CN103380885A - 一种在肠道中高酵解的竹笋膳食纤维片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在肠道中高酵解的竹笋膳食纤维片的制备方法。该方法包括原料预处理、破碎、漂洗、胶体磨磨浆、调配、微波灭菌、接种、发酵、离心脱水、冷冻干燥、复配、压片等步骤。该方法的特点是竹笋原料剔除了木质素含量较高的笋基部，通过破碎和胶体磨处理使得竹笋纤维颗粒小于50目，同时在竹笋纤维中接种益生菌并发酵超过72h，然后采用冷冻干燥方法使得产品中能最大限度地保存益生菌，在混合压片时加入低聚糖等有益于膳食纤维酵解的物质。这些加工制备措施提高了竹笋膳食纤维在肠道中的酵解。这种竹笋膳食纤维片含有多种益生菌，口感香甜，无不良风味，是一种补充膳食纤维有益食品。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种在肠道中能高酵解的竹笋膳食纤维片的制备方法。
技术背景
非淀粉多糖组成的膳食纤维虽然不被人体消化吸收，但却对促进良好的消化和排泄固体废物起着重要的作用。大肠内含有大量的有益菌群，当膳食纤维进入大肠后，这些菌群能以膳食纤维为发酵底物进行厌氧发酵，产生大量短链脂肪酸，主要包括乙酸、丙酸以及丁酸等。短链脂肪酸能调节肠道pH值，改善有益菌繁殖环境，维持肠道内菌群的平衡，并为结肠黏膜提供能量等。另外，不被酵解的膳食纤维则会吸水后膨胀增重，随同发酵膳食纤维的剩余物以粪便的形式排出体外。目前许多加工出的膳食纤维只是一种简单的粗纤维，酵解产生的断链脂肪酸较少，没有发挥出膳食纤维所应有的生理功能。因此，通过适当加工措施制备出具有良好功能特性的膳食纤维的同时，提高膳食纤维在肠道中的酵解程度成为关键性的加工措施。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种能使竹笋膳食纤维片在肠道中的酵解程度明显提高的加工制备方法。
为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
所述在肠道中高酵解的竹笋膳食纤维片的制备方法包括如下步骤：
（1）原料预处理：将竹笋洗净后去壳，并去除竹笋基部中的粗老部分；
（2）破碎、漂洗、胶体磨磨浆：将经步骤（1）处理后的竹笋破碎，将破碎的竹笋经筛网过滤，滤渣和滤液分别收集；将滤渣漂洗后用胶体磨磨浆至颗粒大小为50～60目，离心脱水；
（3）调配：将离心脱水后的滤渣与筛网过滤后收集的滤液按质量比1:1混合，加入低聚果糖，即得竹笋渣混合液，所述低聚果糖在竹笋渣混合液中的质量分数为0.5～1.0%；
（4）微波灭菌、接种、发酵：将竹笋渣混合液微波加热灭菌20min～30min后冷却，再加入由保加利亚乳酸杆菌、嗜热链球菌和双歧杆菌混合而成的发酵剂，发酵培养60～72h；其中，发酵剂接种量为3%～5%，发酵剂中保加利亚乳酸杆菌、嗜热链球菌和双歧杆菌的质量比为1：1：1；
（5）离心脱水、冷冻干燥：将发酵后的发酵液取出并离心脱水，得到竹笋渣，然后将竹笋渣冷冻干燥至水分质量分数为8～12%，即得竹笋膳食纤维干粉。
（6）复配、压片：将竹笋膳食纤维干粉与菊芋粉、果胶、低聚果糖、水苏糖、红枣粉、桑葚粉、糊精混合后压片，形成质量约为0.4-0.6g的片剂产品；混合物中，各组分质量百分比含量如下：竹笋膳食纤维干粉:55～69.5%，菊芋粉15～20%，果胶5～10%，低聚果糖5～8%，水苏糖1～2%，红枣粉3～5%，桑葚粉1～3%、糊精0.5～1%。
步骤（2）中，在破碎竹笋前先将竹笋切成10mm～15mm的小块；步骤（2）中所述筛网为5～10目的筛网；步骤（2）中所述滤渣漂洗是将滤渣用清水漂洗，根据漂洗液的颜色变化情况漂洗2-3次，直至漂洗液无颜色，每次漂洗时间约5～10min，然后用5～10目的筛网过滤，再将滤渣离心脱水10～20min，离心速度为1500～2000rpm；步骤（2）中所述胶体磨磨浆是将漂洗后的滤渣用胶体磨细化处理2～3次，直至颗粒大小为50～60目，然后离心脱水10～20min，离心速度为3000～4000rpm。
步骤（4）中所述微波加热灭菌是将竹笋渣混合液置于密闭的微波加热器中，在功率为900W的条件下，微波加热灭菌20min～30min；步骤（4）中所述的发酵培养条件为在温度为38～40℃的发酵罐中发酵培养60～72h，当PH值为3.5～4.0时停止发酵。
步骤（5）中所述离心脱水条件为：离心速度1500～2000rmp，离心时间10～20min；步骤（5）中所述冷冻干燥是将竹笋渣置于低温冰箱中，在-50℃～-20℃的条件下冻结，然后在真空度为0.1Pa下冷冻干燥，直至水分质量分数约为8～12%。
步骤（6）所述的混合物中各组分质量百分比含量优选为：竹笋膳食纤维粉60%，菊芋粉15%，果胶9%，低聚果糖6%，水苏糖2%，红枣粉5%，桑葚粉2%，糊精1%。
步骤（6）所述的混合物中各组分质量百分比含量优选为：竹笋膳食纤维粉55%，菊芋粉19%，果胶9%，低聚果糖8%，水苏糖1%，红枣粉5%，桑葚粉2%，糊精1%。
步骤（6）所述的混合物中各组分质量百分比含量优选为：竹笋膳食纤维粉63%，菊芋粉15%，果胶6%，低聚果糖7%，水苏糖1%，红枣粉5%，桑葚粉2%，糊精1%。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）发酵后没有采用高温杀菌等工序，能最大限度地保留各种益生菌，从而提高产品在肠道中的生理活性；
（2）竹笋纤维粉碎后在适宜水分含量的条件下用微波蒸煮灭菌，能在纤维中形成许多细小空隙，增加与肠道的接触面，提高生理活性。
（3）工艺操作简单，适合于工厂生产。
总之，本发明以新鲜竹笋为原料，通过原料预处理→破碎→漂洗→胶体磨磨浆→调配→微波灭菌→接种→发酵→离心脱水→冷冻干燥→复配→压片等步骤形成竹笋膳食纤维片产品。本发明制造方法的特点是竹笋原料剔除了木质素含量较高的笋基部，通过破碎和胶体磨处理使得竹笋纤维颗粒小于50目，同时在竹笋纤维中接种益生菌并发酵超过72h，然后采用冷冻干燥方法使得产品中能最大限度地保存益生菌，在混合压片时加入低聚糖等有益于膳食纤维酵解的物质。这些加工制备措施提高了竹笋膳食纤维在肠道中的酵解。这种竹笋膳食纤维片含有多种益生菌，口感香甜，无不良风味，是一种补充膳食纤维有益食品。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步说明：
（1）原料预处理
新鲜竹笋洗净后去壳，并去除基部中的粗老部分，接着切成边长约15mm的小块以便能用磨浆机破碎。
（2）破碎
将小块竹笋放入磨浆机中破碎，并用10目的筛网过滤。滤渣和滤液分别收集，以备后续工序使用。
（3）漂洗
将上述过滤后的残渣用清水漂洗3次，每次漂洗时间约10min，直至无颜色变化。然后用10目的筛网过滤包裹后放到离心速度为1500rpm的离心机上脱水15min。
（4）胶体磨磨浆
许多膳食纤维的制备是干燥后再用超微粉碎细化。本发明所用干燥方式是冷冻干燥，干燥后不再粉碎，所以前面的工序中必须粉碎得足够细小，因此用胶体磨处理前述竹笋渣3次，最终颗粒大小为60目。粉碎后再用离心速度为3500rpm的离心机上脱水20min。
（5）调配
将上述离心达到的滤渣与（2）破碎得到的滤液按质量比1:1的比例混合均匀，接着加入低聚果糖，低聚果糖在混合物中的质量比约为1.0%；调配目的是提供各种有益菌群生长繁殖所需的营养。
（6）微波蒸煮
上述混合均匀的竹笋渣液，置于密闭的微波加热器中，在功率为900W的条件下，微 波加热，在其它条件相同的情况下比较不同微波时间对膳食纤维物化特性的影响。膳食纤维的物化特性在一定程度上反映了其功能特性。从表1可以看出，微波时间在25min时，能获得比较好的持水力、结合水力和膨胀力。
表1不同微波时间对竹笋膳食纤维物化特性的影响
注：表1中不同字母表示采用ANOVA检验差异达1%显著水平
（7）接种
在上述微波蒸煮后的混合液中加入保加利亚乳酸杆菌、嗜热链球菌和双歧杆菌的生产发酵剂，发酵剂中保加利亚乳酸杆菌、嗜热链球菌和双歧杆菌的质量比为1：1：1。一方面让这些有益菌群对竹笋膳食纤维进行初步的酵解，另一方面让其充分繁殖后直接进入人体肠道，增加有益菌群，提高膳食纤维的酵解程度。有益菌群（发酵剂）的总接种量选择为5%较好。
（8）发酵
在菌种和接种量等各种条件相同的情况下，比较不同发酵温度和发酵时间对竹笋膳食纤维物化特性的影响。结果见表2。从表中可以看出，随着发酵温度的提高和发酵时间的延长，膳食纤维的持水力逐渐下降，发酵温度和发酵时间对膳食纤维的结合水力影响较小，而膳食纤维的膨胀力随着发酵时间的增加，有减少趋势，但在不超过39℃的情况下，温度提高，膨胀力增大，但在40℃时，温度提高，膨胀力却较少。因此，选用39℃的发酵温度，60h的发酵时间是比较恰当的。
表2不同发酵时间和温度对竹笋膳食纤维物化特性的影响
（9）离心脱水
上述发酵液用离心机离心脱水主要是为了减少干燥过程中过多的水分。离心脱水可采用较低的速度，一般用1500rmp即可，时间以15min较好。
（10）冷冻干燥（-50℃～-20℃，真空度为0.1Pa）
本发明在其它条件相同的情况下，比较采用95℃的热风干燥与冷冻干燥所得竹笋膳食纤维粉的体外发酵性能。膳食纤维体外发酵试验在50mL的离心管中完成。
肠道菌群发酵液的制备：取2000mL的塑料烧杯一个，于40～50℃的水浴中保持温热，然后将健康年轻男性（要求粪便捐献者的日常摄食要正常，没有消化系统疾病，至少有3个月没有服用或注射过抗生素）的新鲜粪便直接收集到烧杯中，立即充CO2气体并密封，称质量。按粪便和培养液l:5（m/V）的比例向烧杯中加入37℃的体外发酵培养液，期间不断向烧杯中吹CO2气体以保持厌氧环境。然后用玻璃棒充分搅拌混匀，用4层医用纱布过滤。所得滤液就是肠道菌群发酵液，置于37℃的恒温环境中备用。
在离心管中加入100mg试验样品后，接入10mL肠道菌群发酵液，并向管口吹CO2气体，接着盖上盖子，置于充满CO2气体的密闭容器中，在37℃的恒温箱中培养24h。发酵结束后测定其中的短链脂肪酸含量，结果见表3。从表中可以看出，采用冷冻干燥制备的竹笋膳食纤维粉在体外发酵液中所产生的乙酸和丙酸含量显著高于热风干燥制备的产品，但两者所产生的丁酸含量差异却不显著。
表3不同干燥方式对竹笋膳食纤维粉短链脂肪酸含量的影响
注：表3中**表示采用t检验差异达1%显著水平
（11）复配
通过复配优化膳食纤维粉的配方，使得其成分组成更为合理，更有利于有益菌群在肠道中的生长繁殖。
配方1：竹笋膳食纤维粉60%，菊芋粉15%，果胶9%，低聚果糖6%，水苏糖2%，红枣粉5%，桑葚粉2%、糊精1%。
配方2：竹笋膳食纤维粉55%，菊芋粉19%，果胶9%，低聚果糖8%，水苏糖1%，红枣粉5%，桑葚粉2%、糊精1%。
配方3：竹笋膳食纤维粉63%，菊芋粉15%，果胶6%，低聚果糖7%，水苏糖1%，红枣粉5%，桑葚粉2%、糊精1%。
（12）压片：混合多种物质的膳食纤维粉充分混合后用压片机压片，形成质量约为0.4g，硬度为的片剂产品。
Claims (10)
1.一种在肠道中高酵解的竹笋膳食纤维片的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）将竹笋洗净后去壳，并去除竹笋基部中的粗老部分；
（2）将经步骤（1）处理后的竹笋破碎，将破碎的竹笋经筛网过滤，滤渣和滤液分别收集；将滤渣漂洗后用胶体磨磨浆至颗粒大小为50～60目，离心脱水；
（3）将离心脱水后的滤渣与筛网过滤后收集的滤液按质量比1:1混合，加入低聚果糖，即得竹笋渣混合液，所述低聚果糖在竹笋渣混合液中的质量分数为0.5～1.0%；
（4）将竹笋渣混合液微波加热灭菌20min～30min后冷却，再加入由保加利亚乳酸杆菌、嗜热链球菌和双歧杆菌混合而成的发酵剂，发酵培养60～72h；其中，发酵剂接种量为3%～5%，发酵剂中保加利亚乳酸杆菌、嗜热链球菌和双歧杆菌的质量比为1：1：1；
（5）将发酵后的发酵液取出并离心脱水，得到竹笋渣，然后将竹笋渣冷冻干燥至水分质量分数为8～12%，即得竹笋膳食纤维干粉；
（6）将竹笋膳食纤维干粉与菊芋粉、果胶、低聚果糖、水苏糖、红枣粉、桑葚粉、糊精混合后压片；混合物中，各组分质量百分比含量如下：竹笋膳食纤维干粉:55～69.5%，菊芋粉15～20%，果胶5～10%，低聚果糖5～8%，水苏糖1～2%，红枣粉3～5%，桑葚粉1～3%、糊精0.5～1%。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，在破碎竹笋前先将竹笋切成10mm～15mm的小块；步骤（2）中所述筛网为5～10目的筛网。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述滤渣漂洗是将滤渣用清水漂洗2～3次至漂洗液无颜色，每次漂洗时间约5～10min，然后用5～10目的筛网过滤，再将滤渣离心脱水10～20min，离心速度为1500～2000rpm。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述胶体磨磨浆是将漂洗后的滤渣用胶体磨细化处理2～3次，直至颗粒大小为50～60目，然后离心脱水10～～20min，离心速度为3000～4000rpm。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中所述微波加热灭菌是将竹笋渣混合液置于密闭的微波加热器中，在功率为900W的条件下，微波加热灭菌20min～30min。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中所述的发酵培养条件为在温度为38～40℃的发酵罐中发酵培养60～72h，当PH值为3.5～4.0时停止发酵。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（5）中所述离心脱水条件为：离心速度1500～2000rmp，离心时间10～20min；步骤（5）中所述冷冻干燥是将竹笋渣置于低温冰箱中，在-50℃～-20℃的条件下冻结，然后在真空度为0.1Pa下冷冻干燥，直至水分质量分数约为8～12%。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（6）所述的混合物中各组分质量百分比含量如下：竹笋膳食纤维粉60%，菊芋粉15%，果胶9%，低聚果糖6%，水苏糖2%，红枣粉5%，桑葚粉2%，糊精1%。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（6）所述的混合物中各组分质量百分比含量如下：竹笋膳食纤维粉55%，菊芋粉19%，果胶9%，低聚果糖8%，水苏糖1%，红枣粉5%，桑葚粉2%，糊精1%。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（6）所述的混合物中各组分质量百分比含量如下：竹笋膳食纤维粉63%，菊芋粉15%，果胶6%，低聚果糖7%，水苏糖1%，红枣粉5%，桑葚粉2%，糊精1%。
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