CN110074418B

CN110074418B - 一种海藻膳食纤维的提取方法

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Publication number: CN110074418B
Application number: CN201910424445.5A
Authority: CN
Inventors: 朱成龙; 张磊; 高丽鹤; 杨燕; 苏真真; 杨博岩; 刘建
Original assignee: Shandong Tanke Biotechnology Co ltd
Current assignee: Shandong Tanke Biotechnology Co ltd
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2023-05-09
Anticipated expiration: 2039-05-21
Also published as: CN110074418A

Abstract

本发明提供一种海藻膳食纤维的提取方法；该方法是先将海藻进行汽爆破壁预处理，然后依次经三次酶解、酸碱处理、脱腥活化提取得到海藻膳食纤维。本发明采用化学试剂与酶试剂相结合的方法提取海藻膳食纤维，膳食纤维提取率高；本发明方法对可溶性膳食纤维损害小，所得膳食纤维中可溶性膳食纤维含量高，膳食纤维的膨胀力和持水力较高，且无腥味。本发明所得膳食纤维具有较好的生理功能，有助于肠道蠕动、糖类和脂类代谢等。

Description

一种海藻膳食纤维的提取方法

技术领域

本发明涉及一种海藻膳食纤维的提取方法，属于海洋资源深加工技术领域。

背景技术

海藻是生长于海洋中的低等隐花植物，是海洋中有机的原始生产者和无机物的天然富集者；研究表明，不管是红藻、褐藻或是绿藻，都含有丰富的膳食纤维。我国海岸线长，滩涂面积广阔，藻类资源丰富，品种繁多，例如马尾藻、江蓠、麒麟菜、海带等，都属于海藻海洋植物，含有丰富的藻胶、纤维素、半纤维素、维生素、矿物质等，且可溶性多糖的含量相当高，是提取高活性膳食纤维的优质原料。其中不可直接食用的海藻，主要用于生产食品添加剂的原料，但是目前食品添加剂供过于求，因此对于这类海藻，可进行深加工提取高活性膳食纤维从而提高其附加值，也拓宽了膳食纤维的资源领域。

膳食纤维是极其复杂的混合物，在人体内表现出大分子物质的理化特性，具有发酵性、持水性、吸附性、抗氧化性和离子交换作用等，膳食纤维特殊的理化特性决定了其特殊的生理功能和应用范围。膳食纤维中的不溶性成分主要作用于肠道产生机械蠕动效果，而可溶性成分更多的发挥代谢功能，如影响糖类和脂类代谢等。因此膳食纤维中可溶性成分的比例是影响膳食纤维生理功能的一个重要因素。例如以下几点，均表明了膳食纤维中可溶性成分的生理功能优势：1)持水性和膨胀性：具有很强的持水性和膨胀性的膳食纤维具有很多亲水基团，上述持水性和膨胀性与膳食纤维的结构、化学组成和粒度相关，其中可溶性膳食纤维比不溶性膳食纤维具有更强的持水和膨胀功能；2)吸附作用：研究证明，木质素、果胶和其它酸性多糖都有吸附胆酸的能力，纤维素吸附胆酸的能力则很低，而可溶性膳食纤维对胆酸的吸附作用要优于不溶性膳食纤维；3)发酵性：可溶性膳食纤维如果胶、树胶和粘胶可以被细菌完全降解，而纤维素和半纤维素只能部分被降解。

美国R.E.A.Leiz等建议，平衡的膳食纤维组成要求可溶性膳食纤维占膳食纤维总量的10％以上，而天然纤维中可溶性纤维的含量远低于这个数值。膳食纤维提取加工中反复浸泡冲洗和频繁热处理会明显减少终产品膳食纤维的持水力和膨胀力，这样会恶化其工艺特性，同时影响生理功能的发挥。所以为了获得高质量的膳食纤维，需要采用现代高技术手段对其进行改性，更多地发挥水溶性膳食纤维的代谢作用，使其具有较高的生物活性，这是目前膳食纤维作为功能性食品研究热点之一。

目前，膳食纤维的提取方法主要分四类：粗分离法，化学分离法，化学试剂和酶结合提取法，发酵法。采用化学试剂与酶试剂相结合的方法，能够有效提取膳食纤维。如中国专利文献CN103610082A公开了一种石莼膳食纤维提取新工艺，该工艺石莼经预处理、干燥粉碎、碱处理、超声波辅助下蛋白酶酶解、超声波辅助下a-淀粉酶酶解、过滤得到滤液和滤渣；所得滤液经胶体沉淀，过滤取滤渣，粉碎得到可溶性膳食纤维；所得滤渣经次氯酸钠漂白得到水不溶性膳食纤维。该发明所得膳食纤维膨胀力较好，但持水力欠佳，膳食纤维中可溶性膳食纤维含量相对较少，并具有腥味；该发明提取方法对可溶性膳食纤维有损害，不利于提高可溶性膳食纤维的产率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种海藻膳食纤维的提取方法。本发明采用化学试剂与酶试剂相结合的方法提取海藻类的膳食纤维，膳食纤维提取率高，所得膳食纤维中可溶性膳食纤维含量高，膳食纤维的膨胀力和持水力较高，具有较好的生理功能，有助于肠道蠕动、糖类和脂类代谢等。

本发明的技术方案如下：

一种海藻膳食纤维的提取方法，包括步骤：

(1)预处理：将湿海藻进行汽爆破壁，然后经干燥、粉碎得到破壁海藻；然后加水浸泡，得到破壁海藻混合液；

(2)酶解：向破壁海藻混合液中加入复合酶A进行一步酶解，然后加入复合酶B进行二步酶解，再加入复合酶C进行三步酶解，灭活，得酶解液；所述复合酶A为内肽酶和端肽酶的组合；所述复合酶B为脂肪酶；所述复合酶C为α淀粉酶、β淀粉酶、γ淀粉酶或异淀粉酶中的一种或两种以上的组合；

(3)酸碱处理：向酶解液中加入0.05～0.2mol/L的盐酸水溶液处理0.5～1h，过滤取沉淀；所得沉淀经0.05～0.2mol/L的盐酸水溶液浸泡处理1～3次，每次0.5～1h，用水洗至中性后，沥去水分；在55～65℃下，于5～15g/L的Na₂CO₃水溶液中消化1～2h，过滤得滤渣和滤液；所得滤液用浓度为0.1-0.5mol/L的盐酸水溶液调节pH至中性，加入90～110g/L的CaCl₂水溶液处理0.5～1h得胶体；所得滤渣依次于8～12g/L的NaOH水溶液、8～12g/L的盐酸水溶液中煮沸处理0.5～1h，用水洗净，得到经处理的滤渣；将胶体和经处理的滤渣混合得到海藻膳食纤维前驱体；

(4)脱腥活化：向海藻膳食纤维前驱体中加入酵母进行发酵脱腥，然后于0.2～1wt％的NaCl水溶液中活化，最后经用水洗净、乙醇脱水、干燥、剪切粉碎得到海藻膳食纤维。

根据本发明优选的，步骤(1)中，所述湿海藻是海藻经挑选除去杂质、用水洗净后得到。

根据本发明优选的，步骤(1)中，所述汽爆破壁方法为：将湿海藻置于汽爆罐中，通入饱和蒸汽，至汽爆罐中温度为70～100℃，维持2～10min后，停止供给饱和蒸汽；向汽爆罐中通入高压空气，至汽爆罐中压力达到0.5～2.0Mpa后，瞬间减压释放。

根据本发明优选的，步骤(1)中，所述干燥温度为55～65℃；所述破壁海藻的粒径小于等于155目。

根据本发明优选的，步骤(1)中，所述加水浸泡的浸泡时间为0.5～1h，料水比1:5～1:10。

根据本发明优选的，步骤(2)中，所述内肽酶为木瓜蛋白酶、胰蛋白酶或胃蛋白酶中的一种或两种以上的组合；所述端肽酶为黑曲霉蛋白酶或米曲霉蛋白酶；所述复合酶A的添加量为海藻干重的0.04～0.25wt％；所述复合酶A中内肽酶和端肽酶的质量比为1～6：1。

根据本发明优选的，步骤(2)中，所述一步酶解时间为：0.8～2.5h，一步酶解温度为：45～60℃，一步酶解pH为：4.50～6.50。所述一步酶解的pH是通过加入磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液进行调节。

根据本发明优选的，步骤(2)中，所述复合酶B的添加量为海藻干重的0.02～0.1wt％。

根据本发明优选的，步骤(2)中，所述二步酶解时间为：0.5～2h，二步酶解温度为：27～38℃，二步酶解pH为：6.70～7.20。所述二步酶解的pH是通过加入磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液进行调节。

根据本发明优选的，步骤(2)中，所述复合酶C的添加量为海藻干重的0.01～0.1wt％。

根据本发明优选的，步骤(2)中，所述三步酶解时间为：0.5～1.0h，三步酶解温度为：60～80℃，三步酶解pH为：4.00～6.00。所述三步酶解的pH是通过加入磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液进行调节。

根据本发明优选的，步骤(2)中，所述灭活的温度为85～100℃。

根据本发明优选的，步骤(3)中，所述0.05～0.2mol/L的盐酸水溶液的质量均是海藻干重的5～10倍；所述Na₂CO₃水溶液的质量是海藻干重的5～10倍；所述CaCl₂水溶液的质量是海藻干重的6～10倍；所述NaOH水溶液是海藻干重的5～10倍；所述8～12g/L的盐酸水溶液是海藻干重的5～10倍。

根据本发明优选的，步骤(4)中，所述酵母的加入量为海藻干重的0.3～0.6％；所述发酵温度为35～40℃，发酵时间为0.5～1h。

根据本发明优选的，步骤(4)中，所述NaCl水溶液的质量是海藻干重的8～13倍；所述活化时间为10～30min。

根据本发明优选的，步骤(4)中，所述乙醇脱水是采用梯度脱水法，依次经85wt％乙醇、95wt％乙醇、无水乙醇进行洗涤脱水。

根据本发明优选的，步骤(4)中，所述干燥温度为40～60℃，干燥时间为8～9h，保证表面不硬结，不变色。

根据本发明优选的，步骤(4)中，所述海藻膳食纤维的粒径为2～25μm。

本发明的技术特点及有益效果如下：

1、本发明经过大量实验与分析，采用汽爆破壁的方法，在预处理时，将海藻细胞壁充分的裂解，以利于后续酶解的充分反应。在酶解过程中，本发明能温和的将除膳食纤维以外的杂质蛋白、淀粉、脂肪去除；其中在蛋白酶的种类选择上，添加了内肽酶与端肽酶相结合的方式，两者发挥协同作用使蛋白分解的更充分；所用特定脂肪酶能够充分酶解脂肪，所用淀粉酶能够充分酶解淀粉；在酶的活性、用量及环境的稳定性上都进行了筛选及优化。为解决海藻膳食纤维的不良气味，本发明采用了酵母发酵脱腥的处理办法，此过程中海藻原有的营养成分不受损害，且使用过的酵母经分离后还可重复利用。本发明酸碱处理步骤能够充分的去除蛋白、淀粉、脂肪等杂质，最大限度的提取膳食纤维。为减少膳食纤维的流失和便于操作，在提取过程中加入了氯化钙，然而影响了膳食纤维的活性，因此，在后续过程中，对膳食纤维进行了功能活化(即于NaCl水溶液中活化)，同时结合后续剪切粉碎工艺，使得本发明方法膳食纤维提取率高(可达41.77％)，所得膳食纤维具有较好的膨胀力(可达278.90mL/g)和持水性(可达11892.69％)，膳食纤维中可溶性膳食纤维含量高(可达75.64％)。

2、本发明提取方法还可有效处理海藻加工废弃物的底物，开发膳食纤维来源；本发明方法不影响可溶性膳食纤维，可有效提高可溶性膳食纤维的占比，实现了海藻资源制备膳食纤维的高效利用。本发明方法所得膳食纤维由于可溶性膳食纤维占比较高，具有较好的生理功能，有助于肠道蠕动、糖类和脂类代谢等，应用于治疗便秘具有较好的效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步描述，但本发明保护范围不限于此。

同时下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例中，所用黑曲霉蛋白酶、米曲霉蛋白酶，济宁玉园生物科技有限公司有售。

实施例1

一种海藻膳食纤维的提取方法，包括步骤：

(1)预处理

海藻经挑选除去杂质、用水洗净后，将湿海藻置于汽爆罐中，通入饱和蒸汽，至罐中温度达90℃，并维持7min后，停止供给饱和蒸汽，向气爆罐中通入高压空气，至汽爆罐中压力达到1.5Mpa后，瞬间减压释放，得到的产物在61℃条件下，用干燥箱干燥1h后，粉碎至粒径小于等于180目，加水室温浸泡0.7h，料水比1:7，得到破壁海藻混合液。

(2)酶解

向上述破壁海藻混合液中加入复合酶A，加入pH为4.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液调节体系pH至5.3，于54℃下一步酶解1.6h；再加入复合酶B，加入pH为8.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液调节体系pH至6.95，于32℃下二步酶解1.2h；然后加入复合酶C，加入pH为4.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液调节体系pH至5.25，于73℃下三步酶解0.7h，升温至92℃灭活，得酶解液。

所述复合酶A包括木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶、黑曲霉蛋白酶、米曲霉蛋白酶(质量比为3:3:3:1:1)；所述复合酶C包括α、β、γ淀粉酶、异淀粉酶(质量比为3:3:2:1)。

所述复合酶A的添加量为：0.13wt％(以海藻干重计)；所述复合酶B的添加量为：0.07wt％(以海藻干重计)；所述复合酶C的添加量为：0.06wt％(以海藻干重计)。

(3)酸碱处理

向上述酶解液中加入海藻干重8倍质量的0.1mol/L的盐酸水溶液处理0.7h，过滤取沉淀；所得沉淀经海藻干重8倍质量的0.1mol/L的盐酸水溶液浸泡处理2次，每次0.7h，用水洗至中性后，沥去水分；向上述所得经处理后的沉淀中加入海藻干重8倍质量10g/L的Na₂CO₃水溶液，61℃下消化1.6h，加水稀释后过滤得滤渣和滤液；所得滤液用浓度为0.35mol/L的盐酸水溶液调节pH至中性，加入海藻干重8倍质量的100g/L的CaCl₂水溶液处理0.7h得胶体；所得滤渣依次于海藻干重8倍质量的10g/L的NaOH水溶液、海藻干重8倍质量的10g/L的盐酸水溶液中煮沸处理0.7h，用水洗净，得到经处理的滤渣；将胶体和经处理的滤渣混合得到海藻膳食纤维前驱体；

(4)脱腥活化

向海藻膳食纤维前驱体中加入海藻干重的0.5wt％的酵母，37℃下进行发酵脱腥0.7h，然后加入海藻干重的10倍质量的0.7wt％的NaCl水溶液中室温活化22min，经用水洗净、85wt％乙醇-95wt％乙醇-无水乙醇依次进行洗涤脱水、挤干，放置在干燥箱中，温度53℃，烘干8.4h，保证表面不硬结，不变色；将干燥后的产物采用机械剪切式粉碎，使膳食纤维粒径达到10～15μm。

实施例2

一种海藻膳食纤维的提取方法，包括步骤：

(1)预处理

海藻经挑选除去杂质、用水洗净后，将湿海藻置于汽爆罐中，通入饱和蒸汽，至罐中温度达85℃，并维持5min后，停止供给饱和蒸汽，向气爆罐中通入高压空气，至汽爆罐中压力达到0.9Mpa后，瞬间减压释放，得到的产物在57℃条件下，用干燥箱干燥1.5h后，粉碎至粒径小于等于160目，加水室温浸泡0.6h，料水比1:6，得到破壁海藻混合液。

(2)酶解

向上述破壁海藻混合液中加入复合酶A，加入pH为4.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液调节体系pH至4.8，于49℃下一步酶解1.2h；再加入复合酶B，加入pH为8.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液调节体系pH至6.8，于29℃下二步酶解0.7h；然后加入复合酶C，加入pH为4.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液调节体系pH至4.75，于67℃下三步酶解0.6h，升温至87℃灭活，得酶解液。

所述复合酶A包括木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、黑曲霉蛋白酶、米曲霉蛋白酶(质量比为2:2:1:1)；所述复合酶C包括α、β淀粉酶(质量比为1:1)。

所述复合酶A的添加量为：0.08wt％(以海藻干重计)；所述复合酶B的添加量为：0.05wt％(以海藻干重计)；所述复合酶C的添加量为：0.03wt％(以海藻干重计)。

(3)酸碱处理

向上述酶解液中加入海藻干重6倍质量的0.1mol/L的盐酸水溶液处理0.6h，过滤取沉淀；所得沉淀经海藻干重6倍质量的0.1mol/L的盐酸水溶液浸泡处理1次，每次0.6h，用水洗至中性后，沥去水分；向上述所得经处理后的沉淀中加入海藻干重6倍质量10g/L的Na₂CO₃水溶液，58℃下消化1.2h，加水稀释后过滤得滤渣和滤液；所得滤液用浓度为0.25mol/L的盐酸水溶液调节pH至中性，加入海藻干重6倍质量的100g/L的CaCl₂水溶液处理0.6h得胶体；

所得滤渣依次于海藻干重6倍质量的10g/L的NaOH水溶液、海藻干重6倍质量的10g/L的盐酸水溶液中煮沸处理0.6h，用水洗净，得到经处理的滤渣；将胶体和经处理的滤渣混合得到海藻膳食纤维前驱体；

(4)脱腥活化

向海藻膳食纤维前驱体中加入海藻干重的0.4wt％的酵母，35℃下进行发酵脱腥0.5h，然后加入海藻干重的9倍质量的0.4wt％的NaCl水溶液中室温活化16min，经用水洗净、85wt％乙醇-95wt％乙醇-无水乙醇依次进行洗涤脱水、挤干，放置在干燥箱中，温度47℃，烘干8h，保证表面不硬结，不变色；将干燥后的产物采用机械剪切式粉碎，使膳食纤维粒径达到2～10μm。

实施例3

一种海藻膳食纤维的提取方法，包括步骤：

(1)预处理

海藻经挑选除去杂质、用水洗净后，将湿海藻置于汽爆罐中，通入饱和蒸汽，至罐中温度达96℃，并维持9min后，停止供给饱和蒸汽，向气爆罐中通入高压空气，至汽爆罐中压力达到1.8Mpa后，瞬间减压释放，得到的产物在64℃条件下，用干燥箱干燥0.5h后，粉碎至粒径小于等于200目，加水室温浸泡0.9h，料水比1:9，得到破壁海藻混合液。

(2)酶解

向上述破壁海藻混合液中加入复合酶A，加入pH为4.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液调节体系pH至6.4，于58℃下一步酶解2.3h；再加入复合酶B，加入pH为8.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液调节体系pH至7.15，于37℃下二步酶解1.8h；然后加入复合酶C，加入pH为4.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液调节体系pH至5.85，于78℃下三步酶解0.9h，升温至98℃灭活，得酶解液。

所述复合酶A包括胰蛋白酶、胃蛋白酶、米曲霉蛋白酶(质量比为3:3:1)；所述复合酶C包括β、γ淀粉酶(质量比为3:2)。

所述复合酶A的添加量为：0.23wt％(以海藻干重计)；所述复合酶B的添加量为：0.09wt％(以海藻干重计)；所述复合酶C的添加量为：0.09wt％(以海藻干重计)。

(3)酸碱处理

向上述酶解液中加入海藻干重10倍质量的0.1mol/L的盐酸水溶液处理1h，过滤取沉淀；所得沉淀经海藻干重10倍质量的0.1mol/L的盐酸水溶液浸泡处理3次，每次1h，用水洗至中性后，沥去水分；向上述所得经处理后的沉淀中加入海藻干重10倍质量10g/L的Na₂CO₃水溶液，64℃下消化1.9h，加水稀释后过滤得滤渣和滤液；所得滤液用浓度为0.45mol/L的盐酸水溶液调节pH至中性，加入海藻干重10倍质量的100g/L的CaCl₂水溶液处理0.9h得胶体；所得滤渣依次于海藻干重10倍质量的10g/L的NaOH水溶液、海藻干重10倍质量的10g/L的盐酸水溶液中煮沸处理0.9h，用水洗净，得到经处理的滤渣；将胶体和经处理的滤渣混合得到海藻膳食纤维前驱体；

(4)脱腥活化

向海藻膳食纤维前驱体中加入海藻干重的0.6wt％的酵母，39℃下进行发酵脱腥0.9h，然后加入海藻干重的12倍质量的0.8wt％的NaCl水溶液中室温活化28min，经用水洗净、85wt％酒精-95wt％酒精-无水乙醇依次进行洗涤脱水、挤干，放置在干燥箱中，温度57℃，烘干8.9h，保证表面不硬结，不变色；将干燥后的产物采用机械剪切式粉碎，使膳食纤维粒径达到15～25μm。

对比例1

一种海藻膳食纤维的提取方法，如实施例1所述，不同之处在于：步骤(1)海藻原料的预处理中，采用的是普通的粉碎技术；即：海藻经挑选除去杂质、用水洗净后，在61℃条件下，用干燥箱干燥1h后，粉碎至粒径小于等于180目，加水室温浸泡0.7h，料水比1:7，得到破壁海藻混合液。

对比例2

一种海藻膳食纤维的提取方法，如实施例1所述，不同之处在于：步骤(4)中海藻膳食纤维前驱体没有进行发酵脱腥处理，即：向海藻膳食纤维前驱体中加入海藻干重的10倍质量的0.7wt％的NaCl水溶液中室温活化22min，经用水洗净、85wt％乙醇-95wt％乙醇-无水乙醇依次进行洗涤脱水、挤干，放置在干燥箱中，温度53℃，烘干8.4h；将干燥后的产物采用机械剪切式粉碎，使膳食纤维粒径达到10～15μm。

对比例3

一种海藻膳食纤维的提取方法，如实施例1所述，不同之处在于：步骤(4)中，不进行活化和剪切粉碎，即向海藻膳食纤维前驱体中加入海藻干重的0.5wt％的酵母，37℃下进行发酵脱腥0.7h，经用水洗净、85wt％乙醇-95wt％乙醇-无水乙醇依次进行洗涤脱水、挤干，放置在干燥箱中，温度53℃，烘干8.4h。

对比例4

一种海藻膳食纤维的提取方法，如实施例1所述，不同之处在于：步骤(4)中，不进行剪切粉碎，即：向海藻膳食纤维前驱体中加入海藻干重的0.5wt％的酵母，37℃下进行发酵脱腥0.7h，然后加入海藻干重的10倍质量的0.7wt％的NaCl水溶液中室温活化22min，经用水洗净、85wt％乙醇-95wt％乙醇-无水乙醇依次进行洗涤脱水、挤干，放置在干燥箱中，温度53℃，烘干8.4h。

试验例1

感官试验

对实施例1-3和对比例制备得到的海藻膳食纤维进行气味测试。

结果表明，对比例2制备出的海藻膳食纤维有腥味，而其它实施例及对比例制备出的海藻膳食纤维均无腥味。

试验例2

功能性指标的检测

1、膳食纤维产率测定：

所得样品(实施例1-3和对比例1所得产物)中总膳食纤维含量按GB5009.88-2014测定；膳食纤维产率计算：Y(％)＝样品中总膳食纤维的含量/海藻干重×100

表1海藻膳食纤维产率数据(％，

)

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1
					产率/％	<![CDATA[41.77±0.70<sup>a</sup>]]>	<![CDATA[41.38±0.75<sup>a</sup>]]>	<![CDATA[41.25±0.68<sup>a</sup>]]>	30.71±1.48

注：a：实施例和对比例1之间的P＜0.05。

结果表明，实施例1、2、3的膳食纤维产率无显著差别(P＞0.05)；实施例1、2、3的产率均比对比例1高(P＜0.05)，说明海藻原料预处理中的汽爆破壁可提高膳食纤维的产率。

2、膳食纤维膨胀力测定：称取1.00g膳食纤维粉末放入量筒中，读取纤维粉末的毫升数，然后根据膳食纤维的膨胀力，加入20℃水适量摇匀，在20℃温度下放置24h，读取量筒中纤维物料吸水膨胀后的毫升数。

膨胀力(mL/g)＝(吸水膨胀后膳食纤维体积-干品膳食纤维粉末体积)/样品干重

表2海藻膳食纤维膨胀力的数据(mL/g，

)

组别	实施例1	实施例2	实施例3	对比例3	对比例4
						膨胀力/mL/g	<![CDATA[278.90±9.62<sup>a</sup>]]>	<![CDATA[274.47±1.47<sup>a</sup>]]>	<![CDATA[271.45±8.22<sup>a</sup>]]>	<![CDATA[89.48±2.67<sup>b</sup>]]>	185.33±1.44

注：a：实施例和对比例3、4之间的P＜0.05；b：对比例3和对比例4之间的P＜0.05。

结果表明，实施例1、2、3的膳食纤维膨胀力无显著差别(P＞0.05)；实施例1、2、3的膨胀力均比对比例3、4高(P＜0.05)，说明本发明中膳食纤维的活化及剪切粉碎作用，可有效提高膳食纤维的膨胀力；且对比例4比对比例3的效果好(P＜0.05)，说明膳食纤维的活化，可提高膳食纤维膨胀力。

3、膳食纤维持水力测定：称取1.00g膳食纤维粉末放入烧杯中，加入20℃水适量，摇匀，在20℃温度下浸泡1h，将吸饱水的纤维倒入滤纸漏斗上过滤，待水滴干后，把结合了水的纤维全部转移到表面皿中称重。

持水力＝(样品湿重-样品干重)/样品干重×100％。

表3海藻膳食纤维持水力数据(％，

)

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例3	对比例4
						持水力/％	<![CDATA[11892.69±31.67<sup>a</sup>]]>	<![CDATA[11889.07±29.38<sup>a</sup>]]>	<![CDATA[11887.91±25.22<sup>a</sup>]]>	<![CDATA[3319.24±3.26<sup>b</sup>]]>	5323.28±2.21

结果表明，实施例1、2、3的膳食纤维持水力无显著差别(P＞0.05)；实施例1、2、3的持水力均比对比例3、4高(P＜0.05)，说明本发明中膳食纤维的活化及剪切粉碎作用，可有效提高膳食纤维的持水力；且对比例4比对比例3的效果好(P＜0.05)，说明膳食纤维的活化，可提高膳食纤维持水力。

4、可溶性膳食纤维含量按GB 5009.88-2014测定。

表4可溶性膳食纤维(SDF)占比数据（％，

）

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例3	对比例4
						SDF占比	<![CDATA[75.64±2.03<sup>a</sup>]]>	<![CDATA[74.91±1.53<sup>a</sup>]]>	<![CDATA[74.18±1.15<sup>a</sup>]]>	<![CDATA[37.63±1.53<sup>b</sup>]]>	52.17±1.86

结果表明，实施例1、2、3的可溶性膳食纤维占比无显著差别(P＞0.05)；实施例1、2、3的可溶性膳食纤维占比均比对比例3、4高(P＜0.05)，说明本发明中膳食纤维的活化及剪切粉碎作用，可有效提高可溶性膳食纤维的占比；且对比例4可溶性膳食纤维占比高于对比例3(P＜0.05)，说明膳食纤维的活化，可提高可溶性膳食纤维占比。

试验例3

生理功能试验

选择有便秘史的自愿受试患者180人。将患者分成6组，每组30名，分别冲水服用实施例和对比例制备的海藻膳食纤维，3次/日，3g/次，连服7d，详细询问患者的便秘及缓解情况。

表5海藻膳食纤维对便秘患者的缓解情况

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例3	对比例4
						缓解人数	27	25	23	11	17

结果表明，对比例3、4的缓解效果低于实施例1～3，说明本发明中膳食纤维的活化及剪切粉碎作用可有效提高可溶性膳食纤维含量，进而能够有效缓解便秘的生理功能；且对比例4比对比例3的效果好，说明膳食纤维的活化，可有效提高可溶性膳食纤维含量，进而可提高膳食纤维对便秘的改善效果。

Claims

1.一种海藻膳食纤维的提取方法，包括步骤：

（1）预处理：将湿海藻进行汽爆破壁，然后经干燥、粉碎得到破壁海藻；然后加水浸泡，得到破壁海藻混合液；

所述汽爆破壁方法为：将湿海藻置于汽爆罐中，通入饱和蒸汽，至汽爆罐中温度为70～100℃，维持2～10min后，停止供给饱和蒸汽；向汽爆罐中通入高压空气，至汽爆罐中压力达到0.5～2.0MPa后，瞬间减压释放；所述破壁海藻的粒径小于等于155目；

所述湿海藻是海藻经挑选除去杂质、用水洗净后得到；所述干燥温度为55～65℃；所述加水浸泡的浸泡时间为0.5～1h，料水比1:5～1:10；

（2）酶解：向破壁海藻混合液中加入复合酶A进行一步酶解，然后加入复合酶B进行二步酶解，再加入复合酶C进行三步酶解，灭活，得酶解液；

所述复合酶A为木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶、黑曲霉蛋白酶、米曲霉蛋白酶的组合，木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、黑曲霉蛋白酶、米曲霉蛋白酶的组合，或，胰蛋白酶、胃蛋白酶、米曲霉蛋白酶的组合；所述复合酶B为脂肪酶；所述复合酶C为α淀粉酶、β淀粉酶、γ淀粉酶、异淀粉酶的组合，α淀粉酶、β淀粉酶的组合，或，β淀粉酶、γ淀粉酶的组合；

所述复合酶A的添加量为海藻干重的0.04～0.25wt%；所述复合酶A中内肽酶和端肽酶的质量比为2～6：1；所述复合酶B的添加量为海藻干重的0.02～0.1wt%；复合酶C的添加量为海藻干重的0.01～0.1wt%；所述一步酶解时间为：0.8～2.5h，一步酶解温度为：45～60℃，一步酶解pH为：4.50～6.50；所述二步酶解时间为：0.5～2h，二步酶解温度为：27～38℃，二步酶解pH为：6.70～7.20；所述三步酶解时间为：0.5～1.0h，三步酶解温度为：60～80℃，三步酶解pH为：4.00～6.00；所述灭活的温度为85～100℃；

（3）酸碱处理：向酶解液中加入0.05～0.2mol/L的盐酸水溶液处理0.5～1h，过滤取沉淀；所得沉淀经0.05～0.2mol/L的盐酸水溶液浸泡处理1～3次，每次0.5～1h，用水洗至中性后，沥去水分；在55～65℃下，于5～15g/L 的Na₂CO₃水溶液中消化1～2h，过滤得滤渣和滤液；所得滤液用浓度为0.1～0.5mol/L的盐酸水溶液调节pH至中性，加入90～110g/L 的CaCl₂水溶液处理0.5～1h得胶体；所得滤渣依次于8～12g/L的NaOH水溶液、8～12g/L的盐酸水溶液中煮沸处理0.5～1h，用水洗净，得到经处理的滤渣；将胶体和经处理的滤渣混合得到海藻膳食纤维前驱体；

所述0.05～0.2mol/L的盐酸水溶液的质量均是海藻干重的5～10倍；所述Na₂CO₃水溶液的质量是海藻干重的5～10倍；所述CaCl₂水溶液的质量是海藻干重的6～10倍；所述NaOH水溶液是海藻干重的5～10倍；所述8～12g/L的盐酸水溶液是海藻干重的5～10倍；

（4）脱腥活化：向海藻膳食纤维前驱体中加入酵母进行发酵脱腥，然后于0.2～1wt% 的NaCl水溶液中活化，最后经用水洗净、乙醇脱水、干燥、剪切粉碎得到海藻膳食纤维；所述海藻膳食纤维的粒径为2～25μm；

所述酵母的加入量为海藻干重的0.3～0.6%；所述发酵温度为35～40℃，发酵时间为0.5～1h；所述NaCl水溶液的质量是海藻干重的8～13倍；所述活化时间为10～30min；所述乙醇脱水是采用梯度脱水法，依次经85wt%乙醇、95wt%乙醇、无水乙醇进行洗涤脱水；干燥温度为40～60℃，干燥时间为8～9h。