CN104351810A - 利用海藻加工废渣液加工海藻高活性膳食纤维的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用海藻加工废渣液加工膳食纤维的方法,其特征在于包括以下步骤：离心分离、酸碱处理、絮凝、高温蒸煮、酶水解、脱色、脱腥、活化、超微粉碎、复配。本发明可以提高海藻废渣液的利用率，提高产品得率，并有助于提高膳食纤维的纯度，保证产品高活性的特点。本发明的海藻纤维的提取率高，海藻膳食纤维的生物利用度高，在产品中不会产生有毒的残留物，无需用水冲洗，对环境无污染。本工艺采用的两种漂白剂都具有无害、无残留特点，是环保型漂白和消毒剂，保证了食品安全。本工艺从食品安全的角度出发采用无污染的乙醇和冰乙酸的混合液为脱腥剂，处理后的海藻高活性膳食纤维口感好，该工艺不但起到了脱腥效果，同时还起到了杀菌作用。

Description

利用海藻加工废渣液加工海藻高活性膳食纤维的方法
技术领域
本发明涉及一种膳食纤维的制备方法，具体地说，涉及一种利用海藻加工废渣液加工膳食纤维的方法。
背景技术
利用海藻胶加工废渣液进行海藻膳食纤维的加工这一工艺，在专利申请200910176664.2当中已经有所介绍，该专利首次采取了酶水解的方式对海藻渣进行处理，试图通过酶解使大分子量的膳食纤维水解成中小分子量的膳食纤维，以提高膳食纤维的生物利用度，但是在后期的操作和检测当中发现，仅采用纤维素酶进行水解，可以在一定程度上提高海藻纤维的提取率，但是无法很好地解决分子量减小这一问题，因此所提取的产品在一定程度上生物利用率没有得到很大的提高。
发明内容
本发明的目的在于针对传统提取方法存在的缺点，提供一种高产率、高利用率的利用海藻加工废渣液加工膳食纤维的制备工艺。
本发明的技术方案为：一种利用海藻加工废渣液加工海藻高活性膳食纤维的方法，包括以下步骤：
1)离心分离：将海藻胶生产过程中的海藻渣液经高速离心机离心，分离出含有可溶性膳食纤维的海藻液和含有不溶性膳食纤维的海藻渣；
2)酸碱处理：将离心后的海藻液调pH值至5-7；海藻渣调pH值至7-8
3)絮凝：将海藻液进行絮凝清洗；
4)高温蒸煮：将海藻絮凝物和海藻渣分别进行加热蒸煮；
5)酶水解：将海藻渣经过热蒸煮以后加入纤维素酶酶解、之后加入海藻酸裂解酶酶解，随后再次加入纤维素酶酶解，酶解后加温灭酶；
6)脱色：将蒸煮后的海藻絮凝物冷却至室温，随后脱色；
7)脱腥：将脱色后的海藻絮凝物脱腥，得到不溶性海藻膳食纤维；
8)活化：将脱色、脱腥后的海藻絮凝物活化20-30分钟，得到可溶性海藻膳食纤维；
9)超微粉碎：将脱水、烘干后的可溶性海藻膳食纤维与不溶性海藻膳食纤维分别采用超微粉碎设备进行粉碎；
10)复配：将可溶性海藻膳食纤维和不溶性海藻膳食纤维，按重量比进行复配得到海藻高活性膳食纤维，复配比为5-10：95-90。
优选的是，所述的酸碱处理步骤中：在离心后的滤液中加入1.0％-2.0％的HCl溶液调pH值至5-7，中和滤液中过剩的碳酸钠，防止絮凝时副反应的产生；用1.0％-2.0％的盐酸溶液浸泡海藻渣，盐酸溶液量为海藻渣的2.0-3.0倍，在常温下酸处理30-60分钟；然后，将酸处理后的海藻渣用浓度为1.0％-2.0％的氢氧化钠碱溶液浸泡，碱液量为海藻渣的1.0-1.5倍，在30℃-40℃温度下，碱处理60-120分钟。
优选的是，将调pH值后的海藻液中加入8％-12％的氯化钙溶液进行絮凝，絮凝物浸泡30-60分钟后清洗；反应式为：
2C5H7O4COONa+CaCl2→Ca(C5H7O4COO)2↓+2NaCl
优选的是，高温蒸煮步骤中，将海藻絮凝物和海藻渣分别进行加热蒸煮，在100℃-110℃的条件下蒸煮1-3个小时，以达到变性、杀菌和去异味的目的。
优选的是，酶水解步骤中将海藻渣经过热蒸煮以后，调整温度至50℃左右，加入0.25％的纤维素酶，在45℃-50℃下酶解2-3小时，随后加入0.1％-0.2％海藻酸裂解酶，在30℃-50℃下酶解1-2小时使大分子的膳食纤维水解成中小分子量的膳食纤维，提高膳食纤维的生物利用度,随后再次加入0.25％纤维素酶酶解；酶水解之后，升温至90℃以上，灭酶10分钟。
优选的是，所述的脱色步骤中，将蒸煮后的海藻絮凝物冷却至室温，加入二氧化氯，当溶液中的浓度达到0.5-2.0mg/L时，脱色20-30分钟，(或在蒸煮后海藻絮凝物保持温度在80℃-90℃之间，加入浓度为5.0％-6.0％的双氧水脱色1.0-1.5个小时)；将蒸煮后的海藻渣冷却到室温后加入二氧化氯，当溶液中的二氧化氯浓度达到2-20mg/L时，脱色20-50分钟，(或在海藻渣蒸煮后保持温度在80℃-90℃之间，加入浓度为5.0％-6.0％的双氧水脱色2.5-3.0个小时)。
优选的是，所述的脱腥步骤中，将脱色后的海藻絮凝物加入浓度为40.0％-45.0％的乙醇和浓度为1％-2％的冰乙酸，乙醇溶液与冰乙酸溶液的体积比为3：1，混合浸泡1.0-1.5小时脱腥；在脱色后的海藻渣中加入浓度为40.0％-45.0％的乙醇和浓度为1％-2％的冰乙酸，乙醇溶液与冰乙酸溶液的体积比为3：1，混合浸泡1.0-1.5小时脱腥，得到不溶性海藻膳食纤维；
优选的是，所述的活化步骤中，将脱色、脱腥后的海藻絮凝物，加入5-10g/L氯化钠溶液，活化20-30分钟，得到可溶性海藻膳食纤维。反应式为：
Ca(C5H7O4COO)2+2NaCl→2C5H7O4COONa+CaCl2
本发明的有益效果为：1、将采用高速离心工艺将海藻废渣液分离成海藻液和海藻渣两部分，再分别采取钙化絮凝及酸碱处理等工艺进行处理，有利于提高海藻废渣液的利用率，且提高产品得率，并有助于提高膳食纤维的纯度，保证产品高活性的特点。产品中含有可溶性和不溶性两种膳食纤维，因此产品持水力和膨胀力均处于一个较高的水平。该工艺较其他生产工艺生产的仅含一种不溶性膳食纤维的产品具有更高的保健作用。
2、采用酶生物工程方法提高海藻膳食纤维的质量和生物利用度将海藻渣经过热蒸煮以后，加入纤维素酶，提高了海藻纤维的提取率，再通过加入海藻酸裂解酶，使海藻使大分子的膳食纤维水解成中小分子量的膳食纤维，部分成为膳食纤维寡糖，可显著提高海藻膳食纤维的生物利用度，这在海藻不溶性膳食纤维生产中属于首次使用的生物技术。
3、采用二氧化氯或双氧水脱色工艺保证食品安全，现有膳食纤维生产工艺的报道中，无一例外的采用次氯酸钠进行漂白，水中的有机物会与氯气发生取代反应，生成有机氯化合物，有机氯会在人体内积留产生慢性累积中毒，给食品安全带来隐患。本技术创新之处在于采用二氧化氯进行脱色，效果明显。二氧化氯还有很好的杀菌作用，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌芽孢、白色念珠菌等有很好的杀灭效果，有利于工艺过程中微生物生长的控制。本工艺还可以采用双氧水进行脱色，双氧水脱色效果也较为明显，其也具有广谱、高效、长效的杀菌特点，可以破坏微生物体内的原生质，从而达到杀灭微生物和消毒灭菌的目的。双氧水在完成杀菌过程之后，分解为氧气和水，在产品中不会产生有毒的残留物，无需用水冲洗，对环境无污染。本工艺采用的两种漂白剂都具有无害、无残留特点，是环保型漂白和消毒剂，保证了食品安全。
4采用乙醇与冰乙酸混合脱腥的方法效果明显，一般工艺生产出的海藻膳食纤维产品会有一些海藻腥味，口味较差。本工艺从食品安全的角度出发采用无污染的乙醇和冰乙酸的混合液为脱腥剂，处理后的海藻高活性膳食纤维口感好，该工艺不但起到了脱腥效果，同时还起到了杀菌作用。
5、将海藻絮凝物活化得到可溶性海藻膳食纤维，在絮凝工艺中加入了氯化钙以使膳食纤维中的可溶性褐藻胶形成难溶性褐藻酸钙，因而影响了膳食纤维的活性。但如果膳食纤维的钙化不足，其结构中的侧链基团则会在使用后与食物中的矿物元素螯合成一种非水溶性的膳食纤维复合物，从而影响人体对这些元素的吸收，所以膳食纤维的活化非常关键。活化还会直接影响到膳食纤维的膨胀力、持水力和最后得率。本技术创新性的采用加入氯化钠活化工艺，使活化后的海藻膳食纤维质量指标远高于未活化的海藻膳食纤维。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
一种利用海藻加工废渣液加工海藻高活性膳食纤维的方法，包括以下步骤
1)离心分离：将海藻胶生产过程中的海藻渣液经高速离心机离心，分离出含有可溶性膳食纤维的海藻液和含有不溶性膳食纤维的海藻渣。
2)酸碱处理：在离心后的滤液中加入1.0％-2.0％的HCl溶液调pH值至5-7，中和滤液中过剩的碳酸钠，防止絮凝时副反应的产生；用1.0％-2.0％的盐酸溶液浸泡海藻渣，盐酸溶液量为海藻渣的2.0-3.0倍，在常温下酸处理30-60分钟。然后，将酸处理后的海藻渣用浓度为1.0％-2.0％的氢氧化钠碱溶液浸泡，碱液量为海藻渣的1.0-1.5倍，在30℃-40℃温度下，碱处理60-120分钟。
3)絮凝：将调pH值后的海藻液中加入8％-12％的氯化钙溶液进行絮凝，絮凝物浸泡30-60分钟后清洗。
反应式为：
2C5H7O4COONa+CaCl2→Ca(C5H7O4COO)2↓+2NaCl
4)高温蒸煮：将海藻絮凝物和海藻渣分别进行加热蒸煮，在100℃-110℃的条件下蒸煮1-3个小时，以达到变性、杀菌和去异味的目的。
5)酶水解：酶水解步骤中将海藻渣经过热蒸煮以后，调整温度至50℃左右，加入0.25％的纤维素酶，在45℃-50℃下酶解2-3小时，随后加入0.1％-0.2％海藻酸裂解酶，在30℃-50℃下酶解1-2小时使大分子的膳食纤维水解成中小分子量的膳食纤维，提高膳食纤维的生物利用度,随后再次加入0.25％纤维素酶酶解；酶水解之后，升温至90℃以上，灭酶10分钟。
6)脱色：将蒸煮后的海藻絮凝物冷却至室温，加入二氧化氯，当溶液中的浓度达到0.5-2.0mg/L时，脱色20-30分钟，(或在蒸煮后海藻絮凝物保持温度在80℃-90℃之间，加入浓度为5.0％-6.0％的双氧水脱色1.0-1.5个小时)；将蒸煮后的海藻渣冷却到室温后加入二氧化氯，当溶液中的二氧化氯浓度达到2-20mg/L时，脱色20-50分钟，(或在海藻渣蒸煮后保持温度在80℃-90℃之间，加入浓度为5.0％-6.0％的双氧水脱色2.5-3.0个小时)。
7)脱腥：将脱色后的海藻絮凝物加入浓度为40.0％-45.0％的乙醇和浓度为1％-2％的冰乙酸，乙醇溶液与冰乙酸溶液的体积比为3：1，混合浸泡1.0-1.5小时脱腥；在脱色后的海藻渣中加入浓度为40.0％-45.0％的乙醇和浓度为1％-2％的冰乙酸，乙醇溶液与冰乙酸溶液的体积比为3：1，混合浸泡1.0-1.5小时脱腥，得到不溶性海藻膳食纤维。
8)活化：将脱色、脱腥后的海藻絮凝物，加入5-10g/L氯化钠溶液，活化20-30分钟，得到可溶性海藻膳食纤维。
反应式为：
Ca(C5H7O4COO)2+2NaCl→2C5H7O4COONa+CaCl2
9)超微粉碎：将脱水、烘干后的可溶性海藻膳食纤维与不溶性海藻膳食纤维分别采用超微粉碎设备进行粉碎，细度200目以上。
10)复配：将可溶性海藻膳食纤维和不溶性海藻膳食纤维，按重量比进行复配得到海藻高活性膳食纤维，复配比为5-10：95-90。

Claims (8)

1.一种利用海藻加工废渣液加工海藻高活性膳食纤维的方法，其特征在于包括以下步骤： 
1)离心分离：将海藻胶生产过程中的海藻渣液经高速离心机离心，分离出含有可溶性膳食纤维的海藻液和含有不溶性膳食纤维的海藻渣； 
2)酸碱处理：将离心后的海藻液调pH值至5-7；海藻渣调pH值至7-8 
3)絮凝：将海藻液进行絮凝清洗； 
4)高温蒸煮：将海藻絮凝物和海藻渣分别进行加热蒸煮； 
5)酶水解：将海藻渣经过热蒸煮以后加入纤维素酶酶解、之后加入海藻酸裂解酶酶解，随后再次加入纤维素酶酶解，酶解后加温灭酶； 
6)脱色：将蒸煮后的海藻絮凝物冷却至室温，随后脱色； 
7)脱腥：将脱色后的海藻絮凝物脱腥，得到不溶性海藻膳食纤维； 
8)活化：将脱色、脱腥后的海藻絮凝物活化20-30分钟，得到可溶性海藻膳食纤维； 
9)超微粉碎：将脱水、烘干后的可溶性海藻膳食纤维与不溶性海藻膳食纤维分别采用超微粉碎设备进行粉碎； 
10)复配：将可溶性海藻膳食纤维和不溶性海藻膳食纤维，按重量比进行复配得到海藻高活性膳食纤维，复配比为5-10：95-90。 
2.如权利要求1所述的利用海藻加工废渣液加工海藻高活性膳食纤维的方法，其特征在于：所述的酸碱处理步骤中：在离心后的滤液中加入1.0％-2.0％的HCl溶液调pH值至5-7，中和滤液中过剩的碳酸钠，防止絮凝时副反应的产生；用1.0％-2.0％的盐酸溶液浸泡海藻渣，盐酸溶液量为海藻渣的2.0-3.0倍，在常温下酸处理30-60分钟；然后，将酸处理后的海藻渣用浓度为1.0％-2.0％的氢氧化钠碱溶液浸泡，碱液量为海藻渣的1.0-1.5倍，在30℃-40℃温度下，碱处理60-120分钟。 
3.如权利要求2所述的所述的利用海藻加工废渣液加工海藻高活性膳食纤维的方法，其特征在于：将调pH值后的海藻液中加入8％-12％的氯化钙溶液进行絮凝，絮凝物浸泡30-60分钟后清洗；反应式为： 
2C5H7O4COONa+CaCl2→Ca(C5H7O4COO)2↓+2NaCl 
4.如权利要求3所述的所述的利用海藻加工废渣液加工海藻高活性膳食纤维的方法，其特征在于：高温蒸煮步骤中，将海藻絮凝物和海藻渣分别进行加热蒸煮，在100℃-110℃的条 件下蒸煮1-3个小时，以达到变性、杀菌和去异味的目的。 
5.如权利要求4所述的所述的利用海藻加工废渣液加工海藻高活性膳食纤维的方法，其特征在于：酶水解步骤中将海藻渣经过热蒸煮以后，调整温度至50℃左右，加入0.25％的纤维素酶，在45℃-50℃下酶解2-3小时，随后加入0.1％-0.2％海藻酸裂解酶，在30℃-50℃下酶解1-2小时使大分子的膳食纤维水解成中小分子量的膳食纤维，提高膳食纤维的生物利用度,随后再次加入0.25％纤维素酶酶解；酶水解之后，升温至90℃以上，灭酶10分钟。 
6.如权利要求5所述的所述的利用海藻加工废渣液加工海藻高活性膳食纤维的方法，其特征在于：所述的脱色步骤中，将蒸煮后的海藻絮凝物冷却至室温，加入二氧化氯，当溶液中的浓度达到0.5-2.0mg/L时，脱色20-30分钟，(或在蒸煮后海藻絮凝物保持温度在80℃-90℃之间，加入浓度为5.0％-6.0％的双氧水脱色1.0-1.5个小时)；将蒸煮后的海藻渣冷却到室温后加入二氧化氯，当溶液中的二氧化氯浓度达到2-20mg/L时，脱色20-50分钟，(或在海藻渣蒸煮后保持温度在80℃-90℃之间，加入浓度为5.0％-6.0％的双氧水脱色2.5-3.0个小时)。 
7.如权利要求6所述的所述的利用海藻加工废渣液加工海藻高活性膳食纤维的方法，其特征在于：所述的脱腥步骤中，将脱色后的海藻絮凝物加入浓度为40.0％-45.0％的乙醇和浓度为1％-2％的冰乙酸，乙醇溶液与冰乙酸溶液的体积比为3：1，混合浸泡1.0-1.5小时脱腥；在脱色后的海藻渣中加入浓度为40.0％-45.0％的乙醇和浓度为1％-2％的冰乙酸，乙醇溶液与冰乙酸溶液的体积比为3：1，混合浸泡1.0-1.5小时脱腥，得到不溶性海藻膳食纤维。 
8.如权利要求7所述的所述的利用海藻加工废渣液加工海藻高活性膳食纤维的方法，其特征在于：所述的活化步骤中，将脱色、脱腥后的海藻絮凝物，加入5-10g/L氯化钠溶液，活化20-30分钟，得到可溶性海藻膳食纤维。反应式为： 
Ca(C5H7O4COO)2+2NaCl→2C5H7O4COONa+CaCl2
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