CN106174601A - 玉米膳食纤维干粉及其制备工艺 - Google Patents
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- A—HUMAN NECESSITIES
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Abstract
本发明公开了一种玉米膳食纤维干粉及其制备工艺，该工艺方法包括以下步骤：预处理、脱脂、酶解、灭活、膳食纤维提取。本发明以玉米加工后的副产品玉米皮为原料制备膳食纤维干粉，工艺简单，易于操作，且原料价格低廉、易得，制备成本低；玉米皮实现变废为宝，大大提高了玉米皮的利用率，同时为玉米皮资源化利用增添了一条新的途径；该膳食纤维干粉含有丰富的水溶性膳食纤维，广泛应用于各类食品加工行业中，具有预防便秘、降血糖、降血脂和抗癌等功效。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种玉米膳食纤维干粉及其制备工艺。
背景技术
随着世界经济和工业的高速发展，人民生活水平大幅度提高，饮食日趋精细，因营养过剩和营养失调而产生的种种文明病，如糖尿病、心脑血管病、肥胖症、肠道癌、便秘等严重影响人类健康。因此具有调节人体机能、防止疾病和促进健康的功能性食品已经备受关注。膳食纤维作为第七大营养素具有突出的保健功能，也逐渐成为营养学家关注的热点。膳食纤维可按溶解性分为水溶性膳食纤维和水不溶性膳食纤维两大类。膳食纤维按来源分又可分为大豆膳食纤维、玉米膳食纤维、麦麸膳食纤维等。水溶性膳食纤维的主要功能是可减少血液中的胆固醇水平，调节血糖水平，从而降低心脏病的危险，改善糖尿病，其来源主要是水果、蔬菜、大豆和燕麦等，它包括果胶等亲水胶体物质和部分半纤维素。水不溶性膳食纤维主要功能是膨胀，可以调节肠的功能，防止便秘，保持大肠健康，它主要包括纤维素、木质素和部分半纤维素等。
西方发达国家早在70年代就着手对膳食纤维的研究与开发，美、英、德、法已形成一定产业规模，并在食品市场占有一席之地。日本80年代后期利用可溶性膳食纤维制成的饮料包括碳酸饮料、乳酸饮料及果汁等。国外已研究的膳食纤维主要有6大类：谷物、豆类、果蔬、微生物多糖及其他天然纤维和合成、半合成纤维，计30多个品种，其中实际应用于生产已有10余种。目前，我国对膳食纤维在食品中的应用也有广泛的研究。尤其在饮料和乳制品中的应用，我国已经生产液态膳食纤维牛奶及其相关液态产品的专利，并指出膳食纤维在液态牛奶中的添加量为7.22-22.4kg/t。部分研究学者将膳食纤维添加到酸奶酪中，大大改变了酸奶酪的口感及流变特性。
玉米皮、米糠、麦麸及豆类皮渣等是谷物加工的副产品，膳食纤维含量丰富，具有增加饱腹感、预防便秘、降血糖、降血脂和抗癌等功效，是重要的膳食纤维来源。从目前公开的专利及相关非文献看，应用谷物、豆类、果蔬等加工废弃料制作膳食纤维食品的文献报道较少。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种以玉米加工副产物玉米皮为原料制备膳食纤维干粉的工艺，该膳食纤维干粉可直接作为优质膳食纤维补充剂，也可以直接制作膳食纤维功能性营养制剂如含片、胶囊、泡腾片等，或直接作为食品添加剂添加在主食中，如面包、馒头、米饭、面条等，或添加在糕点、饼干、膨化食品、保健饮料以及速溶类型的早点食品中，应用前景广阔。
具体的，本发明所述玉米膳食纤维干粉的制备工艺，包括以下步骤：
1）前处理：将玉米皮除杂、粉碎，过100目筛，得到玉米细粉；
2）脱脂：取玉米细粉，加入玉米细粉体积3-5倍的正己醇，于温度为40-60℃的条件下浸提0.5-1.5h，过滤分离得到滤液和滤渣，将滤渣干燥，得脱脂物料；
3）酶解：取脱脂物料，加入脱脂物料体积10-20倍的蒸馏水，调节pH=5.5-6.5，加入脱脂物料重量2-5%的蛋白酶，于温度为25-40℃的超声波条件下酶解30-60min，过滤分离得到滤液和滤渣；取滤渣，加入滤渣体积15-25倍的蒸馏水，调节pH=4.5-5.0，加入滤渣重量3-8%的纤维素酶，于温度为25-40℃的超声波条件下酶解30-60min，过滤分离得到滤液和滤渣；将两次滤液合并，得酶解液；
4）灭活：将酶解液于温度为95-105℃的条件下蒸气灭活8-15min，冷却至室温；
5）膳食纤维提取：将灭活后的酶解液置于旋转蒸发仪中，于压力为0.05-0.08Mpa、温度为50-60℃的条件下浓缩至原体积的1/3-1/4；以浓缩后酶解液体积计算，加入3-5倍体积的95%乙醇，混匀后静置3-8h，过滤分离得到滤液和沉淀料，将沉淀料置于烘干机中烘干并挥发乙醇，然后置于真空冷冻干燥机中，于温度为-30～-20℃、真空度为30～50Pa的条件下冷冻干燥5-15h，即得所述膳食纤维干粉。
玉米皮，是玉米深加工企业生产的一种副产品。即将玉米颗粒经过浸泡后进入淀粉生产过程，后经洗涤、挤水、烘干等工序加工而成。其主要成分是纤维、淀粉、蛋白质等。玉米经过浸泡、破碎后分离出来的玉米表皮，含蛋白质、淀粉含量较高，主要用于饲料行业；普通玉米纤维经过添加玉米浆后干燥而成的产品即为加浆纤维，蛋白含量可达16%（干基）以上，主要用于生产饲料。将玉米皮用酶水解后制成膳食纤维，膳食纤维又称第七营养素，具有保湿吸水，在体内能生成溶胶和凝胶，延迟食物成分在消化器官内的扩散，促使延缓糖分的吸收及对无机质及有机质的吸收。
本发明的另外一个目的在于提供一种采用上述方法制备而得的玉米膳食纤维干粉。
本发明以玉米加工后的副产品玉米皮为原料制备膳食纤维干粉，工艺简单，易于操作，且原料价格低廉、易得，制备成本低；玉米皮实现变废为宝，大大提高了玉米皮的利用率，同时为玉米皮资源化利用增添了一条新的途径；该膳食纤维干粉含有丰富的水溶性膳食纤维，广泛应用于各类食品加工行业中，具有预防便秘、降血糖、降血脂和抗癌等功效。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，本实施例仅是对本发明作更清楚的说明，而不是对本发明的限制。
实施例1
一种玉米膳食纤维干粉的制备工艺，包括以下步骤：
1）前处理：将玉米皮除杂、粉碎，过100目筛，得到玉米细粉；
2）脱脂：取玉米细粉，加入玉米细粉体积3-5倍的正己醇，于温度为60℃的条件下浸提0.5h，过滤分离得到滤液和滤渣，将滤渣干燥，得脱脂物料；
3）酶解：取脱脂物料，加入脱脂物料体积20倍的蒸馏水，调节pH=5.5，加入脱脂物料重量2%的蛋白酶，于温度为40℃的超声波条件下酶解60min，过滤分离得到滤液和滤渣；取滤渣，加入滤渣体积25倍的蒸馏水，调节pH=4.5，加入滤渣重量3%的纤维素酶，于温度为25℃的超声波条件下酶解45min，过滤分离得到滤液和滤渣；将两次滤液合并，得酶解液；
4）灭活：将酶解液于温度为95℃的条件下蒸气灭活15min，冷却至室温；
5）膳食纤维提取：将灭活后的酶解液置于旋转蒸发仪中，于压力为0.05Mpa、温度为60℃的条件下浓缩至原体积的1/3；以浓缩后酶解液体积计算，加入3倍体积的95%乙醇，混匀后静置8h，过滤分离得到滤液和沉淀料，将沉淀料置于烘干机中烘干并挥发乙醇，然后置于真空冷冻干燥机中，于温度为-24℃、真空度为50Pa的条件下冷冻干燥5h，即得所述膳食纤维干粉。
实施例3
一种玉米膳食纤维干粉的制备工艺，包括以下步骤：
1）前处理：将玉米皮除杂、粉碎，过100目筛，得到玉米细粉；
2）脱脂：取玉米细粉，加入玉米细粉体积3倍的正己醇，于温度为45℃的条件下浸提1h，过滤分离得到滤液和滤渣，将滤渣干燥，得脱脂物料；
3）酶解：取脱脂物料，加入脱脂物料体积15倍的蒸馏水，调节pH=6.0，加入脱脂物料重量3%的蛋白酶，于温度为35℃的超声波条件下酶解40min，过滤分离得到滤液和滤渣；取滤渣，加入滤渣体积20倍的蒸馏水，调节pH=4.8，加入滤渣重量7%的纤维素酶，于温度为35℃的超声波条件下酶解35min，过滤分离得到滤液和滤渣；将两次滤液合并，得酶解液；
4）灭活：将酶解液于温度为95-105℃的条件下蒸气灭活8-15min，冷却至室温；
5）膳食纤维提取：将灭活后的酶解液置于旋转蒸发仪中，于压力为0.06Mpa、温度为55℃的条件下浓缩至原体积的1/3；以浓缩后酶解液体积计算，加入4倍体积的95%乙醇，混匀后静置5h，过滤分离得到滤液和沉淀料，将沉淀料置于烘干机中烘干并挥发乙醇，然后置于真空冷冻干燥机中，于温度为-20℃、真空度为35Pa的条件下冷冻干燥8h，即得所述膳食纤维干粉。
实施例2
一种玉米膳食纤维干粉的制备工艺，包括以下步骤：
1）前处理：将玉米皮除杂、粉碎，过100目筛，得到玉米细粉；
2）脱脂：取玉米细粉，加入玉米细粉体积3倍的正己醇，于温度为60℃的条件下浸提1.5h，过滤分离得到滤液和滤渣，将滤渣干燥，得脱脂物料；
3）酶解：取脱脂物料，加入脱脂物料体积20倍的蒸馏水，调节pH=6.5，加入脱脂物料重量3%的蛋白酶，于温度为40℃的超声波条件下酶解60min，过滤分离得到滤液和滤渣；取滤渣，加入滤渣体积15倍的蒸馏水，调节pH=5.0，加入滤渣重量8%的纤维素酶，于温度为30℃的超声波条件下酶解30min，过滤分离得到滤液和滤渣；将两次滤液合并，得酶解液；
4）灭活：将酶解液于温度为100℃的条件下蒸气灭活12min，冷却至室温；
5）膳食纤维提取：将灭活后的酶解液置于旋转蒸发仪中，于压力为0.06Mpa、温度为50℃的条件下浓缩至原体积的1/4；以浓缩后酶解液体积计算，加入5倍体积的95%乙醇，混匀后静置8h，过滤分离得到滤液和沉淀料，将沉淀料置于烘干机中烘干并挥发乙醇，然后置于真空冷冻干燥机中，于温度为-26℃、真空度为40Pa的条件下冷冻干燥10h，即得所述膳食纤维干粉。
实施例4
一种玉米膳食纤维干粉的制备工艺，包括以下步骤：
1）前处理：将玉米皮除杂、粉碎，过100目筛，得到玉米细粉；
2）脱脂：取玉米细粉，加入玉米细粉体积4倍的正己醇，于温度为50℃的条件下浸提1h，过滤分离得到滤液和滤渣，将滤渣干燥，得脱脂物料；
3）酶解：取脱脂物料，加入脱脂物料体积15倍的蒸馏水，调节pH=6.0，加入脱脂物料重量3%的蛋白酶，于温度为35℃的超声波条件下酶解45min，过滤分离得到滤液和滤渣；取滤渣，加入滤渣体积20倍的蒸馏水，调节pH=4.8，加入滤渣重量5%的纤维素酶，于温度为30℃的超声波条件下酶解30min，过滤分离得到滤液和滤渣；将两次滤液合并，得酶解液；
4）灭活：将酶解液于温度为105℃的条件下蒸气灭活8min，冷却至室温；
5）膳食纤维提取：将灭活后的酶解液置于旋转蒸发仪中，于压力为0.08Mpa、温度为50℃的条件下浓缩至原体积的1/4；以浓缩后酶解液体积计算，加入4倍体积的95%乙醇，混匀后静置4h，过滤分离得到滤液和沉淀料，将沉淀料置于烘干机中烘干并挥发乙醇，然后置于真空冷冻干燥机中，于温度为-25℃、真空度为40Pa的条件下冷冻干燥15h，即得所述膳食纤维干粉。
实施例5
一种玉米膳食纤维干粉的制备工艺，包括以下步骤：
1）前处理：将玉米皮除杂、粉碎，过100目筛，得到玉米细粉；
2）脱脂：取玉米细粉，加入玉米细粉体积4倍的正己醇，于温度为50℃的条件下浸提1h，过滤分离得到滤液和滤渣，将滤渣干燥，得脱脂物料；
3）酶解：取脱脂物料，加入脱脂物料体积15倍的蒸馏水，调节pH=6.0，加入脱脂物料重量4%的蛋白酶，于温度为35℃的超声波条件下酶解35min，过滤分离得到滤液和滤渣；取滤渣，加入滤渣体积25倍的蒸馏水，调节pH=4.7，加入滤渣重量4%的纤维素酶，于温度为35℃的超声波条件下酶解40min，过滤分离得到滤液和滤渣；将两次滤液合并，得酶解液；
4）灭活：将酶解液于温度为100℃的条件下蒸气灭活10min，冷却至室温；
5）膳食纤维提取：将灭活后的酶解液置于旋转蒸发仪中，于压力为0.07Mpa、温度为55℃的条件下浓缩至原体积的1/4；以浓缩后酶解液体积计算，加入5倍体积的95%乙醇，混匀后静置3h，过滤分离得到滤液和沉淀料，将沉淀料置于烘干机中烘干并挥发乙醇，然后置于真空冷冻干燥机中，于温度为-30℃、真空度为30Pa的条件下冷冻干燥12h，即得所述膳食纤维干粉。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种玉米膳食纤维干粉的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）前处理：将玉米皮除杂、粉碎，过100目筛，得到玉米细粉；
2）脱脂：取玉米细粉，加入玉米细粉体积3-5倍的正己醇，于温度为40-60℃的条件下浸提0.5-1.5h，过滤分离得到滤液和滤渣，将滤渣干燥，得脱脂物料；
3）酶解：取脱脂物料，加入脱脂物料体积10-20倍的蒸馏水，调节pH=5.5-6.5，加入脱脂物料重量2-5%的蛋白酶，于温度为25-40℃的超声波条件下酶解30-60min，过滤分离得到滤液和滤渣；取滤渣，加入滤渣体积15-25倍的蒸馏水，调节pH=4.5-5.0，加入滤渣重量3-8%的纤维素酶，于温度为25-40℃的超声波条件下酶解30-60min，过滤分离得到滤液和滤渣；将两次滤液合并，得酶解液；
4）灭活：将酶解液于温度为95-105℃的条件下蒸气灭活8-15min，冷却至室温；
5）膳食纤维提取：将灭活后的酶解液置于旋转蒸发仪中，于压力为0.05-0.08Mpa、温度为50-60℃的条件下浓缩至原体积的1/3-1/4；以浓缩后酶解液体积计算，加入3-5倍体积的95%乙醇，混匀后静置3-8h，过滤分离得到滤液和沉淀料，将沉淀料置于烘干机中烘干并挥发乙醇，然后置于真空冷冻干燥机中，于温度为-30～-20℃、真空度为30～50Pa的条件下冷冻干燥5-15h，即得所述膳食纤维干粉。
2.一种由权利要求1所述方法制备而得的玉米膳食纤维干粉。
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