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CN111280453A - 一种牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法 - Google Patents

一种牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将经过乙醇、水提取后的牛樟芝废弃物进行干燥、超微粉碎，得到牛樟芝废弃物粉末；步骤2，采用含有NaBH4的NaOH溶液对牛樟芝废弃物粉末浸提两次，得到两份料液比为1:5‑1:25v/m的浸提液；步骤3，将两份浸提液合并后加入适量冰醋酸进行中和，静置第一预定时间后，进行离心，并收集沉淀；步骤4，将沉淀将用超纯水洗涤3次后，采用LiCl‑DMSO溶液进行溶解，并将不溶于LiCl‑DMSO溶液的沉淀物透析第二预定时间，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA‑IDK；步骤5，将LiCl‑DMSO溶液进行乙醇/DMSO分级沉淀，且乙醇添加比例为30％％‑90％v/v，而后收集沉淀，透析第三预定时间，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA‑DK。

Description

一种牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及工业废物再利用技术领域，具体涉及一种牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法。
背景技术
膳食纤维是指在人体小肠中不被消化吸收而在大肠中能完全或部分被微生物发酵利用的植物性食品成分、碳水化合物及其类似物的总称，被誉为第七营养素。膳食纤维具有较强的吸附特性，包括持水、持油、吸水膨胀呈凝胶状以及吸附重金属等特征。按其溶解性可分为水不溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维，其中水不溶性膳食纤维能够刺激肠道蠕动，软化并加速排便，减少粪便中有害物质的重新收，对肥胖、便秘、高血脂等疾病有很好的预防和辅助治疗作用，是一种比较理想的功能性食品原料。水不溶性膳食纤维主要为植物细胞壁成分，包括纤维素、半纤维素、木质素以及壳聚糖等。研究表明膳食纤维摄入不足，会导致糖、脂质代谢紊乱、心血管疾病等多种健康问题。
牛樟芝，又名牛樟菇、樟菇，有着台湾“森林红宝石”的美誉。牛樟芝含有很多活性成分，包括三萜类化合物、多糖、泛醌类化合物、超氧歧化酶、麦角固醇等，具有肿瘤、增加免疫能力、抗细菌等生理活性。牛樟芝多糖具有良好的抗肿瘤以及提高免疫力活性，目前大多数研究主要集中在水溶性多糖发酵、提取以及功能评价方面。工业生产过程中，牛樟芝子实体或是菌丝体经过乙醇、水提取之后，醇溶性化合物以及水溶性多糖基本都被提取，但是残渣中任然含有大量水不溶性膳食纤维。本专利提供一种牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法，制备得到的膳食纤维提取纯度高，适合规模化生产，并且能够有效降低高脂饮食导致的脂质代谢紊乱。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法。
本发明提供了一种牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法，具有这样的特征，包括如下步骤：步骤1，将经过乙醇、水提取后的牛樟芝废弃物进行干燥、超微粉碎，得到牛樟芝废弃物粉末；步骤2，采用含有NaBH4的NaOH溶液对所述牛樟芝废弃物粉末浸提两次，得到两份料液比为1:5-1:25v/m的浸提液；步骤3，将两份所述浸提液合并后加入适量冰醋酸进行中和，静置第一预定时间后，进行离心，并收集沉淀；步骤4，将所述沉淀将用超纯水洗涤3次后，采用LiCl-DMSO溶液进行溶解，并将不溶于LiCl-DMSO溶液的沉淀物透析第二预定时间，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-IDK；步骤5，将所述LiCl-DMSO溶液进行乙醇/DMSO分级沉淀，且乙醇添加比例为30％％-90％v/v，而后收集沉淀，透析第三预定时间，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-DK。
在本发明提供的牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤1中，牛樟芝废弃物包括牛樟芝子实体、牛樟芝皿培菌体、牛樟芝谷物固态发酵菌体以及牛樟芝液态发酵菌丝体这些牛樟芝培养物。
在本发明提供的牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤2中，NaOH溶液的浓度为0.1-1.0mol/L，NaBH4的含量为0.1M。
在本发明提供的牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤2中，浸提温度为2-15℃，浸提时间为4h-24h。
在本发明提供的牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤3中，第一预定时间为2h。
在本发明提供的牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤4中，第二预定时间为3d，LiCl-DMSO溶液中的LiCl浓度为0.25mol/L。
在本发明提供的牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤5中，第三预定时间为3d。
根据本分提供的牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法制备得到的牛樟芝水不溶性膳食纤维在具有降胆固醇降脂的食品添加剂以及代餐食品中的应用。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的牛樟芝水不溶性膳食纤维制备方法，工艺简洁，适合大规模工艺生产，制备得到的水不溶性膳食纤维提取率高、纯度高，适合规模化生产，是一种高品质水不溶性膳食纤维，还能够有效吸附油脂、胆固醇。此外，水不溶性膳食纤维能够有效缓解高脂饮食引起的脂质代谢紊乱，具有降胆固醇降脂的功效，从而能够降低体重，并且有效利用了牛樟芝提取后的废弃物，成本低，具有良好的经济效益和良好的开发前景。
附图说明
图1是本发明的应用实施例中牛樟芝不溶性膳食纤维对小鼠体重的影响示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例以及附图对本发明作具体阐述。
本发明的一种牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将经过乙醇、水提取后的牛樟芝废弃物进行干燥、超微粉碎，得到牛樟芝废弃物粉末。
本发明中，牛樟芝废弃物包括牛樟芝子实体、牛樟芝皿培菌体、牛樟芝谷物固态发酵菌体以及牛樟芝液态发酵菌丝体这些牛樟芝培养物。
步骤2，采用含有NaBH4的NaOH溶液对所述牛樟芝废弃物粉末浸提两次，得到两份料液比为1:5-1:25v/m的浸提液。
本发明中，NaOH溶液的浓度为0.1-1.0mol/L，NaBH4的含量为0.1M。
步骤3，将两份所述浸提液合并后加入适量冰醋酸进行中和，静置第一预定时间后，进行离心，并收集沉淀。
本发明中，浸提温度为2-15℃，浸提时间为4h-24h，第一预定时间为2h。
步骤4，将所述沉淀将用超纯水洗涤3次后，采用LiCl-DMSO溶液进行溶解，并将不溶于LiCl-DMSO溶液的沉淀物透析第二预定时间，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-IDK。
本发明中，第二预定时间为3d，LiCl-DMSO溶液中的LiCl浓度为0.25mol/L。
步骤5，将所述LiCl-DMSO溶液进行乙醇/DMSO分级沉淀，且乙醇添加比例为30％％-90％v/v，而后收集沉淀，透析第三预定时间，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-DK。
本发明中，第三预定时间为3d。
根据上述牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法制备得到的牛樟芝水不溶性膳食纤维在具有降胆固醇降脂的食品添加剂以及代餐食品中的应用。
本发明中，具有降胆固醇降脂的食品添加剂可用于面包、饼干、乳制品肉制品、饮料等食品中，具有降胆固醇降脂的代餐食品可以制备成粉剂、颗粒剂、片剂、胶囊等。
下述实施实例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
<实施例1>
步骤1，将经过乙醇、水提取后的牛樟芝子实体废弃物干燥、超微粉碎后，得到牛樟芝废弃物粉末。
步骤2，采用含有0.01MNaBH4的0.1mol/L的NaOH溶液对牛樟芝废弃物粉末浸提两次，浸提温度2℃，浸提时间4h，且料液比为1:5(v/m)。
步骤3，合并浸提液加入适量冰醋酸进行中和，静置2h后，进行离心，并收集沉淀。
步骤4，将沉淀用超纯水洗涤3次后用LiCl浓度为0.25mol/L的LiCl-DMSO溶液进行溶解，并将不溶于LiCl-DMSO溶液的沉淀物透析3天，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-IDK；
步骤5，将LiCl-DMSO溶液进行乙醇/DMSO分级沉淀，乙醇添加比例为30％(v/v)，而后收集沉淀，透析3天，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-DK。
本实施例的不溶性膳食纤维组分ACA-DK提取率为3.6％，纯度为68.5％；ACA-IDK提取率为4.6％，纯度为63.4％。
<实施例2>
步骤1，将经过乙醇、水提取后的牛樟芝子实体废弃物干燥、超微粉碎后，得到牛樟芝废弃物粉末。
步骤2，采用含有0.01MNaBH4的0.6mol/L的NaOH溶液对牛樟芝废弃物粉末浸提两次，浸提温度10℃，浸提时间12h，且料液比为1:10(v/m)。
步骤3，合并浸提液加入适量冰醋酸进行中和，静置2h后，进行离心，并收集沉淀。
步骤4，将沉淀用超纯水洗涤3次后用LiCl浓度为0.25mol/L的LiCl-DMSO溶液进行溶解，并将不溶于LiCl-DMSO溶液的沉淀物透析3天，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-IDK；
步骤5，将LiCl-DMSO溶液进行乙醇/DMSO分级沉淀，乙醇添加比例为70％(v/v)，而后收集沉淀，透析3天，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-DK。
本实施例的不溶性膳食纤维组分ACA-DK提取率为8.7％，纯度为88.3％；ACA-IDK提取率为9.2％，纯度为82.7％。
<实施例3>
步骤1，将经过乙醇、水提取后的牛樟芝子实体废弃物干燥、超微粉碎后，得到牛樟芝废弃物粉末。
步骤2，采用含有0.01MNaBH4的1.0mol/L的NaOH溶液对牛樟芝废弃物粉末浸提两次，浸提温度20℃，浸提时间24h，且料液比为1:25(v/m)。
步骤3，合并浸提液加入适量冰醋酸进行中和，静置2h后，进行离心，并收集沉淀。
步骤4，将沉淀用超纯水洗涤3次后用LiCl浓度为0.25mol/L的LiCl-DMSO溶液进行溶解，并将不溶于LiCl-DMSO溶液的沉淀物透析3天，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-IDK；
步骤5，将LiCl-DMSO溶液进行乙醇/DMSO分级沉淀，乙醇添加比例为90％(v/v)，而后收集沉淀，透析3天，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-DK。
本实施例的不溶性膳食纤维组分ACA-DK提取率为8.8％，纯度为77.3％；ACA-IDK提取率为9.1％，纯度为70.8％。
<实施例4>
步骤1，将经过乙醇、水提取后的牛樟芝皿培菌体废弃物干燥、超微粉碎后，得到牛樟芝废弃物粉末。
步骤2，采用含有0.01MNaBH4的0.6mol/L的NaOH溶液对牛樟芝废弃物粉末浸提两次，浸提温度10℃，浸提时间12h，且料液比为1:10(v/m)。
步骤3，合并浸提液加入适量冰醋酸进行中和，静置2h后，进行离心，并收集沉淀。
步骤4，将沉淀用超纯水洗涤3次后用LiCl浓度为0.25mol/L的LiCl-DMSO溶液进行溶解，并将不溶于LiCl-DMSO溶液的沉淀物透析3天，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-IDK；
步骤5，将LiCl-DMSO溶液进行乙醇/DMSO分级沉淀，乙醇添加比例为70％(v/v)，而后收集沉淀，透析3天，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-DK。
本实施例的不溶性膳食纤维组分ACA-DK提取率为8.3％，纯度为89.1％；ACA-IDK提取率为8.8％，纯度为84.2％。
<实施例5>
步骤1，将经过乙醇、水提取后的牛樟芝液态发酵菌丝体废弃物干燥、超微粉碎后，得到牛樟芝废弃物粉末。
步骤2，采用含有0.01MNaBH4的0.6mol/L的NaOH溶液对牛樟芝废弃物粉末浸提两次，浸提温度10℃，浸提时间12h，且料液比为1:10(v/m)。
步骤3，合并浸提液加入适量冰醋酸进行中和，静置2h后，进行离心，并收集沉淀。
步骤4，将沉淀用超纯水洗涤3次后用LiCl浓度为0.25mol/L的LiCl-DMSO溶液进行溶解，并将不溶于LiCl-DMSO溶液的沉淀物透析3天，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-IDK；
步骤5，将LiCl-DMSO溶液进行乙醇/DMSO分级沉淀，乙醇添加比例为70％(v/v)，而后收集沉淀，透析3天，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-DK。
本实施例的不溶性膳食纤维组分ACA-DK提取率为7.7％，纯度为86.4％；ACA-IDK提取率为8.3％，纯度为83.3％。
应用实施例：降脂功能性实验即动物实验
1、实验条件
样品：牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-DK，配置成一定浓度悬浊液，制备好后放置4℃备用。
实验动物：选用上海杰思捷实验动物有限公司繁殖的18-22g SPF级C57BL/6小鼠(批准号为SCXK20180004)40只，随机分为4组，每组10只。
主要仪器；与试剂：天平，离心机，Illumina MiSeq测序仪，酶标仪，RNA提取试剂盒。
实验方法：在实验环境下小鼠随机分成4组，分别设定能够正常组NG(灌胃生理盐水)、模型组MG(高脂饮食)、阳性对照组PG(灌胃洛伐他汀)、不溶性膳食纤维组LG。正常组NG用基础饲料喂养，其余分组均用高脂饲料喂养。不溶性膳食纤维灌胃小鼠每日一次，持续8周。
饲养条件：小鼠在温度为18-22℃、相对湿度为40-70％的IVC系统中饲养，实验动物使用许可证号SCXK20180004，小鼠辐照无菌饲料自江苏协同医药生物工程有限公司。
基础饲料：面粉20％，麸皮25％，玉米20％，米粉10％，豆料20％，鱼粉2％，骨粉2％，食盐0.9％，维生素0.1％；
高脂饲料：猪油10％，蔗糖5％，胆固醇1％，胆盐0.3％，基础饲料83.7％。
数据分析：采用SPSS 22.0软件对各实验原始数据进行统计学分析，利用ANOVA程序对数据显著性进行检验。
2、结果分析
(1)牛樟芝不溶性膳食纤维对小鼠体重的影响
图1是本发明的应用实施例中牛樟芝不溶性膳食纤维对小鼠体重的影响示意图。
如图1所示，与正常组小鼠相比，小鼠经过8周高脂饮食饲养，体重显著提高，体重增加率达到24.15％；而经口服给与小鼠牛樟芝不溶性膳食纤维8周，体重与正常组小鼠无显著差异，体重增加率仅为16.54％。牛樟芝不溶性膳食纤维能够减轻体重。
(2)牛樟芝不溶性膳食纤维对小鼠血清血脂的影响
如表1所示，牛樟芝不溶性膳食纤维对小鼠血清血脂的影与正常组小鼠相比，小鼠经过8周高脂饮食饲养，LDL-C显著提高，高达10.33±1.91mmol/L，而HDL-C稍有下降；经口服给与小鼠牛樟芝不溶性膳食纤维8周，LDL-C显著下降，仅为2.43±0.28mmol/L。动脉粥样硬化危险因子(LDL-C/HDL-C)由MG组的4.83降低到LG组的1.38。牛樟芝不溶性膳食纤维具有调节血清脂蛋白代谢的作用。
表1牛樟芝不溶性膳食纤维对小鼠血清血脂的影响
Figure BDA0002397097240000111
Figure BDA0002397097240000121
(3)牛樟芝不溶性膳食纤维对小鼠TG以及TC的影响
如表2所示，与正常组小鼠相比，小鼠经过8周高脂饮食饲养，总胆固醇(TC)含量显著提高，高达0.075±0.019mmol/g protein，而总甘油三酯(TG)无显著差异；经口服给与小鼠牛樟芝不溶性膳食纤维8周，TC与TG含量均显著下降，分别为0.023±0.007和0.042±0.015mmol/gprotein。牛樟芝不溶性膳食纤维具有降低TC和TG的功效。
表2牛樟芝不溶性膳食纤维对小鼠TG以及TC的影响
Figure BDA0002397097240000122
实施例的作用与效果
由实施例1至实施例3可知，当以牛樟芝子实体为原料，且NaOH溶液的浓度为0.6mol/L，浸提温度为10℃，浸提时间为12h时，不溶性膳食纤维组分ACA-DK的提取率和纯度均较高，且当乙醇添加比例为70％(v/v)时的不溶性膳食纤维组分ACA-IDK的提取率和纯度均较高。
由实施例四和实施例五可知，当在与实施例2相同的条件下，原料采用牛樟芝皿培菌体以及牛樟芝液态发酵菌丝体是，制备得到的不溶性膳食纤维组分ACA-DK和ACA-IDK的提取率和纯度均较高。
由应用实施例可知，对牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-DK做了进一步研究，通过动物实验发现，制备得到牛樟芝水不溶性膳食纤维具有良好的持水、持油以及吸附胆固醇特性，能够有效缓解高脂饮食导致的脂质代谢紊乱，同时能够降低高脂饮食导致的小鼠血脂以及胆固醇升高，并且能够控制或减轻体重。
综上，本发明的牛樟芝水不溶性膳食纤维制备方法，工艺简洁，适合大规模工艺生产，制备得到的水不溶性膳食纤维提取率高、纯度高，适合规模化生产，是一种高品质水不溶性膳食纤维，还能够有效吸附油脂、胆固醇。此外，水不溶性膳食纤维能够有效缓解高脂饮食引起的脂质代谢紊乱，具有降胆固醇降脂的功效，从而能够降低体重，并且有效利用了牛樟芝提取后的废弃物，成本低，具有良好的经济效益和良好的开发前景。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将经过乙醇、水提取后的牛樟芝废弃物进行干燥、超微粉碎，得到牛樟芝废弃物粉末；
步骤2，采用含有NaBH4的NaOH溶液对所述牛樟芝废弃物粉末浸提两次，得到两份料液比为1:5-1:25v/m的浸提液；
步骤3，将两份所述浸提液合并后加入适量冰醋酸进行中和，静置第一预定时间后，进行离心，并收集沉淀；
步骤4，将所述沉淀将用超纯水洗涤3次后，采用LiCl-DMSO溶液进行溶解，并将不溶于LiCl-DMSO溶液的沉淀物透析第二预定时间，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-IDK；
步骤5，将所述LiCl-DMSO溶液进行乙醇/DMSO分级沉淀，且乙醇添加比例为30％％-90％v/v，而后收集沉淀，透析第三预定时间，冷冻干燥后得到牛樟芝水不溶性膳食纤维组分ACA-DK。
2.根据权利要求1所述的牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法，其特征在于：
其中，所述步骤1中，牛樟芝废弃物包括牛樟芝子实体、牛樟芝皿培菌体、牛樟芝谷物固态发酵菌体以及牛樟芝液态发酵菌丝体这些牛樟芝培养物。
3.根据权利要求1所述的牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法，其特征在于：
其中，所述步骤2中，NaOH溶液的浓度为0.1-1.0mol/L，NaBH4的含量为0.1M。
4.根据权利要求1所述的牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法，其特征在于：
其中，所述步骤2中，浸提温度为2-15℃，浸提时间为4h-24h。
5.根据权利要求1所述的牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法，其特征在于：
其中，所述步骤3中，第一预定时间为2h。
6.根据权利要求1所述的牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法，其特征在于：
其中，所述步骤4中，第二预定时间为3d，LiCl-DMSO溶液中的LiCl浓度为0.25mol/L。
7.根据权利要求1所述的牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法，其特征在于：
其中，所述步骤5中，第三预定时间为3d。
8.根据权利要求1所述的牛樟芝水不溶性膳食纤维的制备方法制备得到的牛樟芝水不溶性膳食纤维在具有降胆固醇降脂的食品添加剂以及代餐食品中的应用。
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