專利名稱：一種香菇柄綜合加工的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種香菇柄的綜合加工方法。
我國傳統(tǒng)的主要農(nóng)副產(chǎn)品之一香菇由于其具有廣泛的藥用成分，已被公認為是集營養(yǎng)與保健為一體的世界十大最佳食品之一。在香菇商品化處理中，出口香菇需剪去菇柄，而菇柄占全菇干重的20-30％。具報道全國每年均有5萬噸左右香菇柄被廢棄，由于香菇柄呈纖維化，適口性差，國內(nèi)消費的香菇柄也基本廢棄，加上次菇及采集時廢棄的菇柄，每年在香菇生產(chǎn)中廢棄的這部分資源是極其巨大的。香菇柄與菇蓋一樣是由香菇菌絲體組成，同樣含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素等營養(yǎng)成分和有效的生物活性成分。根據(jù)分析，香菇柄含有7種香菇多糖，含量可達12％以上，并含有天然可食性纖維約55％，因而是一種極為寶貴的天然醫(yī)藥和食品工業(yè)原料資源。目前，香菇多糖從傘菌真菌香菇子實體內(nèi)提取，其結(jié)構(gòu)為β(1-3)糖苷鍵的葡聚糖，是公認的抗腫瘤最好的藥物之一，國內(nèi)目前市售日本進口香菇多糖每支(1毫克)430元，即每公斤售價為4億3千萬人民幣。香菇柄與香菇子實體一樣均為菌絲體組成，經(jīng)分析，香菇柄中含有的7種不同類型的多糖中有5種是具有β(1-3)糖苷鍵結(jié)構(gòu)的葡聚糖(分子量與組成有差異)。現(xiàn)有的香菇柄提取香菇多糖的方法為將香菇柄粉碎、水浸后，將浸取液過濾、濃縮并用酒精醇析即可得香菇多糖。其方法只提取了浸取液中的香菇多糖，而未能將殘渣中所含的香菇多糖一并提出。膳食纖維對人體有極其重要的生理功能，膳食中纖維數(shù)量的不足和缺乏與腸癌、動脈硬化、冠心病、糖尿病、高血脂、肥胖癥、痔瘡和膽結(jié)石等疾病的發(fā)病率與發(fā)病程度有很大關(guān)系。香菇柄中含有天然膳食纖維約55％，是麩皮的2-3倍，而且主要是由菌體細胞壁成分組成，至今未得到人們的廣泛利用。經(jīng)檢測，提取香菇多糖的上清液中氨基酸含量極高，其中人類必需的不能合成的8種氨基酸含量也極高，還含有大量的多糖及可溶性纖維，并含有多種維生素，對人體健康十分有利。
本發(fā)明的目的是提供一種香菇柄的綜合加工方法，充分提取香菇中的香菇多糖，并將香菇多糖生產(chǎn)中產(chǎn)生的上清液和殘渣進一步加工，以提高香菇這一傳統(tǒng)農(nóng)副產(chǎn)品的深加工能力，克服現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品單一、原料利用率低的不足。
本發(fā)明的實現(xiàn)過程附

圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
香菇柄，分別來自陜西省西鄉(xiāng)縣、寧陜縣、略陽縣、安康市、湖北隨州市等地袋裝栽培香菇柄。
如附圖1所示，首先將香菇柄粉碎，然后用水浸提得浸提液和殘渣，其特征是①向浸提液中加入復(fù)合酶保溫，然后進行超濾得濃縮液和上清液A．濃縮液經(jīng)脫蛋白、乙醇沉淀即得水溶性香菇多糖；B．將上清液進行配比可得特色飲料；②向殘渣中加入含有NaOH的溶液進行提取，得提取液和殘留物A．調(diào)節(jié)提取液PH值為酸性，得沉淀和溶液，沉淀經(jīng)洗滌、干燥可得堿溶性粗多糖LN-1，溶液經(jīng)超濾濃縮、醇析，洗滌、干燥可得堿溶性粗多糖LN-2；B．將殘渣改性、脫色、干燥后可得膳食纖維。
通過正交實驗可得，對浸提率的影響程度依次為浸提次數(shù)，浸提溫度，浸提時間，固液比。用水浸提香菇柄工藝參數(shù)為10-30倍水量，70-90℃熱水浸提1-3次，每次1-3小時。理論上最佳工藝條件為30倍水量的90℃熱水浸提3次，每次2小時，在此工藝條件下多糖浸出率為2.497％，鑒于該工藝溶液量太大，影響后續(xù)分離，實際確定最佳工藝條件為10倍水量的90℃熱水浸提3次，每次2小時，此工藝條件下多糖浸出率為2.481％。
向香菇柄的浸提液中加入的復(fù)合酶為中性蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶和木瓜蛋白酶的混合物，目的是分解浸提液中的蛋白質(zhì)，復(fù)合酶的比例為，中性蛋白酶∶纖維素酶∶半纖維素酶∶木瓜蛋白酶=3∶2∶2∶3；當加入原料量5‰的復(fù)合酶后，繼續(xù)增加加酶量，降解效果變化不明顯，確定酶用量為5‰；加入5‰的復(fù)合酶在不同溫度下對浸提液保溫，測定溶液中含氮量可得，復(fù)合蛋白酶最適作用溫度為60℃；分別取系列浸提液加入原料重量5‰的復(fù)合蛋白酶于60℃下保溫，不同時間取樣截留濃縮至1/4體積，測定單位體積濃縮液中的含氮量，可得酶作用7小時后濃縮液中含氮量趨于穩(wěn)定，不再下降，確定酶作用保溫時間為7小時。
本方法要求選擇截留分子量為5萬以上的超濾分離系統(tǒng)，美國Millipor公司超濾系統(tǒng)和韓國東洲工程公司Scepter超濾分離系統(tǒng)適合于本工藝的要求。
將超濾后的濃縮液按Sevag法相應(yīng)比例加入氯仿-正丁醇溶液劇烈震蕩后離心，去除界面處絮狀蛋白質(zhì)，如此反復(fù)多次后無變性蛋白質(zhì)析出時，收集上層水溶液加入3倍體積95％乙醇靜置后離心分離醇析物，相繼以95％乙醇、無水乙醇、丙酮洗滌后，以P2O5真空干燥得水溶性香菇多糖。
向上清液中加入甜味劑等可得特色飲料。
向殘渣中加入10倍體積含10mM NaBH4的1M NaOH溶液浸提3次，每次2小時，此工藝條件下浸提率為5.645％。分離殘渣與提取液，用冰醋酸調(diào)節(jié)提取液的PH值至4.5后靜置，離心收集沉淀，乙醇、丙酮洗滌后，NaOH真空干燥得灰褐色堿溶性粗多糖LN-1，含糖量為63.3％，經(jīng)紫外、紅外、核磁共振及分子量測定，LN-1為分子量85萬的葡聚糖。離心出的清液經(jīng)超濾濃縮至1/4體積，加入3倍量95％乙醇醇析，沉降物離心經(jīng)乙醇洗滌、丙酮洗滌、NaOH真空干燥得灰色堿溶性粗多糖LN-2，經(jīng)測定為分子量7.1萬，是以葡萄糖為主要成分的雜多糖，含糖量為71.5％.為進一步純化粗多糖，可將兩種粗多糖分別溶于1M NaOH溶液，按Sevag法加入相應(yīng)體積的氯仿-正丁醇試劑劇烈震蕩，離心去除界面變性的蛋白質(zhì)，反復(fù)操作多次得到無蛋白質(zhì)沉淀析出的溶液，調(diào)PH至4.5或乙醇醇析，然后乙醇洗、丙酮洗滌、NaOH真空干燥得到兩種灰白色多糖。
采用法國Greust-Loive公司產(chǎn)Clextral Amex BC-21型雙螺桿擠壓機對殘渣進行改性，分別以進料溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、加水量、進料速度采用L9(34)正交實驗，作四因素、三水平的正交實驗，確定香菇纖維改性的工藝參數(shù)為溫度80-100℃，螺桿速率150-250r/min，加水量40-80％，香菇柄纖維經(jīng)擠壓改性后可溶性成分分別提高了20-25％，其組成成分半纖維素量顯著下降，表明擠壓改性工藝中主要是半纖維素分子被轉(zhuǎn)化成可溶性膳食纖維。
脫色過程工藝參數(shù)為脫色劑1-1.5％，溫度40-45℃，PH為8，脫色時間2-4小時，固液比8∶1-10∶1。由于脫色劑的作用，部分膳食纖維的聯(lián)接鍵能被打開，使不溶性大分子轉(zhuǎn)變成可溶性小分子，導(dǎo)致膳食纖維的可溶性成分增加，脫色劑采用通用的普通脫色劑即可，如醋酸鈉加冰醋酸。通過檢測，本工藝條件下香菇膳食纖維可溶性成分增加幅度在18-20％左右，被轉(zhuǎn)化的成分主要是半纖維素。
膳食纖維干燥可采用常壓干燥、真空干燥、冷凍干燥、噴粉干燥。若采用常壓干燥，恒溫干燥箱設(shè)定溫度為55℃，干燥24小時以上，采用英國Lovibond色差儀(modelE)檢測，色澤淡黃，色差儀測色度7.5左右，產(chǎn)品含水量可低于10％；若采用真空干燥，應(yīng)采用溫度55℃，工作壓力10mmHg柱，干燥24小時以上，色澤淡黃，色差儀測色度7.5左右，產(chǎn)品含水量可低于8％；若采用冷凍干燥，應(yīng)采用冷凍溫度為-30℃，加熱板溫度為45℃，壓力為3.99×10-3Pa，冷凍時間為24小時以上，色澤白色，色差儀測色度3.5左右，產(chǎn)品含水量可低于10％；若采用噴粉干燥，應(yīng)采用進風溫度235℃，出風溫度為110℃，進料速度5Kg/h，色澤灰白，色差儀測色度5左右，產(chǎn)品含水量可低于8％。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明利用廢棄的香菇柄為原料，原料價廉易購；現(xiàn)有的提取生產(chǎn)工藝均為單一多糖產(chǎn)品，本方法產(chǎn)品多樣，可得到多種產(chǎn)品，便于香菇柄的深加工，提高其附加值；本方法工藝先進，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物均被轉(zhuǎn)化為另一類產(chǎn)品，使香菇柄得以綜合利用。
具體實施例方式將香菇柄粉碎，過100目篩，稱取1Kg，加入10Kg90℃熱水浸提3次，每次2小時，過濾得殘渣和浸提液備用。向浸提液中加入5g復(fù)合酶于60℃保溫7小時，然后用內(nèi)壓式中空纖維超濾器截留分子量5萬，得濃縮液、上清液，向濃縮液中加入氯仿-正丁醇溶液劇烈震蕩后離心，去處界面處絮狀蛋白質(zhì)，反復(fù)3次后無變性蛋白質(zhì)析出，收集上層水溶液，加入濃縮液3倍體積的95％乙醇靜置后離心分離，相繼以95％乙醇、無水乙醇、丙酮洗滌后，以P2O5真空干燥得水溶性香菇多糖約30g。
向上清液中加入蔗糖可制得香菇飲料。
向殘渣中加入8Kg含10mM NaBH4的1M NaOH溶液浸提3次，每次2小時，分離殘渣與提取液，用冰醋酸調(diào)節(jié)提取液的PH值至4.5后靜置，離心收集沉淀，用乙醇、丙酮洗滌沉淀后，用NaOH真空干燥得灰褐色堿溶性粗多糖LN-1 30g；分離出的清液經(jīng)超濾濃縮至1/4體積，加入95％乙醇醇析，沉降物離心經(jīng)乙醇洗滌、丙酮洗滌、NaOH真空干燥得灰色堿溶性粗多糖LN-2 40g。為進一步純化粗多糖，可將上述兩種粗多糖分別溶于1M NaOH溶液，按Sevag法加入氯仿-正丁醇試劑劇烈震蕩，離心去除界面變性的蛋白質(zhì)，反復(fù)操作9次得到無蛋白質(zhì)沉淀析出的溶液，調(diào)PH至4.5，然后用乙醇洗、丙酮洗滌、NaOH真空干燥得到兩種灰白色多糖，各為24g和32g。
采用法國Greust-Loive公司產(chǎn)Clextral Amex BC-21型雙螺桿擠壓機對殘渣進行改性，溫度90℃，螺桿速率250r/min，加水量40％，進料速率10Kg/h；改性完成后加入脫色劑醋酸鈉加冰醋酸8g，在40℃，PH為8，脫色4小時，固液比8∶1；脫色結(jié)束后進行干燥，采用冷凍干燥，選擇溫度為-30℃，加熱板溫度為45℃，壓力為3.99×10-3Pa，冷凍24小時，得到白色膳食纖維600g，經(jīng)采用英國Lovibond色差儀檢測，測色度為3.5，產(chǎn)品含水量為9％。
權(quán)利要求
1.一種香菇柄綜合加工的方法，首先將香菇柄粉碎，然后用水浸提得浸提液和殘渣，其特征是①向浸提液中加入復(fù)合酶保溫，然后進行超濾得濃縮液和上清液A．濃縮液經(jīng)脫蛋白、乙醇沉淀即得水溶性香菇多糖；B．將上清液進行配比可得特色飲料；②向殘渣中加入含有NaOH的溶液進行提取，得提取液和殘留物A．調(diào)節(jié)提取液PH值為酸性，得沉淀和溶液，沉淀經(jīng)洗滌、干燥可得堿溶性粗多糖LN-1，溶液經(jīng)超濾濃縮、醇析、洗滌、干燥可得堿溶性粗多糖LN-2；B．將殘渣改性、脫色、干燥后可得膳食纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香菇柄的綜合加工方法，用水浸提香菇柄工藝參數(shù)為使用10-30倍水量，70-90℃熱水浸提。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的香菇柄的綜合加工方法，用水浸提香菇柄最佳工藝參數(shù)為使用10倍90℃熱水浸提3次，每次2小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是向香菇柄的浸提液中加入的復(fù)合酶為中性蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶和木瓜蛋白酶的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是中性蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶和木瓜蛋白酶的加入比例為3∶2∶2∶3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4或5所述的香菇柄的綜合加工方法，加入復(fù)合酶工藝為加入原料量5‰的復(fù)合酶于60℃保溫7小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是超濾截留分子量為5萬以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是濃縮液加入氯仿-正丁醇劇烈震蕩后離心，收集上層水溶液加入乙醇靜置，分離醇析物并洗滌、干燥得水溶性香菇多糖。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是向上清液中加入甜味劑等可得特色飲料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是向殘渣中加入10倍體積含10mM NaBH4的1M NaOH溶液浸提。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是用冰醋酸調(diào)節(jié)提取液的PH值至4.5。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或11所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是調(diào)節(jié)PH值后形成的沉淀經(jīng)乙醇和丙酮洗滌后干燥可得粗多糖LN-1。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或11所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是調(diào)節(jié)PH值后分離出沉淀的溶液先經(jīng)超濾濃縮，然后將濃縮液加入乙醇醇析，沉降物離心后經(jīng)乙醇和丙酮洗滌、干燥可得粗多糖LN-2。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是殘渣改性采用擠壓改性方法。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是擠壓改性方法工藝參數(shù)為溫度80-100℃，螺桿速率150-250r/min，加水量40-80％。
16.根據(jù)權(quán)利要求1或14所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是脫色工藝參數(shù)為脫色劑1-1.5％，溫度40-45℃，PH為8，固液比8∶1-10∶1。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是膳食纖維干燥采用常壓干燥。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是溫度為55℃下干燥24小時以上。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是膳食纖維干燥采用真空干燥。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是干燥過程采用溫度55℃，工作壓力10mmHg柱，干燥24小時以上。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是膳食纖維干燥采用冷凍干燥。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是冷凍干燥過程冷凍溫度為-30℃，加熱板溫度為45℃，壓力為3.99×10-3Pa，冷凍時間為24小時以上。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是膳食纖維干燥采用噴粉干燥。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的香菇柄的綜合加工方法，其特征是噴粉干燥過程進風溫度235℃，出風溫度為110℃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種香菇柄綜合加工的方法,其技術(shù)關(guān)鍵是:將香菇柄經(jīng)熱水浸提得浸提液和殘渣,浸提液中加入復(fù)合酶保溫,進一步超濾得濃縮液和上清液,濃縮液可精制得水溶性香菇多糖,上清液可制得特色飲料,從殘渣中可制得堿溶性香菇多糖和膳食纖維。本方法工藝先進,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物均被轉(zhuǎn)化為另一類產(chǎn)品,使香菇柄得以綜合利用。
文檔編號A23L1/28GK1301502SQ99115950
公開日2001年7月4日 申請日期1999年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月27日
發(fā)明者陳五嶺 申請人:西北大學, 西安宏源經(jīng)濟信息實業(yè)公司