CN101263911B - 金柑果渣制备膳食纤维工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种金柑果渣制备膳食纤维工艺，该工艺以金柑或金柑果渣为原料，经过清洗、干燥、粉碎、脱色处理、酸处理后过滤，过滤出的滤渣经过碱处理后过滤出水不溶性膳食纤维粗品；所述酸处理后过滤的滤液经过醇析后过滤出水溶性膳食纤维粗品；混合粗品、干燥、超微粉碎后得到膳食纤维；本工艺以金柑或金柑饮料加工过程后的金柑果渣为原料，经脱色和酸碱处理，酒精凝析，超徽粉碎开发高活性金柑膳食纤维，不仅变废为宝，经济效益显著，而且优化了制备工艺条件，使金柑膳食纤维活性成分提高，增加了膳食纤维的价值。
Description
技术领域
本发明属于食品加工领域，更具体涉及一种金柑果渣制备膳食纤维工艺。
背景技术
膳食纤维是指不被人体消化酶所消化的非淀粉类多糖，一般分为水溶性和水不溶性两大类：水不溶性膳食纤维是指不被人体消化酶所消化、且不溶于热水的膳食纤维，如来源于植物的纤维素、半纤维素、木质素、原果胶等；水溶性膳食纤维是指不被人体消化酶所消化、且可溶于温、热水的膳食纤维，如来源于植物的果胶、阿拉伯胶、种子胶、磨芋甘露聚糖等。现代研究表明，膳食纤维是一类对人体具有一定生理功能的活性多糖，因为有较强的吸水能力，可促进肠道蠕动而防止便秘和肠癌发生；能螯合胆固醇，抑制胆固醇的吸收，防止动脉硬化；能抑制葡萄糖的吸收而降低血糖；能吸附肠道钠离子而降低血压；因为有较强的溶涨性，能产生饱腹感而作为肥胖患者的减肥食品等，被誉为“第七营养素”。随着人们生活水平的提高和膳食结构的改变，近年来诸如肥胖症、高血压、高血脂、糖尿病、结肠癌等富贵病已成为危害我国人民健康的主要疾病。据国内外病理学和营养学专家调查和研究证实，现代文明病产生的原因与人们的饮食有密切相关，其中膳食纤维摄入量不足，则是主要因素。因此，膳食纤维和含膳食纤维食品的研发具有重要意义。
膳食纤维的生产方法，目前常用的酸碱法、酶法、发酵法、膜分离法和挤压膨化法等，根据原料来源不同来选择。但是由于工艺技术等问题，产品中的水溶性纤维、半纤维素或纤维素的损失较多，这样的膳食纤维生理活性低，只能作为一般的无能量填充剂，无法提升膳食纤维的价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种金柑果渣制备膳食纤维工艺，本工艺以金柑或金柑饮料加工过程后的金柑果渣为原料，经脱色和酸碱处理，酒精凝析，超徽粉碎开发高活性金柑膳食纤维，不仅变废为宝，经济效益显著，而且优化了制备工艺条件，使金柑膳食纤维活性成分提高，增加了膳食纤维的价值。
本发明的金柑果渣制备膳食纤维工艺，其特征在于：所述制备工艺步骤为：以金柑或金柑果渣为原料，经过清洗、干燥、粉碎、脱色处理、酸处理后过滤，过滤出的滤渣经过碱处理后过滤出水不溶性膳食纤维粗品；所述酸处理后过滤的滤液经过醇析后过滤出水溶性膳食纤维粗品；混合粗品、干燥、超微粉碎后得到膳食纤维。
本发明的显著优点：本工艺以金柑或金柑饮料加工过程后的金柑果渣为原料，变废为宝，经济效益显著；优化了制备工艺条件参数，使金柑膳食纤维活性成分提高，增加了膳食纤维的价值；制备出的金柑膳食纤维成分中水分(％)≤8，总DF≥65，IDF≥50，SDF≥15，灰分(％)≤5，As(mg/kg)≤0.5，Pb(mg/kg)≤5.0，持水性(ml/g)≥5.5，其活性成分高，膳食纤维价值高。
附图说明
图1是几种脱色剂的脱色效果图。
图2是乙醇用量对凝析效果影响曲线图。
图3是不同PH对凝析效果的影响曲线图。
图4是温度对凝析效果的影响曲线图。
具体实施方式
(1)以金柑或金柑果渣为原料，经过清洗、干燥、粉碎后脱色处理：脱色处理步骤为：以H2O2为脱色剂，按照果渣原料与H2O2重量比1∶10混合进行脱色处理，所述脱色处理的工艺条件为：H2O2添加量4～7％，PH值8～11，时间50～80min，温度20～70℃，搅拌速度55～60r/min。
(2)酸处理：采用重量浓度为10％的盐酸为水解酸，按照果渣原料与盐酸重量比1∶10混合进行酸处理，所述的酸处理的工艺条件为：PH值1～2.5，温度40～90℃，时间50～90min，搅拌速度55～60r/min。
(3)酸处理后过滤，过滤出的滤渣经过碱处理：采用NaOH水溶液，按照滤渣与NaOH水溶液重量比1∶10混合进行碱解处理，所述的碱解处理的工艺条件为：NaOH水溶液重量浓度1～3.5％，温度50～80℃，时间50～90min，搅拌速度55～60r/min；碱处理后过滤出水不溶性膳食纤维粗品；
(4)酸处理后过滤的滤液醇析：采用体积浓度为95％的乙醇进行沉淀，采用体积浓度为70％的乙醇进行洗涤，所述95％的乙醇∶滤液体积比为1∶1～1.2，PH值6～8，温度20～30℃；醇析后过滤出水溶性膳食纤维粗品；
(5)混合粗品、干燥、超微粉碎后得到膳食纤维。
所述过滤过程采用篮式离心机，干燥采用电热恒温干燥箱，粉碎采用干式超微粉碎机。
以上各步骤优化工艺参数为：所述脱色处理的工艺条件为：H2O2添加量5％，PH值9，时间60min，温度40℃，搅拌速度55～60r/min；所述的酸处理的工艺条件为：PH值2，温度80℃，时间80min，搅拌速度55～60r/min；所述的碱解处理的工艺条件为：NaOH水溶液重量浓度2％，温度70℃，时间80min；搅拌速度55～60r/min；所述酸处理后过滤的滤液醇析：采用体积浓度为95％的乙醇进行沉淀，采用体积浓度为70％的乙醇进行洗涤，所述95％的乙醇∶滤液体积比为1∶1，PH值7，温度25℃。
以下实施例进一步说明本发明，但本发明不仅限于此。
实施例1
以金柑为原料，经过清洗、干燥、粉碎后脱色处理：脱色处理步骤为：以H2O2为脱色剂，按照原料与H2O2重量比1∶10混合进行脱色处理，所述脱色处理的工艺条件为：H2O2添加量4％，PH值8，时间50min，温度20℃，搅拌速度55r/min。
酸处理：采用重量浓度为10％的盐酸为水解酸，按照原料与盐酸重量比1∶10混合进行酸处理，所述的酸处理的工艺条件为：PH值1，温度40℃，时间50min，搅拌速度55r/min。
酸处理后过滤，过滤出的滤渣经过碱处理：采用NaOH水溶液，按照滤渣与NaOH水溶液重量比1∶10混合进行碱解处理，所述的碱解处理的工艺条件为：NaOH水溶液重量浓度1％，温度50℃，时间50min，搅拌速度55r/min；碱处理后过滤出水不溶性膳食纤维粗品；
酸处理后过滤的滤液醇析：采用体积浓度为95％的乙醇进行沉淀，采用体积浓度为70％的乙醇进行洗涤，所述95％的乙醇∶滤液体积比为1∶1，PH值6，温度20℃；醇析后过滤出水溶性膳食纤维粗品；混合粗品、干燥、超微粉碎后得到膳食纤维。
所述过滤过程采用篮式离心机，干燥采用电热恒温干燥箱，粉碎采用干式超微粉碎机。
实施例2
以金柑果渣为原料，经过清洗、干燥、粉碎后脱色处理：脱色处理步骤为：以H2O2为脱色剂，按照果渣原料与H2O2重量比1∶10混合进行脱色处理，所述脱色处理的工艺条件为：H2O2添加量7％，PH值11，时间80min，温度70℃，搅拌速度60r/min。
酸处理：采用重量浓度为10％的盐酸为水解酸，按照果渣原料与盐酸重量比1∶10混合进行酸处理，所述的酸处理的工艺条件为：PH值2.5，温度90℃，时间90min，搅拌速度60r/min。
酸处理后过滤，过滤出的滤渣经过碱处理：采用NaOH水溶液，按照滤渣与NaOH水溶液重量比1∶10混合进行碱解处理，所述的碱解处理的工艺条件为：NaOH水溶液重量浓度3.5％，温度80℃，时间90min，搅拌速度60r/min；碱处理后过滤出水不溶性膳食纤维粗品；
酸处理后过滤的滤液醇析：采用体积浓度为95％的乙醇进行沉淀，采用体积浓度为70％的乙醇进行洗涤，所述95％的乙醇∶滤液体积比为1∶1.2，PH值8，温度30℃；醇析后过滤出水溶性膳食纤维粗品；混合粗品、干燥、超微粉碎后得到膳食纤维。
所述过滤过程采用篮式离心机，干燥采用电热恒温干燥箱，粉碎采用干式超微粉碎机。
实施例3
以金柑或金柑果渣为原料，经过清洗、干燥、粉碎后脱色处理：脱色处理步骤为：以H2O2为脱色剂，按照果渣原料与H2O2重量比1∶10混合进行脱色处理，所述脱色处理的工艺条件为：H2O2添加量6％，PH值10，时间70min，温度40℃，搅拌速度55r/min。
酸处理：采用重量浓度为10％的盐酸为水解酸，按照果渣原料与盐酸重量比1∶10混合进行酸处理，所述的酸处理的工艺条件为：PH值1.5，温度60℃，时间60min，搅拌速度55r/min。
酸处理后过滤，过滤出的滤渣经过碱处理：采用NaOH水溶液，按照滤渣与NaOH水溶液重量比1∶10混合进行碱解处理，所述的碱解处理的工艺条件为：NaOH水溶液重量浓度2.5％，温度70℃，时间60min，搅拌速度55r/min；碱处理后过滤出水不溶性膳食纤维粗品；
酸处理后过滤的滤液醇析：采用体积浓度为95％的乙醇进行沉淀，采用体积浓度为70％的乙醇进行洗涤，所述95％的乙醇∶滤液体积比为1∶1.1，PH值6.5，温度22℃；醇析后过滤出水溶性膳食纤维粗品；混合粗品、干燥、超微粉碎后得到膳食纤维。
所述过滤过程采用篮式离心机，干燥采用电热恒温干燥箱，粉碎采用干式超微粉碎机。
实施例4
最佳工艺参数实施例：
以金柑果渣为原料，经过清洗、干燥、粉碎后脱色处理：脱色处理步骤为：以H2O2为脱色剂，按照果渣与H2O2原料重量比1∶10混合进行脱色处理，所述脱色处理的工艺条件为：H2O2添加量5％，PH值9，时间60min，温度40℃，搅拌速度55～60r/min。
酸处理：采用重量浓度为10％的盐酸为水解酸，按照果渣原料与盐酸重量比1∶10混合进行酸处理，所述的酸处理的工艺条件为：PH值2，温度80℃，时间80min，搅拌速度55～60r/min。
酸处理后过滤，过滤出的滤渣经过碱处理：采用NaOH水溶液，按照滤渣与NaOH水溶液重量比1∶10混合进行碱解处理，所述的碱解处理的工艺条件为：NaOH水溶液重量浓度2％，温度70℃，时间80min；搅拌速度55～60r/min；碱处理后过滤出水不溶性膳食纤维粗品；
酸处理后过滤的滤液醇析：采用体积浓度为95％的乙醇进行沉淀，采用体积浓度为70％的乙醇进行洗涤，所述95％的乙醇∶滤液体积比为1∶1，PH值7，温度25℃；醇析后过滤出水溶性膳食纤维粗品；混合粗品、干燥、超微粉碎后得到膳食纤维。
所述过滤过程采用篮式离心机，干燥采用电热恒温干燥箱，粉碎采用干式超微粉碎机。
优化工艺参数效果试验：
1.脱色剂选择试验
脱色率测定：取定量脱色剂加入酸解提取液中，常温下搅料脱色30min离心。在440mm测定吸光值，以酸解液的吸光值为对照，计算出脱色率。
试验表明，过氧化氢脱色效果最好，如图1所示。
2.脱色条件对H2O2脱色效果的影响
以H2O2为脱色剂，料液比为1∶10搅拌速度55-60r/min，其他条件相同，分别改变脱色剂加量，脱色温度、脱色时间，PH值观察其脱色效果。
表2H2O2添加量对脱色效果影响
表3PH对脱色效果的影响
表4时间对脱色效果的影响
表5温度对脱色效果的影响
从上面表中可看出：
H2O2添加量、PH值、脱色时间对脱色效果影响显著，温度影响不明显。综合分析确定脱色工艺条件为：H2O2添加量5％，PH值9时间60min，温度40℃。
3.酸解试验
在提取水不溶性膳食纤维过程中产生的滤液，经酒精凝析沉淀，即可获取水溶性膳食纤维。研究表明，经酸处理可提高水溶性膳食纤维的得率，以盐酸为水解酸，在料液比为1∶10，搅拌速度55-60r/min，其他条件相同，分别改变PH值，水解时间，水解温度观察其提取效果。
表6PH对提取效果的影响
表7温度对提取效果的影响
表8时间对提取效果的影响
从上面表中可能：PH值，水解温度对提取效果影响显著，水解时间对提取效果影响较小。
综合分析后确定分解工艺条件为：PH值2，温度80℃，时间80min。
4.碱解试验
为了提高水不溶性膳食纤维的纯度，金柑果渣中含有蛋白质，脂肪等物质要除去，在碱的作用下，蛋白质溶解为可溶性的小分子肽和游离氨基酸，脂肪经皂化水解为甘油和脂肪酸，漂洗后，分离去除。在料夜比为1∶10，搅伴速度55-60r/min，其他条件相同，分别改变NaOH的浓度，水解时间、水解温度，观察其提取效果。
表9NaOH添加量对提取效果的影响
表10温度对提取效果的影响
表11时间对提取效果的影响
从上面表中可以看出：NaoH浓度，碱解温度、碱解时间对提取效果影响均显著。综合分析后确定碱解工艺条件为：碱浓度2％，温度70℃，时间80min。
5.乙醇凝析试验
乙醇凝析是常用的工艺，沉淀用95％乙醇，洗涤用70％乙醇，试验结果如图2、图3、图4可看出：乙醇用量PH值和温度对凝析效果均有一定影响。综合分析后确定乙醇凝析工艺条件为：95％乙醇用量与水解比为1∶1，PH7，温度常温(＜30℃为宜)。
工艺参数优化结论
| 工艺 | 料液比 | 添加剂 | 浓度(％) | PH | 时间(min) | 温度(℃) | 搅拌速度(r/min) |
| 脱色 | 1∶10 | H2O2 | 5 | 9 | 60 | 40 | 55-60 |
| 酸解 | 1∶10 | HCl | 10 | 2 | 80 | 80 | 50-60 |
| 碱解 | 1∶10 | NaOH | 2 | 12 | 80 | 70 | 50-60 |
| 醇析 | 1∶1 | 乙醇 | 95 | 7 | 过夜 | ＜30 | 50-60 |
Claims (8)
1.一种金柑果渣制备膳食纤维工艺，其特征在于：所述制备工艺步骤为：以金柑或金柑果渣为原料，经过清洗、干燥、粉碎、脱色处理、酸处理后过滤，过滤出的滤渣经过碱处理后过滤出水不溶性膳食纤维粗品；所述酸处理后过滤的滤液经过醇析后过滤出水溶性膳食纤维粗品；混合粗品、干燥、超微粉碎后得到膳食纤维。
2.根据权利要求1所述的金柑果渣制备膳食纤维工艺，其特征在于：所述的脱色处理步骤为：以H2O2为脱色剂，按照果渣原料与H2O2重量比1∶10混合进行脱色处理，所述脱色处理的工艺条件为：H2O2添加量4～7％，PH值8～11，时间50～80min，温度20～70℃，搅拌速度55～60r/min。
3.根据权利要求1所述的金柑果渣制备膳食纤维工艺，其特征在于：所述酸处理过程为：采用重量浓度为10％的盐酸为水解酸，按照果渣原料与盐酸比1∶10混合进行酸处理，所述的酸处理的工艺条件为：PH值1～2.5，温度40～90℃，时间50～90min，搅拌速度55～60r/min。
4.根据权利要求1所述的金柑果渣制备膳食纤维工艺，其特征在于：所述的滤渣碱处理过程为：采用NaOH水溶液，按照滤渣与NaOH水溶液比1∶10混合进行碱解处理，所述的碱解处理的工艺条件为：NaOH水溶液重量浓度1～3.5％，温度50～80℃，时间50～90min，搅拌速度55～60r/min。
5.根据权利要求1所述的金柑果渣制备膳食纤维工艺，其特征在于：所述的滤液醇析过程为：采用体积浓度为95％的乙醇进行沉淀，采用体积浓度为70％的乙醇进行洗涤，所述95％的乙醇∶滤液体积比为1∶1～1.2，PH值6～8，温度20～30℃。
6.根据权利要求1所述的金柑果渣制备膳食纤维工艺，其特征在于：所述过滤过程采用篮式离心机。
7.根据权利要求1所述的金柑果渣制备膳食纤维工艺，其特征在于：所述干燥步骤所采用的设备为电热恒温干燥箱。
8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的金柑果渣制备膳食纤维工艺，其特征在于：所述各步骤优化工艺参数为：所述脱色处理的工艺条件为：H2O2添加量5％，PH值9，时间60min，温度40℃，搅拌速度55～60r/min；所述的酸处理的工艺条件为：PH值2，温度80℃，时间80min，搅拌速度55～60r/min；所述的碱解处理的工艺条件为：NaOH水溶液重量浓度2％，温度70℃，时间80min；搅拌速度55～60r/min；所述酸处理后过滤的滤液醇析：采用体积浓度为95％的乙醇进行沉淀，采用体积浓度为70％的乙醇进行洗涤，所述95％的乙醇∶滤液体积比为1∶1，PH值7，温度25℃。
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