一種制備飼料膳食纖維的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于農(nóng)產(chǎn)品加工領(lǐng)域，涉及一種制備飼料膳食纖維的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 膳食纖維是指能抗機體小腸消化吸收而能在大腸中部分或全部發(fā)酵的植物性成 分、碳水化合物及其類似物質(zhì)的總稱，主要包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠和樹膠等多 種成分。自1953年Hipsley第一次提出膳食纖維的概念，緊接著Higginson和Oettle在 1960年提出食物中含有的豐富纖維物質(zhì)可以預防結(jié)腸癌之后，人們開始高度關(guān)注膳食纖 維。尤其是隨著生活水平的提高，人們飲食日趨精細，導致富貴病（糖尿病、心血管病、肥 胖、腸道癌、便秘等）呈現(xiàn)增加的趨勢，嚴重威脅人體健康，而膳食纖維具有許多重要的生 理功能，其攝入不足或缺乏將導致糖尿病及腸道代謝紊亂等疾病。早在1991年WHO專家組 就將膳食纖維推薦入"人群膳食營養(yǎng)目標"中，將其列入繼蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、維生素、礦物 質(zhì)和水之后的第七大營養(yǎng)素。因此，膳食纖維被認為對防治富貴病至關(guān)重要，作為一種極重 要的功能性食品基料已成為食品領(lǐng)域研究的熱門課題。
[0003] 同樣地，飼料膳食纖維對于動物的健康生長也是至關(guān)重要的。它在機體內(nèi)表現(xiàn)出 大分子物質(zhì)的多種生理特性，可歸納為發(fā)酵性、膨脹性、持水性、吸附性和離子交換作用等， 這些生理特性為膳食纖維在動物中的積極作用提供了生理基礎(chǔ)。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，適 量的膳食纖維非但不會損害動物健康，還可以改善其生長狀況并提高生產(chǎn)性能，在提供動 物能量的同時，還能構(gòu)成合理的日糧結(jié)構(gòu)，維持動物機體的正常消化功能。尤其是在改善動 物腸道健康中，攝入膳食纖維具有促進腸道蠕動、保持大便順暢、防止便秘、清除腸道內(nèi)的 有毒有害物質(zhì)、保持腸道清潔和促進腸道內(nèi)的益生菌生長等功效，而且，膳食纖維對腸易激 綜合征、炎癥性腸病和腸癌等常見腸道疾病也具有一定的預防和治療作用，有利于保持腸 道正常生理功能，修復和改善受損腸道環(huán)境，對于維護腸道健康有重要意義。例如，大量研 究表明，纖維在防治仔豬腹瀉方面具有特殊的功效，并且適量的膳食纖維有利于提高仔豬 的生長性能；在母豬應用中，膳食纖維具有減少母豬便秘的發(fā)生，改善母豬奶水質(zhì)量，高母 豬的繁殖性能和改善母豬福利等效果。
[0004] 飼料中常用的纖維素來源有麥麩、豆皮、甜菜渣、玉米麩皮等，但這些粗纖維原料 中纖維含量較低（如麩皮中粗纖維含量一般不超過10% )，添加量高時易導致飼料適口性 差；原料中不溶性纖維很難被發(fā)酵，且酶活性被纖維包裹，無法釋放，導致利用率低；同時， 吸附能力差，不能起到吸附霉菌毒素的作用。因此，生產(chǎn)制備纖維素含量高、可發(fā)酵性好、溶 脹性和持水力強的膳食纖維顯得尤為重要。而花生殼、稻殼、玉米芯和豆莢等可以作為制備 優(yōu)質(zhì)膳食纖維的原料來源，來源豐富，成本低廉，同時減少了資源的浪費。
[0005] 目前，膳食纖維的制備工藝大致可分為四類：粗分離法、化學分離法、膜分離法、化 學試劑和酶結(jié)合分離法。其中，最常見的是通過堿法來制備，但該法中反復浸泡和頻繁的熱 處理過程會明顯破壞膳食纖維的生理特性（如減少纖維素產(chǎn)品的持水力和膨脹性），而且 大量排放的堿性廢液會造成嚴重的環(huán)境污染問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的為提供一種制備飼料膳食纖維的方法。
[0007] 本發(fā)明提供的制備飼料膳食纖維的方法，包括如下步驟：
[0008] 1)將含有膳食纖維素的原料粉碎后過篩，加水浸泡，得到底物液；
[0009] 2)對步驟1)所得底物液進行乳化，得到乳化后的底物液；
[0010] 3)向步驟2)所得乳化后的底物液中加入酶進行酶解，將所得酶解液滅酶后，離 心，收集沉淀，得到濾質(zhì)；
[0011] 4)向步驟3)所得濾質(zhì)中接入益生菌發(fā)酵后，滅菌，干燥，得到所述飼料膳食纖維。
[0012] 上述方法的步驟1)中，含有膳食纖維素的原料為一些常見的成本低廉的農(nóng)產(chǎn)品 副產(chǎn)物，具體可選自花生殼、玉米芯、稻殼和豆莢中的至少一種；
[0013] 所述粉碎步驟中，粉碎后的過篩目數(shù)為20-80目，具體為20目、40目、60目或80 目；
[0014] 所述加水浸泡步驟中，粉碎后過篩的原料與水的用量比為Ig :10_40mL，具體為 Ig :10mL、lg :20mL、lg :30mL 或 Ig :40mL ;浸泡的時間為 12h-24h，具體為 12h、16h、20h 或 Mh0
[0015] 該步驟中，所用水具體可為常溫清水。加水浸泡可以起到如下作用：除去一些水溶 性雜質(zhì)（如泥土、粉塵和水溶性蛋白質(zhì)、碳水化合物等），提高膳食纖維產(chǎn)品的純度，減輕后 續(xù)制備工藝中的提純工作。
[0016] 所述步驟2)乳化步驟中，乳化的方法為采用均質(zhì)機進行乳化；
[0017] 所述采用均質(zhì)機進行乳化步驟中，均質(zhì)壓強為40MPa-160MPa，具體為40MPa、 80MPa、120MPa 或 160MPa ;乳化的時間為 5min-20min，具體為 5min、10min、15min、16min 或 20min〇
[0018] 所述步驟3)中，所述酶選自淀粉酶和蛋白酶中的至少一種；
[0019] 其中，所述淀粉酶具體為α-淀粉酶，可購于美國Sigma公司，更具體可為美國 Sigma公司出售的產(chǎn)品編號為10069的α -淀粉酶；
[0020] 所述α -淀粉酶的酶活具體可為50-1000U/mg，具體為380U/mg ;
[0021] 所述α -淀粉酶的酶活的定義如下：
[0022] Ig或ImL的α -淀粉酶在60°C和pH值6. 0的條件下，Ih液化Ig可溶性淀粉，即 為1個酶活力單位；
[0023] 所述蛋白酶為堿性蛋白酶或木瓜蛋白酶；其中，所述堿性蛋白酶可購于美國 Sigma公司，具體可為美國Sigma公司出售的產(chǎn)品編號為P8038的堿性蛋白酶；所述木瓜蛋 白酶可購于美國Sigma公司，具體可為美國Sigma公司出售的產(chǎn)品編號為76218的木瓜蛋 白酶；
[0024] 所述堿性蛋白酶的酶活具體可為5-30U/mg，具體為14U/mg ;
[0025] 所述堿性蛋白酶的酶活的定義如下：
[0026] Ig或ImL堿性蛋白酶在40°C和pH值9-10的堿性條件下，Imin水解酪蛋白生成 Iug酪氨酸，即為1個酶活力單位；
[0027] 所述木瓜蛋白酶的酶活的定義如下：
[0028] Ig或ImL木瓜蛋白酶在40°C和pH值7.2的條件下，Imin水解酪蛋白生成lug酪 氨酸，即為1個酶活力單位；
[0029] 所述木瓜蛋白酶的酶活具體可為5-100U/mg，具體為12U/mg ;
[0030] 所述淀粉酶與步驟2)所得乳化后的底物液的用量比為l_2g:lL，具體為lg:lL、 1.4g:lL、L8g:lLS2g:lL;
[0031] 所述堿性蛋白酶與步驟2)所得乳化后的底物液的用量比為5-10g :1L，具體為5g : lL、6g :1L 或 IOg :1L ;
[0032] 所述木瓜蛋白酶與與步驟2)所得乳化后的底物液的用量比為5-10g :1L，具體為 4g :lL、5g :1L 或 IOg:lL〇
[0033] 所述步驟3)酶解步驟中，酶解溫度為40°C -60°C，具體為40°(：、50°(：、55°(：或 60 0C ；
[0034] 酶解的 pH 值為 6. 5-8. 0,具體為 6. 5、7. 0、7. 5 或 8. 0 ;
[0035] 酶解時間為 20_90min，具體為 20min、40min、60min 或 90min ;
[0036] 所述步驟3)滅酶步驟中，滅酶的方法包括如下步驟：將所得酶解液在沸水浴中加 熱10min-30min，具體為將所得酶解液在沸水浴中加熱15min ;
[0037] 所述步驟3)離心步驟中，離心力為5000_7000g，具體為6000g ;離心時間為 10min_30min，具體可為 15min。
[0038] 所述步驟4)發(fā)酵步驟中，所述益生菌選自保加利亞乳桿菌菌粉和嗜熱乳酸鏈球 菌菌粉中的至少一種；
[0039] 其中，所述保加利亞乳桿菌菌粉可購自南京便診生物科技有限公司，產(chǎn)品編號為 BZW23003,菌號為 CICC6032 ;
[0040] 所述嗜熱乳酸鏈球菌菌粉可購自南京便診生物科技有限公司，產(chǎn)品編號為 BZW23104,菌號為 ASL 1864 ;
[0041] 所述保加利亞乳桿菌菌粉與所述濾質(zhì)的質(zhì)量比為2-5g :1kg，具體為2g :lkg、3g : lkg、4g:lkg、5g :1kg ;
[0042] 所述嗜熱乳酸鏈球菌菌粉與所述濾質(zhì)的質(zhì)量比為l_3g :1kg，具體為Ig :1kg、 I. 5g :lkg、2g :lkg、3g :1kg ;
[0043] 發(fā)酵的溫度為35°(：-42°(：，具體為35°(：、38°(：、40°(：或42°(：;
[0044] 發(fā)酵的時間為 30_100min，具體為 30min、60min、80min 或 IOOmin ;
[0045] 所述步驟4)滅菌步驟中，滅菌的方法包括如下步驟：將發(fā)酵后的濾質(zhì)用質(zhì)量百分 濃度為10%-20%的乙醇水溶液于50°(