[发明专利]一种从红薯废水中提取制备非淀粉多糖及小分子营养分子的方法

说明书

本发明公开了一种从红薯废水中提取制备非淀粉多糖、小分子营养分子的方法。具体的，采用过滤、洗脱、生物酶解等多种方式，成功制备得到较高纯度的非淀粉多糖及黄酮、去氢表雄酮、绿原酸小分子营养成分产品。本发明利用生产红薯淀粉排弃的红薯废水中提取制备红薯非淀粉多糖及小分子营养物质，使得红薯废水这一废弃物得到高效转化利用，减少了环境污染，提高了经济效益；本发明所属方法耗能低、效率高、提取率高、环境友好，工业化生产前景和市场前景广阔。

技术领域

本发明属于废水回收利用领域，具体涉及一种从红薯废水中提取制备非淀粉多糖及小分子营养分子的方法。

背景技术

红薯是我国四大主要粮食之一，是世界卫生组织公布的最健康的食品之一。从红薯中制备红薯淀粉是目前最为常见的红薯深加工方式，其传统生产的工艺流程如下：原料选择-水洗-破碎-磨碎过滤-兑浆-撇缸和坐缸-撇浆-起粉-干燥。其中，在撇缸过程中的上层泔水直接作为红薯废水排放，不仅造成环境水质污染，也是对红薯中有效成分的浪费。据统计，一个年产仅1000吨红薯淀粉的企业，每年排弃的红薯废水就超过2万吨。

由于红薯废水中含有淀粉、蛋白、多糖等多种营养成分，现有技术中已经报道从红薯废水中提取制备红薯粘液蛋白，然而，根据文献报道，红薯废水中还含有丰富的碳水化合物和黄酮、去氢表雄酮、绿原酸等多种小分子营养分子，其中，红薯非淀粉多糖是一种淡棕色、略带糖和红薯香气的粉末状固体，其是由还原糖、戊糖、糖醛酸或糖蛋白组成的混合多糖，分子量在30～40kD左右，具有较高的生理活性，如清除自由基、抗氧化、降血糖、降血脂、提高免疫力等作用。而黄酮、去氢表雄酮、绿原酸等小分子营养分子也已报道具有抗氧化、消炎杀菌、抗癌等多种有益作用。因此亟需提供一种从红薯废水提取非淀粉多糖及黄酮、去氢表雄酮、绿原酸等小分子营养成分的方法，从而既能解决环境污染问题，同时亦能提高红薯淀粉产品附加值，然而迄今为止，尚未有相关文献报道。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种从红薯废水中提取制备非淀粉多糖及小分子营养分子的方法。该方法耗能低、效率高、提取率高、环境友好，工业化生产前景和市场前景广阔。

具体的，本发明的技术方案如下：

一种从红薯废水中提取制备非淀粉多糖及小分子营养分子的方法，包括如下步骤：

(1)将红薯废水离心分离，得红薯上清液体；沉淀为淀粉返回红薯淀粉制备工艺中继续使用；

(2)将步骤(1)中得到的红薯上清液体使用孔径为0.45nm的滤膜过滤；其中，滤过液中主要含有黄酮、去氢表雄酮、绿原酸等小分子营养成分和无机离子，残留液中主要包含蛋白质、非淀粉多糖；

(3)将滤过液调pH为碱性，上样大孔树脂进行富集，径高比1:3～1:5，上样量为10BV～50BV，流速10～20BV/h，采用体积浓度为60％的乙醇溶液洗脱，乙醇溶液的用量为1BV～3BV，得到含有黄酮、去氢表雄酮、绿原酸等小分子营养成分的乙醇洗脱液；将乙醇洗脱液除去乙醇，抽滤干燥得黄酮、去氢表雄酮、绿原酸等小分子营养成分粗品；

(4)残留液调pH为碱性，向残留液中加入1.0～4.0％(蛋白总量)复合蛋白酶酶解处理；

(5)酶解处理后，向残留液中加入氯仿-正丁醇(体积比为5:1)进行萃取，从而使蛋白沉淀，得非淀粉多糖溶液；

(6)对非淀粉多糖溶液进行脱色处理后抽滤干燥即得非淀粉多糖粗品。

优选的，所述步骤(1)中离心处理条件为：转速为1000～3000rpm，时间为1～5min；

所述步骤(2)中滤膜孔径为0.45nm；经试验验证，采用上述孔径能最大程度将小分子营养成分和多糖蛋白质分离；

优选的，所述步骤(3)中pH调节为8～9，大孔树脂为非极性或中极性大孔树脂，进一步优选为X-5大孔树脂；