CN101433292B - 用酶-碱法结合脱脂制备水不溶性大豆渣膳食纤维的方法 - Google Patents
用酶-碱法结合脱脂制备水不溶性大豆渣膳食纤维的方法 Download PDFInfo
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Abstract
用酶-碱法结合脱脂制备水不溶性大豆渣膳食纤维的方法，涉及一种膳食纤维。提供一种用酶-碱法结合脱脂制备水不溶性大豆渣膳食纤维的方法。大豆渣原料干燥后粉碎得大豆渣粉；在大豆渣粉中加水混匀，过胶体磨得大豆渣液A；将大豆渣液A预煮，得大豆渣液B；控制预煮后的大豆渣液B的温度为55℃，在大豆渣液B中加入碱性脂肪酶进行反应，得脂肪酶作用反应后的大豆渣液C；向脂肪酶作用反应后的大豆渣液C加入NaOH，加热，搅拌，得大豆渣液D；将大豆渣液D离心分离，收集沉淀，将沉淀用水重悬，离心，收集沉淀，重复将沉淀用水重悬，离心，收集沉淀的步骤至少1次，最后收集的沉淀烘干，粉碎，即为水不溶性大豆渣膳食纤维，密闭保存。
Description
技术领域
本发明涉及一种膳食纤维，尤其是涉及一种采用酶-碱法结合脱脂制备高纯度水不溶性大豆渣膳食纤维的方法。
背景技术
膳食纤维在人体内有特定的生理功能和保健功效，目前已被公认为是平衡膳食结构必要的“第七大营养素”。在饮食中适当增加膳食纤维的含量，对许多“现代病”的防治都有积极的意义，如冠心病、心脑血管疾病、胆结石、大肠癌、糖尿病和肥胖症等，可使大部分症状缓解或治愈。
大豆渣是十分安全的膳食纤维来源，其中膳食纤维含量高达50％以上。我国是大豆的主要生产国和产品消费国，豆制品加工总规模很大，大豆渣等下脚料产量十分可观。但以往大豆渣主要作为动物饲料，利用程度有限，此外大量的大豆渣更被当作生产废料抛弃，由于大豆渣营养丰富，极易腐烂，不仅造成资源的极大浪费，而且还带来极大的环境问题。因此利用大豆渣提取膳食纤维不仅是提高原料综合利用的一条有效途径，而且能产生良好的社会效益。
大豆渣的主要成分除膳食纤维之外，还包括蛋白质和油脂，许多研究表明，脂肪存在导致的油脂氧化是使大豆渣产生异味、形成所谓“豆腥味”的最主要原因。“豆腥味”使膳食纤维的食用品质降低，限制了其作为食品添加剂的广泛应用。因此，在大豆渣膳食纤维的提取中，最重要的工作即除去油脂，若需要高纯度的膳食纤维，则还需除去所含的蛋白质。针对要除去的对象，膳食纤维的提取方法常用的有化学法(主要为碱法)和生物法(主要为酶法)。碱法处理制备的膳食纤维产品具有纯度高、油脂残留与蛋白质残留量低、异味小等特点。但在强碱条件下，纤维素和半纤维素易分解，产品的得率不高，且颜色较深。此外碱法生产不溶性膳食纤维会产生大量含碱废液，污染环境，而处理这些废液需要额外投入大量的人力物力。
采用脂肪酶催化脂肪水解达到脱脂的目的(即酶法)，得到的不溶性膳食纤维色泽浅、质量好，且酶法条件温和，对设备的要求也较低。但是酶法提取率受温度、酶活和pH等诸多因素的影响，而且作用时间较长，在实际生产中推广应用存在一定困难。此外，酶法提取的不溶性膳食纤维中蛋白质含量较高，虽然产品的得率较高，但是对比碱法提取产品，酶法得到的不溶性膳食纤维的脱脂率和纯度相对较低。
目前对于大豆渣不溶性膳食纤维的研究，在国内外已有较多的报道及相关专利公开，对于分别单独采用脂肪酶法或碱法脱脂的方法也有报道，但是关于结合脂肪酶水解法-氢氧化钠碱法提取的结合工艺，则未见报道。
对大豆渣膳食纤维不溶性产品的研究的相关专利申请如：中国专利03132575.0、94112163.1、200310109934.0、200410084268.4、200410098853.X等，这些专利申请皆为提取或制备大豆渣不溶性膳食纤维。在中国专利03132575.0公开的大豆膳食纤维的制备方法中采用酸法脱腥脱脂调。在中国专利200310109934.0中采用大豆渣匀浆后，进行高温灭活(90～100℃)，加入0.1％～0.15％的脂肪酶进行脱脂。
陈霞等(陈霞，杨香久，徐永华等，大豆渣膳食纤维制备工艺的研究，大豆科学，2001，20(2)：128-132)采用碱处理，结合胰蛋白酶酶解，除去大豆渣中的脂肪和蛋白质，认为最佳反应工艺条件是：NAOH浓度为5％、反应温度80度、反应时间60min，溶液加量为原料重量的5.5％(W/W)，胰酶加入量0.3％，制得大豆渣膳食纤维含量为80％(干基)。骆光林等(骆光林，查理斯，酶法提取大豆膳食纤维，食品科技，2000，4：61)采用生物蛋白酶与脂肪酶制取大豆膳食纤维，其中脂肪酶水解脂肪以达到脱脂作用，具体水解条件是：40℃，pH7.5，固液比为1∶10，一定酶量，反应6～8h，期间通过加缓冲剂保持pH不变。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的大豆渣膳食纤维制备方法中单独采用碱法或酶法所存在的缺点，提供一种用酶-碱法结合脱脂制备水不溶性大豆渣膳食纤维的方法。
本发明的技术方案是采用酶法-碱法提取不溶性膳食纤维，即先采用脂肪酶法作用，再结合碱法处理，制备高纯度不溶性膳食纤维。
本发明包括以下步骤：
1)大豆渣原料干燥后粉碎，得大豆渣粉；
2)在大豆渣粉中加水，混匀，过胶体磨，得大豆渣液A；
3)将步骤2)得到的大豆渣液A预煮，预煮得大豆渣液B；
4)控制预煮后的大豆渣液B的温度为55℃，在大豆渣液B中加入碱性脂肪酶进行反应，得脂肪酶作用反应后的大豆渣液C；
5)向步骤4)所得的脂肪酶作用反应后的大豆渣液C加入NaOH，加热，搅拌，得大豆渣液D；
6)将大豆渣液D离心分离，收集沉淀，将沉淀用水重悬，离心，收集沉淀，重复将沉淀用水重悬，离心，收集沉淀的步骤至少1次，最后收集的沉淀烘干，粉碎，即为水不溶性大豆渣膳食纤维，密闭保存。
在步骤1)中，大豆渣原料干燥后最好粉碎至80目。
在步骤2)中，按质量比，大豆渣粉∶水最好为1∶(15～25)，过胶体磨最好至少1次。
在步骤3)中，预煮的温度可为70～90℃，最好为80℃，最好用NaOH溶液调节大豆渣液的pH值至8～10，最好pH值为9.5，预煮时间为30min。用NaOH溶液调节大豆渣液的NaOH溶液的浓度按摩尔比最好为5mol.L-1。
在步骤4)中，脂肪酶的浓度最好为80～120u.mL-1，反应液的pH最好控制在9.5，反应的时间最好为2～4h。
在步骤5)中，NaOH的加入量最好为使NaOH在大豆渣液中的终浓度达到0.5％～1.5％；加热的温度最好为80～95℃，加热最好保持1h。
在步骤6)中，将大豆渣液D离心分离最好采用三足式离心机，滤布最好为400目，离心的速度最好为3500rpm/min，离心的时间最好为30min；烘干的温度最好不超过70℃，粉碎最好过120目筛。
本发明在脂肪酶作用时，利用脂肪酶特异性作用于甘油三酸酯的酯键，使油脂水解成甘油和脂肪酸，甘油可溶于水中。在随后的碱处理步骤中，碱可以与脂肪酶作用未除尽的油脂产生皂化作用生成可溶性皂盐，还可与脂肪酸形成皂盐，这些皂盐在随后的水洗步骤中皆可被水洗除去。此外，碱作用还可以除去大豆蛋白质。酶、碱作用再结合后续的水洗步骤可以使大豆渣原料中的主要杂质即油脂、蛋白质被除去，极大地提高了产品膳食纤维的纯度。
本发明相对于单用酶法可以得到更高纯度和高油脂去除率的产品，特别是高蛋白质去除率的产品，可以缩短酶法单独作用时的工作时间，降低酶使用量，从而降低生产成本。由于脂肪酶法处理已先行除去部分油脂，碱处理中碱的浓度及用量可以降低，作用时间也缩短，因此减少了污染，降低了操作成本，产品的色泽也更浅、更好。
具体实施方式
实施例1
大豆渣干燥粉碎至过80目筛，取300g大豆渣粉，按料液比为1∶15的量加水混匀，过胶体磨3次，调节大豆渣液预煮温度为70℃、pH值8，预煮30min，加入脂肪酶，使体系中酶液浓度达80u.mL-1，持续搅拌，保持反应时间2h；后调节体系温度至80℃，加入NaOH，使其在料液中浓度达到0.5％，保持作用1h，期间均匀搅拌；作用结束后对料液离心分离，3500rpm/min，离心30min，收集沉淀。将沉淀用纯净水重悬，离心(3500rpm/min，离心30min)，收集沉淀，重复该步骤3次，将收集到的沉淀在70℃烘箱烘干，粉碎至过120目筛，即得不溶性膳食纤维，于干燥环境室温密闭保存。产品的得率为47.3％，色泽浅，不溶性膳食纤维纯度达92.5％，油脂含量0.80％，蛋白质含量3.29％。
实施例2
大豆渣干燥粉碎至过80目筛，取300g大豆渣粉，按料液比为1∶20的量加水混匀，过胶体磨3次，调节大豆渣液预煮温度为80℃、pH值9.5，预煮30min，加入脂肪酶，使体系中酶液浓度达100u.mL-1，持续搅拌，保持反应时间3h及pH9.5；后调节体系温度至85℃，加入NaOH，使其在料液中浓度达到0.75％，保持作用1h，期间均匀搅拌；作用结束后用三足离心机对料液离心分离，3500rpm/min，离心30min，收集沉淀。将沉淀用纯净水重悬，离心(3500rpm/min，离心30min)，收集沉淀，重复该步骤3次，将收集到的沉淀在70℃真空烘箱烘干，粉碎至过120目筛，即得不溶性膳食纤维，于干燥环境室温密闭保存。产品的得率为45.5％，色泽浅，不溶性膳食纤维纯度达93.8％，油脂含量0.48％，蛋白质含量2.6％。
实施例3
大豆渣干燥粉碎至过80目筛，取300g大豆渣粉，按料液比为1∶25的量加水混匀，过胶体磨3次，调节大豆渣液预煮温度为90℃、pH值10，预煮30min，加入脂肪酶，使体系中酶液浓度达120u.mL-1，持续搅拌，保持反应时间4h；后调节体系温度至90℃，加入NaOH，使其在料液中浓度达到1.5％，保持作用1h，期间均匀搅拌；作用结束后对料液离心分离，3500rpm/min，离心30min，收集沉淀。将沉淀用纯净水重悬，离心(3500rpm/min，离心30min)，收集沉淀，重复该步骤3次，将收集到的沉淀在70℃烘箱烘干，粉碎至过120目筛，即得不溶性膳食纤维，于干燥环境室温密闭保存。产品的得率为41.1％，色泽浅，不溶性膳食纤维纯度达94.5％，油脂含量0.37％，蛋白质含量2.15％。
Claims (10)
1.用酶-碱法结合脱脂制备水不溶性大豆渣膳食纤维的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)大豆渣原料干燥后粉碎，得大豆渣粉；
2)在大豆渣粉中加水，混匀，过胶体磨，得大豆渣液A；
3)将步骤2)得到的大豆渣液A预煮，预煮得大豆渣液B；
4)控制预煮后的大豆渣液B的温度为55℃，在大豆渣液B中加入碱性脂肪酶进行反应，得脂肪酶作用反应后的大豆渣液C；
5)向步骤4)所得的脂肪酶作用反应后的大豆渣液C加入NaOH，加热，搅拌，得大豆渣液D；
6)将大豆渣液D离心分离，收集沉淀，将沉淀用水重悬，离心，收集沉淀，重复将沉淀用水重悬，离心，收集沉淀的步骤至少1次，最后收集的沉淀烘干，粉碎，即为水不溶性大豆渣膳食纤维，密闭保存。
2.如权利要求1所述的用酶-碱法结合脱脂制备水不溶性大豆渣膳食纤维的方法，其特征在于在步骤1)中，大豆渣原料干燥后粉碎至80目。
3.如权利要求1所述的用酶-碱法结合脱脂制备水不溶性大豆渣膳食纤维的方法，其特征在于在步骤2)中，按质量比，大豆渣粉∶水为1∶15～25，过胶体磨至少1次。
4.如权利要求1所述的用酶-碱法结合脱脂制备水不溶性大豆渣膳食纤维的方法，其特征在于在步骤3)中，预煮的温度为70～90℃，用NaOH溶液调节大豆渣液A的pH值至8～10，预煮时间为30min。
5.如权利要求4所述的用酶-碱法结合脱脂制备水不溶性大豆渣膳食纤维的方法，其特征在于用NaOH溶液调节大豆渣液A的NaOH溶液的浓度按摩尔比为5mol.L-1。
6.如权利要求1所述的用酶-碱法结合脱脂制备水不溶性大豆渣膳食纤维的方法，其特征在于在步骤4)中，脂肪酶的浓度为80～120U·mL-1。
7.如权利要求1所述的用酶-碱法结合脱脂制备水不溶性大豆渣膳食纤维的方法，其特征在于在步骤4)中，反应液的pH控制在9.5，反应的时间为2～4h。
8.如权利要求1所述的用酶-碱法结合脱脂制备水不溶性大豆渣膳食纤维的方法，其特征在于在步骤5)中，NaOH的加入量为使NaOH在大豆渣液中的终浓度达到0.5％～1.5％。
9.如权利要求1所述的用酶-碱法结合脱脂制备水不溶性大豆渣膳食纤维的方法，其特征在于在步骤5)中，加热的温度为80～95℃，加热保持1h。
10.如权利要求1所述的用酶-碱法结合脱脂制备水不溶性大豆渣膳食纤维的方法，其特征在于在步骤6)中，将大豆渣液D离心分离采用三足式离心机，滤布为400目，离心的速度为3500rpm/min，离心的时间为30min；烘干的温度不超过70℃，粉碎过120目筛。
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