CN101822385A - 膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及食品加工领域，特别涉及膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法，包括膳食纤维原料的预处理、将遇水能产生二氧化碳气体的有机酸和无机碱与膳食纤维原料混合、再进行挤压膨化处理等步骤；本发明方法通过二氧化碳气体的爆破作用，提高了膳食纤维的降解度和分散度，使可溶性膳食纤维的含量得到大幅提升，最高可至原料的3倍以上，还具有操作方便、安全性高、环境污染少等优点。

Description

膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法
技术领域
本发明涉及食品加工领域，特别涉及膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法。
背景技术
膳食纤维是一类不被机体吸收的碳水化合物，主要分为水溶性和非水溶性两大类。其中，可溶性膳食纤维可影响碳水化合物及脂类的代谢，所以，通常将膳食纤维中可溶性膳食纤维的含量多少作为评定膳食纤维品质的标准之一。在天然存在的膳食纤维原材料中，可溶性膳食纤维的含量仅占3-4％。降低不溶性膳食纤维团聚性能可以提高膳食纤维中可溶性膳食纤维的含量，方法包括化学方法(主要有酸法、碱法部分分解法)，生物技术方法(酶法、发酵法)、物理方法(主要有超微粉碎技术、挤压膨化技术、高压蒸煮、高压处理)等。其中，挤压膨化技术是指集输送、混合、加热和加压等多种单元操作一体，能在短时间内实现部分大分子聚合物转化为可溶性膳食纤维的技术。但是，单纯的挤压膨化处理虽能提高可溶性膳食纤维的含量，却不能有效的对膳食纤维进行降解和分散，导致可溶性膳食纤维提高的幅度很有限。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法，运用该方法可以大幅度提升可溶性膳食纤维的含量。
为达到上述目的，本发明的具体方案为：
膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法，包括以下步骤：
a原料预处理：将膳食纤维原料干燥后，粉碎过筛，备用；
b混料：将经步骤a处理的膳食纤维原料与水、有机酸充分混匀后，再加入遇水能与有机酸反应产生二氧化碳气体的无机碱，并充分混匀；
c挤压膨化：将经步骤b处理的物料挤压膨化至无二氧化碳气体生成，收集产物。
进一步，所述膳食纤维原料为番茄皮、葡萄皮、豆渣、玉米、小麦、柑橘皮和麸皮中的任一种或多种混合物；
进一步，所述有机酸为柠檬酸、甲酸、酒石酸、草酸、苹果酸或抗坏血酸，所述无机碱为碳酸氢钠或碳酸钠；
进一步，所述膳食纤维原料为番茄皮，所述有机酸为柠檬酸，所述无机碱为碳酸氢钠；
进一步，所述番茄皮、水、柠檬酸和碳酸氢钠的质量比为100∶45～60∶1～16∶1～20；
进一步，所述番茄皮、水、柠檬酸和碳酸氢钠的质量比为100∶45∶16∶20。
本发明的有益效果在于：本发明的二氧化碳爆破挤压膨化改性法是以挤压膨化改性法为基础，在挤压前调整膳食纤维原料的含水量，并添加遇水能产生二氧化碳气体的有机酸和无机碱，在挤压过程中有机酸与无机碱反应生成大量的二氧化碳气体，增大了挤压过程的压力，在挤压通道出口处，随着压力的瞬间释放，充斥于颗粒物料内部间隙的二氧化碳体积急剧膨胀，对颗粒物料产生爆破效果，从而极大地提高了膳食纤维的降解和分散程度。与单纯的挤压膨化改性方法相比，本发明方法能使可溶性膳食纤维含量得到进一步提升，最高可提升至原料的3倍以上。此外，本发明方法还具有操作方便、安全性高、环境污染少等优点。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。
对照实施例膳食纤维的挤压膨化改性方法
番茄皮(可溶性膳食纤维含量为3.4％)烘干后取300g，经粉碎机粉碎，过100目筛，备用；向预处理后的番茄皮中加入135g水进行调质；将调质后的物料放入SYSLG30-IV实验双螺杆膨化机(济南赛百诺科技开发有限公司)中进行挤压膨化处理，螺杆转速设为170r/min，挤压膨化四阶段温度为50℃-90℃-130℃-170℃；挤压膨化处理完毕后，收集产物，采用AOAC 991.43法测得其中可溶性膳食纤维含量为5.86％。
实施例1膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法
番茄皮(可溶性膳食纤维含量为3.4％)烘干后取300g，经粉碎机粉碎，过100目筛，备用；称取柠檬酸3g，溶于180g水中，倒入预处理后的番茄皮中进行调质，再加入碳酸氢钠固体粉末3.75g混匀；将调质后的物料放入SYSLG30-IV实验双螺杆膨化机(济南赛百诺科技开发有限公司)进行挤压膨化处理，螺杆转速设为170r/min，挤压膨化四阶段温度为50℃-90℃-130℃-170℃，至产物置水中无气泡产生(表明柠檬酸与碳酸氢钠反应完全)时停止挤压膨化处理，收集产物，采用AOAC 991.43法测得其中可溶性膳食纤维含量为6.02％。
实施例2膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法
番茄皮(可溶性膳食纤维含量为3.4％)烘干后取300g，经粉碎机粉碎，过100目筛，备用；称取柠檬酸12g，溶于135g水中，倒入预处理后的番茄皮中进行调质，再加入碳酸氢钠固体粉末15g混匀；将调质后的物料放入SYSLG30-IV实验双螺杆膨化机(济南赛百诺科技开发有限公司)进行挤压膨化处理，螺杆转速设为170r/min，挤压膨化四阶段温度为50℃-90℃-130℃-170℃，至产物置水中无气泡产生(表明柠檬酸与碳酸氢钠反应完全)时停止挤压膨化处理，收集产物，采用AOAC 991.43法测得其中可溶性膳食纤维含量为9.45％。
实施例3膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法
番茄皮(可溶性膳食纤维含量为3.4％)烘干后取300g，经粉碎机粉碎，过100目筛，备用；称取柠檬酸24g，溶于135g水中，倒入预处理后的番茄皮中进行调质，再加入碳酸氢钠固体粉末30g混匀；将调质后的物料放入SYSLG30-IV实验双螺杆膨化机(济南赛百诺科技开发有限公司)进行挤压膨化处理，螺杆转速设为170r/min，挤压膨化四阶段温度为50℃-90℃-130℃-170℃，至产物置水中无气泡产生(表明柠檬酸与碳酸氢钠反应完全)时停止挤压膨化处理，收集产物，采用AOAC 991.43法测得其中可溶性膳食纤维含量为11.91％。
实施例4膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法
番茄皮(可溶性膳食纤维含量为3.4％)烘干后取300g，经粉碎机粉碎，过100目筛，备用；称取柠檬酸36g，溶于135g水中，倒入预处理后的番茄皮中进行调质，再加入碳酸氢钠固体粉末45g混匀；将调质后的物料放入SYSLG30-IV实验双螺杆膨化机(济南赛百诺科技开发有限公司)进行挤压膨化处理，螺杆转速设为170r/min，挤压膨化四阶段温度为50℃-90℃-130℃-170℃，至产物置水中无气泡产生(表明柠檬酸与碳酸氢钠反应完全)时停止挤压膨化处理，收集产物，采用AOAC 991.43法测得其中可溶性膳食纤维含量为11.25％。
实施例5膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法
番茄皮(可溶性膳食纤维含量为3.4％)烘干后取300g，经粉碎机粉碎，过100目筛，备用；称取柠檬酸48g，溶于135g水中，倒入预处理后的番茄皮中进行调质，再加入碳酸氢钠固体粉末60g混匀；将调质后的物料放入SYSLG30-IV实验双螺杆膨化机(济南赛百诺科技开发有限公司)中进行挤压膨化处理，螺杆转速设为170r/min，挤压膨化四阶段温度为50℃-90℃-130℃-170℃，至产物置水中无气泡产生(表明柠檬酸与碳酸氢钠反应完全)时停止挤压膨化处理，收集产物，采用AOAC 991.43法测得其中可溶性膳食纤维含量为12.13％。
比较对照实施例与实施例1～5可以看出，采用单纯的挤压膨化改性方法，处理后番茄皮中可溶性膳食纤维的含量提高至原料的1.72倍，而采用本发明的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法，随着柠檬酸和碳酸氢钠用量的增加，处理后番茄皮中可溶性膳食纤维的含量可提高至原料的1.77～3.57倍，即二氧化碳气体的生成量对可溶性膳食纤维的含量具有非常重要的影响。
上述优选实施例中，膳食纤维原料番茄皮可以简单替换为葡萄皮、豆渣、玉米、小麦、柑橘皮、麸皮等其他膳食纤维原料或多种膳食纤维原料的混合物，柠檬酸和碳酸氢钠也可以替换为其他遇水能生成二氧化碳气体的有机酸和无机碱，同样能达到本发明所述效果。另外，螺杆转速及挤压膨化四阶段温度可根据挤压膨化机的型号进行适当调整。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法，其特征在于：包括以下步骤：
a原料预处理：将膳食纤维原料干燥后，粉碎过筛，备用；
b混料：将经步骤a处理的膳食纤维原料与水、有机酸充分混匀后，再加入遇水能与有机酸反应产生二氧化碳气体的无机碱，并充分混匀；
c挤压膨化：将经步骤b处理的物料挤压膨化至无二氧化碳气体生成，收集产物。
2.根据权利要求1所述的膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法，其特征在于：所述膳食纤维原料为番茄皮、葡萄皮、豆渣、玉米、小麦、柑橘皮和麸皮中的任一种或多种混合物。
3.根据权利要求1或2所述的膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法，其特征在于：所述有机酸为柠檬酸、甲酸、酒石酸、草酸、苹果酸或抗坏血酸，所述无机碱为碳酸氢钠或碳酸钠。
4.根据权利要求3所述的膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法，其特征在于：所述膳食纤维原料为番茄皮，所述有机酸为柠檬酸，所述无机碱为碳酸氢钠。
5.根据权利要求4所述的膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法，其特征在于：所述番茄皮、水、柠檬酸和碳酸氢钠的质量比为100∶45～60∶1～16∶1～20。
6.根据权利要求5所述的膳食纤维的二氧化碳爆破挤压膨化改性方法，其特征在于：所述番茄皮、水、柠檬酸和碳酸氢钠的质量比为100∶45∶16∶20。
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