中粗蛋白的含量约为9.7%，而魔芋飞粉中粗蛋白的含量一般高达20 %左右，其含量高于小麦、玉米和大麦，是一种优质的植物蛋白原料。许永琳等对云、贵、川魔芋飞粉主要成分的分析表明：魔芋飞粉中含有16种氨基酸，占魔芋飞粉总量的8.88%。日文文献显示魔芋飞粉中游离态氨基酸的质量分数为2.25%，再加上蛋白态氨基酸，则氨基酸总量可达23.0%，其组成按含量大小依次为谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸、缬氨酸、丝氨酸、苯基丙氨酸、亮氨酸、甘氨酸、赖氨酸等。

植物蛋白提取一般采用Osborn法，即利用植物蛋白在水、盐溶液、醇和碱中溶解度差异进行分离和提纯，分别得到清蛋白、球蛋白、醇蛋白以及谷蛋白。然而，魔芋飞粉中含有大量淀粉和一定量的魔芋葡甘聚糖(约9%)。其中，魔芋葡甘聚糖的分子量为2×10⁵～2×10⁶，粘度可达20000 mPa·s，是目前所发现植物类水溶性食用胶中粘度最高的一种，且其吸水性极强。大量的淀粉和高粘度的葡甘聚糖会导致魔芋飞粉与水混合后形成黏稠、凝胶似的溶液，使传统蛋白提取方法很难将蛋白、淀粉和其他成分分离，为蛋白和魔芋葡甘聚糖的回收带来技术困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种酶法回收魔芋飞粉中葡甘聚糖和蛋白质的方法。该方法工艺流程简单，易于操作，得到的提取物葡甘聚糖和粗蛋白含量高；并能有效去除腥臭物三甲胺及抗营养因子单宁。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种酶法回收魔芋飞粉中葡甘聚糖和蛋白质的方法，其特征在于，它包括以下工艺步骤：

（1）液化：将魔芋飞粉以水为溶剂，充分搅拌，得到魔芋飞粉的水溶液，然后在魔芋飞粉的水溶液中加入α-淀粉酶，调节上述溶液至该α-淀粉酶适宜的pH值和温度活性条件，进行液化，至淀粉充分降解；

（2）糖化：向步骤（1）得到的溶液中加入淀粉葡萄糖苷酶，得到混合溶液；调节混合溶液的pH值和温度至淀粉葡萄糖苷酶的活性条件，进行糖化；

（3）离心：调节步骤（2）得到的溶液的pH值为3.5～5.0，离心分离，得到沉淀物；

（4）酸洗：在步骤（3）得到的沉淀物中加水，调节溶液的pH至酸性条件下，搅拌，离心，得到沉淀物；

（5）干燥：将经过步骤（4）酸洗后的沉淀物pH值调节至中性，然后干燥，得到最终提取物。

按上述方案，所述魔芋飞粉的水溶液中魔芋飞粉的质量浓度为0.005～0.025 g/mL。

按上述方案，步骤（1）所述的α-淀粉酶为真菌α-淀粉酶，其适宜的pH值和温度活性条件为：温度为45℃～65℃，pH 为4.0～6.6；或α-淀粉酶为中温α-淀粉酶，其适宜的pH值和温度活性条件为：温度为50～75℃，pH为5.0～7.5；或α-淀粉酶为耐高温α-淀粉酶，其适宜的pH值和温度活性条件为：温度为70～110℃，pH为5.5～8.0。

按上述方案，步骤（1）所述的α-淀粉酶的用量为10～500 U/g魔芋飞粉（每克魔芋飞粉所需的α-淀粉酶的用量为10～500 U），所述的液化时间为0.5～4h。

按上述方案，步骤（2）所述的淀粉葡萄糖苷酶的活性条件为：反应温度为40～60℃，pH为3.0～5.5。

按上述方案，步骤（2）所述的淀粉葡萄糖苷酶的用量为10～500 U/g魔芋飞粉（每克魔芋飞粉所需的淀粉葡萄糖苷酶的用量为10～500 U），所述的糖化时间为3～48h。

按上述方案，步骤（3）所述的离心速率为2000～5000 r/min，离心时间为2～15分钟。通过浊度法判断，并进一步测定粗蛋白含量可得，在pH值为3.5～5时，离心所得的沉淀物中粗蛋白含量最高。