CN102154400A

CN102154400A - 一种以豆渣为原料蒸汽爆破结合酶解制取膳食纤维的方法

Info

Publication number: CN102154400A
Application number: CN 201010581912
Authority: CN
Inventors: 李坚斌; 扈胜禄; 林莹; 柳嘉; 韦巧艳; 梁慧洋
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2011-08-17

Abstract

本发明公开了一种以豆渣为原料蒸汽爆破结合酶解制取膳食纤维的方法。通过豆渣的前处理、蒸汽爆破、超细粉碎、酶解和酶解料浆干燥，得到纯天然、全水溶性膳食纤维产品。本发明采用酶解之前增加蒸汽爆破可快速有效地提高可溶性膳食纤维的转化率。采用蒸汽爆破可不加其它化学物质，产品为纯天然的膳食纤维。本发明所用的酶不仅可单独用纤维素酶，也可单独用果胶酶和木聚糖酶。本发明生产高水溶性膳食纤维含量的混合膳食纤维的方法，与生产全水溶性膳食纤维法相比，投资省，生产成本低，还可解决三废污染的问题。

Description

一种以豆渣为原料蒸汽爆破结合酶解制取膳食纤维的方法

技术领域

本发明涉及一种膳食纤维的制取方法。具体是一种以豆渣为原料蒸汽爆破结合酶解制取膳食纤维的方法。该方法制取的产品是纯天然、高水溶性、超微状混合膳食纤维或全水溶性膳食纤维。

背景技术

豆渣是生产豆奶或豆腐过程中的副产品。有研究发现大豆细胞壁含有大约50％的半纤维素和20％的纤维素。因此，豆皮是膳食纤维的极好来源。豆渣中总膳食纤维含量达50％以上，但其中大部分为不溶性膳食纤维，水溶性膳食纤维含量比较低。豆渣中还含有少量的脂肪、蛋白类物质，并具有特殊的豆腥味，在生产膳食纤维时，需预处理将脂肪、蛋白类物质及腥味去除。目前膳食纤维制备的预处理大多采用加温、碱处理后水洗的方法。这些方法使所得纤维的主要生理活性物质损失很大，因为强烈的溶剂(酸、碱等)处理导致了几乎100％的水溶性纤维、50％～60％的半纤维素和10％～30％的纤维素被溶解损失掉，而膳食纤维中的生理功能水溶性膳食纤维比水不溶性膳食纤维素效果更好。因此，如何提高膳食纤维中可溶性膳食纤维的含量具有特别重要的意义。

用豆渣制取膳食纤维，多采用酶解的方法。

黄晓青等采用双酶法降解豆渣，先用淀粉酶除去豆渣中所残留的淀粉成分，再用纤维素酶降解豆渣中的纤维素，分别制备水溶性纤维和水不溶性纤维。该法水不溶性膳食纤维得率约6％；液相纯化浓缩后水溶性膳食纤维得率约为1％(食品与发酵工业2004年01期)，此法得率太低。

姜竹茂等采用纤维素酶与木瓜蛋白酶两次酶解。将豆渣中可溶性膳食纤维产率由原来的11.17％提高到16.59％(中国粮油学报2001年6月)。

周德红等也研究了两次酶法(复合蛋白酶与风味蛋白酶一次酶解；复合纤维素酶二次酶解)用豆渣制备可溶性膳食纤维的工艺。可溶性膳食纤维的产率为39.03％(食品与发酵工业2005年第31卷第5期)。

通常单独采用酶解法来提高水溶性膳食纤维的含量，酶的用量也比较大。两次酶解工艺更复杂，用酶量更大，生产成本更高。

为降低酶解法的生产成本，有研究采用挤压结合酶解，或酶解结合超高压均质，或蒸煮结合酶解的方法生产豆渣膳食纤维：

郑东梅等在豆渣制取水溶性膳食纤维的工艺中，采用豆渣经挤压后再经碱处理和胰蛋白酶处理工艺，可溶性膳食纤维的得率由6.94％提高至19.45％，比传统制备膳食纤维工艺提高了12.51％。(食品科学2005年第5期)。徐广超，姚惠源采用机械法(单螺杆挤压机挤压)—两次酶解法(纤维素酶和中性蛋白酶)从豆渣中提取水溶性膳食纤维。结果表明，在该工艺条件下，水溶性膳食纤维的含量由原来的2.5％提高到22.8％《河南工业大学学报》(自然科学版)2005年2月。螺杆挤压结合酶解的工艺能耗高。

涂宗财等研究了采用微生物发酵和动态超高压均质处理对大豆膳食纤维的方法，发现发酵处理后结合超高压均质，可溶性膳食纤维含量更高，在40MPa下均质即可将可溶性膳食纤维含量提高到30％(食品科学2006年第7期)。但此法微生物发酵需时间长，超高压均质机设备要求高，投资大。

发明专利200810072542.4和发明专利200810072541.X为采用蒸煮结合纤维素酶酶解生产豆渣水溶性膳食纤维。该两专利生产100％水溶的膳食纤维，用膜浓缩后喷雾干燥代替醇沉可简化流程和节能。但其不足的是酶解后离心分离出的固形物没有得到充分利用，产生废渣多。

发明内容

本发明为了克服现有豆渣生产膳食纤维工艺技术的不足，提出一种用豆渣制取高水溶性膳食纤维含量的混合膳食纤维的方法。本法增加分离工序也可生产纯天然水溶性膳食纤维。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

方法一：一种用豆渣为原料制取膳食纤维的方法，包括以下步骤：前处理豆渣、蒸汽爆破、超细粉碎、酶解和酶解料浆干燥：

1).前处理豆渣：采用任何已公开的豆渣脱脂、除蛋白及脱腥工艺处理豆渣，得到前处理后的豆渣；

2).蒸汽爆破：将步骤1)前处理后的豆渣在蒸汽爆破装置中进行蒸汽爆破，蒸汽爆破的压力为0.1～1.6MPa，缸体温度为100～350℃，料水比为1∶10～30，得到蒸汽爆破豆渣；

3).超细粉碎：将步骤2)所得到的蒸汽爆破豆渣粉碎至320目以上，得豆渣粉；

4).酶解：将步骤3)所得的豆渣粉进行酶解，酶解采用纤维素酶、木聚糖酶或果胶酶，酶解后得到酶解浆；

根据所采用的酶不同，控制不同的酶解条件，纤维素酶、木聚糖酶或果胶酶的酶解条件如下：

酶的名称	纤维素酶	果胶酶	木聚糖酶
				酶解pH值	4～6	3.5～4.5	4～5
酶解时间(h)	3～5	0.5～2	0.5～2
				酶解温度(℃)	35～55	30～40	70～80
酶活力	400～700U/g	50～70U/mL	40～60U/mL

5).酶解料浆干燥：将步骤4)得到的酶解料浆进行干燥，干燥可采用任何一种公知的工艺和设备，得到纯天然、水溶性纤维含量高的超微混合膳食纤维。

方法二：一种用豆渣为原料制取膳食纤维的方法，包括以下步骤：前处理豆渣、蒸汽爆破、超细粉碎、酶解、酶解浆微滤除杂、真空浓缩、按公知的醇沉工艺加乙醇沉淀、分离和固形物干燥，得到纯天然、水溶性膳食纤维；具体步骤如下：

1).同方法一的步骤1)，得前处理豆渣；

2).同方法一的步骤2)，得爆破豆渣；

3).同方法一的步骤3)，得豆渣粉；

4).同方法一的步骤4)，得到酶解浆；

5).酶解浆微滤除杂：将步骤4)得到酶解浆微滤净化，得到微滤净化浆；

6).真空浓缩：将步骤5)的微滤净化浆浓缩，真空浓缩温度65℃，浓缩至原体积的1/6，得到浓缩液；

7).将步骤6)所得浓缩液中加入4倍体积、质量浓度95％的乙醇沉淀2小时，使可溶性膳食纤维析出，得到醇沉液；

8).将步骤7)所得到的醇沉液用离心机分离，得可溶性膳食纤维浓浆；

9).将步骤8)所得可溶性膳食纤维浓浆于干燥箱内65℃干燥至含水份小于可溶性膳食纤维浓浆重量的10％，得到纯天然、全水溶性膳食纤维产品。

方法三：一种用豆渣为原料制取膳食纤维的方法，包括以下步骤：前处理豆渣、蒸汽爆破、超细粉碎、酶解、酶解浆微滤除杂、膜浓缩后，浓缩液干燥，得到纯天然、水溶性膳食纤维；具体步骤如下：

1).同方法一的步骤1，得前处理豆渣；

2).同方法一的步骤2，得爆破豆渣；

3).同方法一的步骤3，得豆渣粉；

4).同方法一的步骤4，得到酶解浆；

6).膜浓缩：将步骤5)微滤净化浆经5000超滤膜浓缩，得到截留浓缩液为可溶性膳食纤维浓浆；

7).将步骤6)所得可溶性膳食纤维浓浆喷雾干燥至含水份小于可溶性膳食纤维浓浆重量的10％，得纯天然、全水溶性膳食纤维产品。

上述方法一、二或三中所述步骤2).蒸汽爆破的最佳压力为1.6MPa，最佳缸体温度为350℃，最佳料水比为1∶20。

上述方法一、二或三中所述步骤4)将步骤3)所得的豆渣粉进行酶解，酶解采用纤维素酶、木聚糖酶或果胶酶的酶解最佳条件如下：

本发明具有以下优点：

1.本发明方法前处理后的豆渣，经蒸汽爆破、超细粉碎后酶解，工艺流程短，酶解工艺中酶的用量大大减少，可降低生产成本。

2.解工艺可选用多种酶，但仅采用一种酶，方便生产安排，简化了生产流程。

3.应用本发明方法生产的产品中水溶性膳食纤维的含量高，含量可达24.52％以上，便于直接用于生产膳食纤维片产品，质量好。

4.产品粒度小，口感好，作为膳食纤维食品原料，使用面广。

5.本产品为高水溶性膳食纤维含量的混合膳食纤维，资源利用率高，能耗少，生产成本低，三废最少。

6.本发明生产水溶性膳食纤维，得率高。

具体实施方式

以下结合具体实施例本对发明的内容进一步详细描述，但需要说明的是，实施例并不构成对本发明要求保护范围的限制。

实施例1-1

用豆渣为原料，采用蒸汽爆破结合酶解生产纯天然、水溶性膳食纤维含量高的混合膳食纤维的方法，其操作步骤如下：

1).采用任何一种已公开的豆渣脱脂、除蛋白及脱腥工艺处理豆渣，得前处理豆渣；

2).将步骤1)所得的前处理豆渣进行蒸汽爆破，蒸汽爆破的压力为1.6MPa，缸体温度为350℃，料水比为1∶20，得爆破豆渣；

3).将步骤2)所得的爆破豆渣粉碎至320目以上，得豆渣粉；

4).将步骤3)所得的豆渣粉进行酶解，酶解采用纤维素酶。优选pH值5.0，酶解温度45℃；酶解时间4h；酶的活力为656.4U/g。酶解后得到酶解浆；

5).将步骤4)得到的酶解浆进行喷雾干燥至含水份小于10％，，得到纯天然、水溶性纤维含量达24.52％的混合膳食纤维。

实施例1-2

1).同实施例1-1步骤1)，得前处理豆渣；

2).同实施例1-1步骤2)，得爆破豆渣；

3).同实施例1-1步骤3)，得豆渣粉；

4).将步骤3)所得的豆渣粉进行酶解，酶解采用纤维素酶。优选pH值4.0，酶解温度35℃；酶解时间3h；酶的活力为437.6U/g。酶解后得到酶解浆；

5).将步骤4)得到的酶解浆进行喷雾干燥至含水份小于10％，，得到纯天然、水溶性纤维含量达17.87％的混合膳食纤维。

实施例1-3

1).同实施例1-1步骤1)，得前处理豆渣；

2).同实施例1-1步骤2)，得爆破豆渣；

3).同实施例1-1步骤3)，得豆渣粉；

4).将步骤3)所得的豆渣粉进行酶解，酶解采用纤维素酶。优选pH值6.0，酶解温度55℃；酶解时间5h；酶的活力为437.6U/g。酶解后得到酶解浆；

5).将步骤4)得到的酶解浆进行喷雾干燥至含水份小于10％，，得到纯天然、水溶性纤维含量达14.65％的混合膳食纤维。

实施例2-1

1).同实施例1-1步骤1)，得前处理豆渣；

2).同实施例1-1步骤2)，得爆破豆渣；

3).同实施例1-1步骤3)，得豆渣粉；

4).将步骤3所得的豆渣粉进行酶解，酶解采用果胶酶，优选酶解pH值4.0；酶解温度35℃；酶解时间1.6h；酶的活力为61.22U/mL。酶解后得到酶解浆；

5.将步骤4得到的酶解浆进行喷雾干燥至含水份小于10％，，得到纯天然、水溶性纤维含量达16.04％的混合膳食纤维。

实施例2-2

1).同实施例1-1步骤1)，得前处理豆渣；

2).同实施例1-1步骤2)，得爆破豆渣；

3).同实施例1-1步骤3)，得豆渣粉；

4).将步骤3所得的豆渣粉进行酶解，酶解采用果胶酶，优选酶解pH值3.5；酶解温度30℃；酶解时间0.5h；酶的活力为51.02U/mL。酶解后得到酶解浆；

5.将步骤4得到的酶解浆进行喷雾干燥至含水份小于10％，，得到纯天然、水溶性纤维含量达13.83％的混合膳食纤维。

实施例2-3

1).同实施例1-1步骤1)，得前处理豆渣；

2).同实施例1-1步骤2)，得爆破豆渣；

3).同实施例1-1步骤3)，得豆渣粉；

4).将步骤3所得的豆渣粉进行酶解，酶解采用果胶酶，优选酶解pH值4.5；酶解温度40℃；酶解时间2h；酶的活力为51.02U/mL。酶解后得到酶解浆；

5.将步骤4得到的酶解浆进行喷雾干燥至含水份小于10％，，得到纯天然、水溶性纤维含量达14.64％的混合膳食纤维。

实施例3-1

1).同实施例1-1步骤1)，得到前处理豆渣；

2).同实施例1-1步骤2)，得到粗豆渣粉；

3).同实施例1-1步骤3)，得到豆渣粉；

4).将步骤3)所得的豆渣粉进行酶解，酶解采用木聚糖酶，优选酶解pH值4.0；酶解温度75℃；酶解时间1.3h；酶的活力为45.87U/mL。酶解后得到酶解浆；

5).将步骤4)得到的酶解浆进行喷雾干燥至含水份小于10％，得到纯天然、水溶性纤维含量达16.71％的混合膳食纤维。

实施例3-2

1).同实施例1-1步骤1)，得到前处理豆渣；

2).同实施例1-1步骤2)，得到粗豆渣粉；

3).同实施例1-1步骤3)，得到豆渣粉；

4).将步骤3)所得的豆渣粉进行酶解，酶解采用木聚糖酶，选酶解pH值4.0；酶解温度70℃；酶解时间0.5h；酶的活力为45.87U/mL。酶解后得到酶解浆；

5).将步骤4)得到的酶解浆进行喷雾干燥至含水份小于10％，得到纯天然、水溶性纤维含量达14.64％的混合膳食纤维。

实施例3-3

1).同实施例1-1步骤1)，得到前处理豆渣；

2).同实施例1-1步骤2)，得到粗豆渣粉；

3).同实施例1-1步骤3)，得到豆渣粉；

4).将步骤3)所得的豆渣粉进行酶解，酶解采用木聚糖酶，选酶解pH值5.0；酶解温度80℃；酶解时间2.0h；酶的活力为61.16U/mL。酶解后得到酶解浆；

5).将步骤4)得到的酶解浆进行喷雾干燥至含水份小于10％，得到纯天然、水溶性纤维含量达15.27％的混合膳食纤维。

实施例4

1).同实施例1-1步骤1)，得前处理豆渣；

2).同实施例1-1步骤2)，得爆破豆渣；

3).同实施例1-1步骤3)，得豆渣粉；

4).同实施例1-1步骤4)，得到酶解浆；

5).同实施例1-1步骤5)，得微滤净化浆；

6).将步骤5)的微滤净化浆浓缩，真空浓缩温度65℃，浓缩至原体积的1/6，得浓缩液；

7).将步骤6)所得浓缩液中加入4倍体积95％的乙醇沉淀2小时，使可溶性膳食纤维析出，得醇沉液；

8).将步骤7)所得醇沉液用离心机分离，得可溶性膳食纤维浓浆；

9).将步骤8)所得可溶性膳食纤维浓浆于干燥箱内65℃干燥至含水份小于10％，得纯天然、全水溶性膳食纤维产品。本工艺产品利率高。

实施例5

1).同实施例1-1步骤1)，得前处理豆渣；

2).同实施例1-1步骤2)，得爆破豆渣；

3).同实施例1-1步骤3)，得豆渣粉；

4).同实施例1-1步骤4)，得到酶解浆；

5).同实施例1-1步骤5)，得微滤净化浆；

6).膜浓缩，将步骤5)微滤净化浆经5000超滤膜浓缩，得截留浓缩液；

7).将步骤6)所得可溶性膳食纤维浓浆喷雾干燥至含水份小于10％，得纯天然、全水溶性膳食纤维产品。本工艺不用乙醇，节能并可降低生产成本。

Claims

1.一种用豆渣为原料制取膳食纤维的方法，其特征在于，方法包括：前处理豆渣、蒸汽爆破、超细粉碎、酶解和酶解料浆干燥，具体步骤如下：

酶的名称纤维素酶果胶酶木聚糖酶酶解pH值 4～6 3.5～4.5 4～5 酶解时间(h) 3～5 0.5～2 0.5～2 酶解温度(℃) 35～55 30～40 70～80 酶活力 400～700U/g 50～70U/mL 40～60U/mL

2.一种用豆渣为原料制取膳食纤维的方法，其特征在于，方法包括：前处理豆渣、蒸汽爆破、超细粉碎、酶解、酶解浆微滤除杂、真空浓缩、按公知的醇沉工艺加乙醇沉淀、分离和固形物干燥，得到纯天然、水溶性膳食纤维；

具体步骤如下：

5)酶解浆微滤除杂：将步骤4)得到酶解浆微滤净化，得到微滤净化浆；

6)真空浓缩：将步骤5)的微滤净化浆浓缩，真空浓缩温度65℃，浓缩至原体积的1/6，得到浓缩液；

3.一种用豆渣为原料制取膳食纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：前处理豆渣、蒸汽爆破、超细粉碎、酶解、酶解浆微滤除杂、膜浓缩后，浓缩液干燥，得到纯天然、水溶性膳食纤维；具体步骤如下：

4.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述一种用豆渣为原料制取膳食纤维的方法，其特征在于，所述步骤2)蒸汽爆破的压力为1.6MPa，缸体温度为350℃，料水比为1∶20。

5.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述一种用豆渣为原料制取膳食纤维的方法，其特征在于，所述步骤4)将步骤3)所得的豆渣粉进行酶解，酶解采用纤维素酶、木聚糖酶或果胶酶的酶解条件如下：

酶的名称纤维素酶果胶酶木聚糖酶最佳酶解pH值 5.00 4.0 4.0 最佳酶解时间(h) 4 1.6 1.3 最佳酶解温度(℃) 45 35 75 最佳酶活力 656.4U/g 61.22U/mL 45.87U/mL