CN106072674B - 一种水酶法残渣制取水溶性膳食纤维的方法 - Google Patents
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Abstract
一种水酶法残渣制取水溶性膳食纤维的方法属于食品加工技术；该方法包括以下步骤：（1）将经过水酶法提取大豆油脂后离心分离得到的残渣，进行烘干、过筛处理，用残渣粉试样置于HD‑2冷等离子体改性设备腔内，进行等离子处理；（2）将步骤（1）等离子处理后对残渣加入纤维素酶进行酶解处理，将酶解后的混合液进行真空浓缩，将浓缩活动混合液用乙醇进行醇洗，将醇洗后的沉淀物真空冻干，即为可溶性大豆膳食纤维；本，操作控制方便，大大减少酸碱用量不但降低生产成本，减少污染，提取时间短，取效率高，得到的水溶性大豆膳食纤维纯度高。
Description
技术领域
本发明属于植物膳食纤维的提取加工技术，主要涉及一种水酶法残渣制取水溶性膳食纤维的方法。
背景技术
水酶法工艺是在机械破碎的基础上，利用蛋白酶酶解油料细胞中油脂体结构上的蛋白体，根据非油成分（蛋白和碳水化合物）对油和水的亲和力差异，通过高速离心分离实现油脂、乳状液、水解液和残渣的分离。现有工艺着重于对油脂、蛋白及多肽的利用，而忽略对残渣的开发，造成一定程度的资源浪费。
水酶法提油后剩余的残渣其主要成分为膳食纤维。膳食纤维是一种不能被胃肠道消化吸收的多糖，从营养学角度可将膳食纤维分为水不溶性膳食纤维(Insoluble dietaryfiber, IDF)和水溶性膳食纤维(Soluble dietary fiber, SDF)。水不溶性膳食纤维IDF主要促进肠道蠕动，几乎不能在小肠内吸收和代谢。而SDF能够在小肠内吸收，影响人体代谢功能如：预防心脏病、肥胖、冠心病、糖尿病、高血压、肝脏疾病还可以降低血液胆固醇水平和血糖，提高胰岛素敏感性等。有相关研究表明功能型膳食纤维要求其中 SDF需要占到总膳食纤维 10% 以上，否则就只能为填充料型膳食纤维，故 SDF比 IDF对人体健康的影响更显著。
目前国内外提取膳食纤维的方法主要有物理方法(微细化处理、挤压蒸煮、高压处理等) 、 化学方法(酸水解法、碱水解法等) 、生物方法( 酶法、发酵法等) 、联合方法。酸溶碱沉提取需用大量的强酸和强碱，不仅要求设备酸、碱耐受性高，而且大量酸碱的排放将增加环境的二次污染。酶法是用各种酶如α- 淀粉酶、蛋白酶和糖化酶等去降解原料中的其他成分，这种方法高效、无污染，且具有较强专一性。直接利用水酶法的残渣由于在酶解提油阶段蛋白酶充分酶解，无需脱脂及蛋白酶酶解解，缩减工序处理，实现油脂、蛋白、膳食纤维的同步回收。
等离子体技术是利用一种电离且处于高度激发状态的极不稳定的气体的技术。这种气体包含有电子、离子、原子和分子，其中带正、负电荷粒子的浓度几乎相等。当这些等离子体撞击残渣中水不溶性膳食纤维表面时，将自身的能量传递给表层分子，使纤维发生热蚀、蒸发、交联、降解、氧化等变化，将释放亲水基团，有效加速溶质的提取过程，提高提取率。
因此，在等离子体辅助酶解条件下提取水酶法残渣中可溶性膳食纤维，是克服以上方法的不足，满足市场需求的一种有效的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，针对水酶法提取大豆油过程中形成残渣这一工艺废料的再利用，为实现大豆油脂加工副产物的高值化利用，提供一种从水酶法残渣中提取膳食纤维的方法，通过该方法可以得到高品质，高纯度的水溶性膳食纤维。达到简化工艺、减少酶用量、缩短反应时间、降低成本及充分利用资源的目的。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
一种水酶法残渣制取水溶性膳食纤维的方法，该方法包括以下步骤：（1）将大豆脱皮后粉碎，然后调节水分进行挤压膨化处理得膨化产物，将膨化物料与水混合得到混合液，向混合液中加入碱性蛋白酶进行酶解，酶解后离心分离得到游离油、乳状液、水解液和残渣，将残渣在90-110℃进行烘干，控制其水分含量在5-25%之间，粉碎后过40-80目，得到残渣粉，将残渣粉试样置于HD-2冷等离子体改性设备腔内，进行等离子处理，所述处理时间5-25min，处理功率为60-180W，残渣含水率2-25%，通入气体（所述气体为氧气、氮气、空气等）；（2）将等离子处理后的残渣粉50g与蒸馏水按照质量比1:5进行混合，向混合液中加入纤维素酶进行酶解处理，所述的纤维素酶添加量为0.1-0.5%，酶解时间为30-60min，酶解温度为40-60℃，pH值为8-10，将酶解后的混合液进行真空浓缩达到15-30g，然后控制浓缩液在0-5℃，用85-98%的乙醇与浓缩液充分混合，将醇洗后得到的混合液在2000-3000r/min离心10-15min，得到的沉淀物真空冻干，即为可溶性大豆膳食纤维。
所述的烘干处理优选参数为：在105℃烘干、烘至水分为10%、过60目筛。
所述的等离子处理为所通气体为氮气、处理时间10min、功率为100W。
所述的纤维素酶添加量为0.2%，酶解时间为40min，酶解温度为55℃，pH值为8.5-8.7，所述的从水酶法残渣中提取膳食纤维的方法，其特征在于将酶解后的混合液进行真空浓缩达到原始体积的10%，然后在4℃，用95%的乙醇进行醇洗，3000r/min离心15min后，将得到的沉淀物冻干。
本发明方法利用等离子体释放的能量这一原理，其轰击能量能够破坏分子间氢键和范德华力，等离子体对纤维素处理越充分，表面破坏的几率越大，破坏的氢键数目越多，纤维素的活性表面积增大，吸附能力提高，试剂越容易进入纤维素的结晶区，从而增强纤维素的溶解度。本方法利用酶解的残渣中的膳食纤维进行提取，得到高品质的膳食纤维，所需要的设备简单、操作安全、工艺简单、所得膳食纤维无溶剂残留，获得高质量的营养价值高的膳食纤维，实现大豆油脂加工副产物高值化利用。经过验证与对比试验，本发明提取得到的可溶性膳食纤维得率可达 85％，具有水溶性膳食纤维 回收率高、膳食纤维纯度高、无环境污染、提取费用低廉的特点。
附图说明
附图一种水酶法残渣制取水溶性膳食纤维的方法总工艺路线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施例进行详细描述。
一种采用等离子体—酶法提取水酶法残渣中膳食纤维的方法，该方法包括以下步骤：（1）将大豆脱皮后粉碎，然后调节水分进行挤压膨化处理得膨化产物，将膨化物料与水混合得到混合液，向混合液中加入碱性蛋白酶进行酶解，酶解后离心分离得到游离油、乳状液、水解液和残渣，将残渣在90-110℃进行烘干，控制其水分含量在5-25%之间，粉碎后过40-80目，得到残渣粉，将残渣粉试样置于HD-2冷等离子体改性设备腔内，进行等离子处理，所述处理时间5-25min，处理功率为60-180W，残渣含水率2-25%，通入气体（所述气体为氧气、氮气、空气等）；（2）将等离子处理后的残渣粉50g与蒸馏水按照质量比1:5进行混合，向混合液中加入纤维素酶进行酶解处理，所述的纤维素酶添加量为0.1-0.5%，酶解时间为30-60min，酶解温度为40-60℃，pH值为8-10，将酶解后的混合液进行真空浓缩达到15-30g，然后控制浓缩液在0-5℃，用85-98%的乙醇与浓缩液充分混合，将醇洗后得到的混合液在2000-3000r/min离心10-15min，得到的沉淀物真空冻干，即为可溶性大豆膳食纤维。所述的烘干处理优选参数为：在105℃烘干、烘至水分为10%、过60目筛。
所述的等离子处理为所通气体为氮气、处理时间10min、功率为100W。
所述的纤维素酶添加量为0.2%，酶解时间为40min，酶解温度为55℃，pH值为8.5-8.7，所述的从水酶法残渣中提取膳食纤维的方法，其特征在于将酶解后的混合液进行真空浓缩达到原始体积的10%，然后在4℃，用95%的乙醇进行醇洗，3000r/min离心15min后，将得到的沉淀物真空冻干。
实施例1：
大豆脱皮后粉碎，然后调节水分进行挤压膨化处理得膨化产物，将膨化物料与水混合得到混合液，向混合液中加入碱性蛋白酶进行酶解，酶解后离心分离得到游离油、乳状液、水解液和残渣，将残渣在105℃烘干，调整残渣的水分至5%，经过40目筛，控制过筛残渣粒度控制在250μm左右，在所通气体为氮气的HD-2冷等离子体改性设备腔内处理功率设为100w、处理10min。将经过等离子处理的残渣粉添加其质量0.2%的纤维素酶，进行纤维素酶解处理，酶解时间40min，酶解温度55℃，pH控制在8.5；将酶解后得到的混合液真空浓缩至原体积的10%，然后在4℃，用95%的乙醇进行醇洗，3000r/min离心15min后，将得到的沉淀物真空冻干。该方法制得的可溶性膳食纤维提取率高达82%，且纯度超过75%，所得的纤维粉具有高溶解性。
实施例2：
大豆脱皮后粉碎，然后调节水分进行挤压膨化处理得膨化产物，将膨化物料与水混合得到混合液，向混合液中加入碱性蛋白酶进行酶解，酶解后离心分离得到游离油、乳状液、水解液和残渣，将残渣在90℃烘干，调整残渣的水分至10%，经过60目筛，控制过筛残渣粒度控制在420μm左右，在所通气体为氮气的HD-2冷等离子体改性设备腔内处理功率设为60w、处理20min。将经过等离子处理的残渣粉添加其质量0.1%的纤维素酶，进行纤维素酶解处理，酶解时间60min，酶解温度40℃，pH控制在8.0；将酶解后得到的混合液真空浓缩至原体积的10%，然后在0℃，用85%的乙醇进行醇洗，2000r/min离心30min后，将得到的沉淀物真空冻干。该方法制得的可溶性膳食纤维提取率高达82%，且纯度超过75%，所得的纤维粉具有高溶解性。
实施例3：
大豆脱皮后粉碎，然后调节水分进行挤压膨化处理得膨化产物，将膨化物料与水混合得到混合液，向混合液中加入碱性蛋白酶进行酶解，酶解后离心分离得到游离油、乳状液、水解液和残渣，将残渣在110℃烘干，调整残渣的水分至25%，经过80目筛，控制过筛残渣粒度控制在178μm左右，在所通气体为氮气的HD-2冷等离子体改性设备腔内处理功率设为180w、处理5min。将经过等离子处理的残渣粉添加其质量0.5%的纤维素酶，进行纤维素酶解处理，酶解时间30min，酶解温度60℃，pH控制在9.0；将酶解后得到的混合液真空浓缩至原体积的10%，然后在5℃，用85%的乙醇进行醇洗，5000r/min离心10min后，将得到的沉淀物真空冻干。该方法制得的可溶性膳食纤维提取率高达82%，且纯度超过75%，所得的纤维粉具有高溶解性。
Claims (5)
1.一种水酶法残渣制取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将大豆脱皮后粉碎，然后调节水分进行挤压膨化处理得膨化产物，将膨化物料与水混合得到混合液，向混合液中加入碱性蛋白酶进行酶解，酶解后离心分离得到游离油、乳状液、水解液和残渣，将残渣在90-110℃进行烘干，控制其水分含量在5-25％之间，粉碎后过40-80目，得到残渣粉，将残渣粉试样置于HD-2冷等离子体改性设备腔内，进行等离子处理，所述处理时间10-25min，处理功率为60-180W，残渣含水率2-25％，通入气体，所述气体为氧气或氮气；(2)将等离子处理后的残渣粉50g与蒸馏水按照质量比1:5进行混合，向混合液中加入纤维素酶进行酶解处理，所述的纤维素酶添加量为0.1-0.5％，酶解时间为30-60min，酶解温度为40-60℃，pH值为8-10，将酶解后的混合液进行真空浓缩达到15-30g，然后控制浓缩液在0-5℃，用85-98％的乙醇与浓缩液充分混合，将醇洗后得到的混合液在2000-3000r/min离心10-15min，得到的沉淀物冻干，即为可溶性大豆膳食纤维。
2.根据权利要求1所述的一种水酶法残渣制取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于，所述的烘干处理优选参数为：在105℃烘干、烘至水分为10％、过60目筛。
3.根据权利要求1所述的一种水酶法残渣制取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于，所述的等离子处理为所通气体为氮气、处理时间10min、功率为100W。
4.根据权利要求1所述的一种水酶法残渣制取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于，纤维素酶添加量为0.2％，酶解时间为40min，酶解温度为55℃，pH值为8.5。
5.根据权利要求1所述的一种水酶法残渣制取水溶性膳食纤维的方法，其特征在于，将酶解后的混合液进行真空浓缩达到原始体积的10％，然后在4℃，用95％的乙醇进行醇洗，3000r/min离心15min后，将得到的沉淀物冻干，即为可溶性大豆膳食纤维。
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