[发明专利]一种提高玉米秸秆中可溶性膳食纤维的改性方法

说明书

本发明公开了一种提高玉米秸秆中可溶性膳食纤维的改性方法，采用玉米秸秆为原料，利用NaOH添加量8%、液固比2：1、高压时间40min，冷却，添加6%Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;处理4 h，风干，得到碱高压氧化处理秸秆；将碱高压氧化处理秸秆进行菌+酶联合发酵，按照1:1的比例加入黑曲霉孢子液混合，纤维素酶10FPU/g，最终液固比为2:1，pH值5.5，30℃培养5 d，得到的玉米秸秆中可溶性膳食纤维含量达17.49%，提高550%。通过此方法改性处理后提取的可溶性膳食纤维在持水力、溶胀力、溶解度、DPPH自由基清除力和胆固醇吸附力方面均优于未处理提取的可溶性膳食纤维，表明其具有较高的理化特性和生物功能特性，可以进行提取用于食品和饲料添加剂，来降胆固醇、抗氧化。

技术领域

本发明属于生物饲料技术领域，具体涉及一种提高玉米秸秆中可溶性膳食纤维的改性方法。

背景技术

膳食纤维(dietary fiber，DF)是指能抵抗小肠消化酶水解的可食用碳水化合物，主要来自于水果、蔬菜、谷物等农作物。按DF的水溶性，可以分为可溶性膳食纤维(Solubledietary fiber，SDF)和不可溶性膳食纤维(Insoluble dietary fiber，IDF)。DF具有持水力，持油力，吸附性，发酵性和抗氧化性等理化特性。这些理化特性对人类的健康起到至关重要的作用。据相关研究报道，DF可以改善肠道菌群结构、维持胃肠道功能、预防心血管疾病以及糖尿病等。流行病学和动物试验表明，DF对胆固醇和致癌物质的吸附可以延缓进餐后血糖血脂的升高和降低直肠癌、结肠癌患病的几率。但由于天然DF中IDF含量较高，SDF和IDF的比例严重失调，使DF的功能特性和口感均显著降低，进而降低了人们对DF的渴望。IDF主要是增加动物的饱腹感，吸附油脂，促进肠道蠕动，从而促进动物排便，减少毒素在体内的聚集。SDF具有良好的持水力、吸附性、溶胀性等理化特性，有较高的抗氧化能力。SDF对于机体肠道微生态平衡及健康具有重要调节作用，改善肠道微生物菌群结构，促进有益菌生长，减少有害菌繁殖。许多归因于膳食纤维的有益作用与SDF有关，SDF不仅因其营养价值而备受青睐，而且因其生物活性和物理化学特性的优越性而广受欢迎。但在大多数植物的DF组成中，SDF含量极低。因此，研究者通过改性处理来提高SDF含量，并提高其功能特性。

“人畜争粮”是我国粮食安全存在的问题之一。有效解决养殖业所需饲料用粮问题是未来饲料业发展的方向之一。我国秸秆资源种类多，产量大，分布广，合理利用秸秆资源将会带来更多的社会效益和生态效益。当前，我国面临粮食短缺且丰富的木质纤维素资源浪费的双重问题，因此为进一步充分利用秸秆资源，本研究对玉米秸秆膳食纤维进行改性探讨。玉米秸秆富含纤维素、半纤维素和木质素等碳水化合物，是低廉且易获得的DF来源。在玉米秸秆中IDF含量丰富但SDF含量较低，且其功能特性较低。因此，需要对玉米秸秆进行改性处理来提高SDF的含量。但在玉米秸秆中木质素包围着半纤维素和纤维素形成复杂结构，纤维素结合位点难以暴露，导致秸秆资源难以被开发利用。有研究表明，通过碱性过氧化氢可以对木质素和半纤维素进行破坏，从而打破秸秆坚韧复杂的结构。因此可以通过碱性过氧化氢对玉米秸秆进行预处理打破复杂结构后，再利用生物法对玉米秸秆进行处理来提高SDF的含量。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种提高玉米秸秆中可溶性膳食纤维的改性方法，通过此方法改性处理提取的可溶性膳食纤维在持水力、溶胀力、溶解度、DPPH自由基清除力和胆固醇吸附力方面显著提高，表明其具有较高的理化特性和生物功能特性，可以进行提取用于食品和饲料添加剂，来降胆固醇、抗氧化。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种提高玉米秸秆中可溶性膳食纤维的改性方法，包括以下步骤：

(1)将玉米秸秆干燥后粉碎至20-40目；

(2)将粉碎后的玉米秸秆置于高压灭菌锅中，然后加入NaOH和水进行高压处理；