CN107510066B - 一种双层被膜改善豆渣膳食纤维亲水性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双层被膜改善豆渣膳食纤维亲水性的方法，包括以下步骤：（1）原料预处理；（2）超微粉碎；（3）第一次被膜；（4）第二次被膜；（5）喷雾干燥，得到双层被膜豆渣膳食纤维超微粉。本发明将豆渣膳食纤维中的粒度减小到50μm以内，在豆渣膳食纤维的表面依次被膜壳聚糖和阴离子多糖，通过上述多糖具有的良好水合特性，豆渣膳食纤维颗粒的悬浮稳定性以及水合特性得以显著改善，其悬浮稳定性大约提高了20～60%。通过本方法改性后的豆膳食纤维表面光滑，豆渣膳食纤维原本粗糙口感得到改善，有效提升了豆渣膳食纤维在食品中的可添加性。本发明的方法操作简单易行，环境友好。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，特别涉及一种双层被膜改善豆渣膳食纤维亲水性的方法。
背景技术
我国是大豆加工业大国，豆渣作为一种副产品，通常来自于豆腐、豆干、豆浆等豆制品加工厂。按每加工1 kg的大豆产生2 kg湿豆渣来计算，我国大豆加工业每年至少产生2×1010 kg的湿豆渣。豆渣中水不溶性膳食纤维含量高达40～60 g/100g干重，水溶性膳食纤维仅为2～3 g/100g干重，这导致豆渣水溶性极差，口感粗糙，难以添加于食品体系中。水溶性低以及口感粗糙的缺陷使得豆渣的利用普遍较低。由于水不溶性膳食纤维只能以碎渣或颗粒形态添加到食品中，容易导致产品质构劣化、口感粗糙，这也成为了通过外源添加生产膳食纤维强化食品的关键技术难点。因此，对豆渣膳食纤维进行改性处理提高其食品可添加性，一直是这一领域密切关注的焦点问题。
膳食纤维的添加性决定于其与其他食品基质的相容性。外源添加以水不溶性膳食纤维为主的膳食纤维大多数以颗粒存在于食品体系中，往往质地坚硬，颗粒表面不易水化，与其它亲水性食品基质之间存在明显的边界，容易发生相分离，破坏了食品体系固有的连续性，导致食品体系不稳定、品质下降。因此，改善膳食纤维颗粒添加性的核心是加强其与食品基质之间的相互作用，使其能有机融入食品的整体体系，而不是简单混入。传统方法通常采用物理细化处理、酶处理、化学处理等方式将部分水不溶性膳食纤维转变成水溶性膳食纤维来实现对膳食纤维改性的目标。这些方法虽然也取得了一些效果，但要么效果有限，要么处理过程复杂且成本高，目前实际应用并不多见。
发明内容
为解决现有技术对豆渣膳食纤维改性方法存在的效果不理想，改性过程复杂，改性成本高等问题，本发明提出一种双层被膜改善豆渣膳食纤维亲水性的方法, 可有效地改善豆渣膳食纤维的亲水性。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种双层被膜改善豆渣膳食纤维亲水性的方法，包括以下步骤：
（1）原料预处理：将豆渣膳食纤维烘干至水分含量10%以下，然后用普通粉碎机粉碎，过100目筛，得预处理豆渣膳食纤维；
（2）超微粉碎：将步骤（1）得到的预处理豆渣膳食纤维于常温下经超微粉碎机粉碎，将超微粉碎后的物料过400目筛，得超微粉碎豆渣膳食纤维；
（3）第一次被膜：将步骤（2）得到的超微粉碎豆渣膳食纤维分散于乙酸溶液中，加入壳聚糖乙酸溶液进行第一次被膜，所述被膜条件为：温度15～45 ℃，壳聚糖浓度0.02～0.2 g/100 mL，超微粉碎豆渣膳食纤维与壳聚糖的质量比1:1～20:1，将壳聚糖溶液加入超微粉碎豆渣膳食纤维乙酸分散液后，慢速搅拌1～2 h，搅拌速率120～180 r/min，接着调节pH 4～7，继续慢速搅拌1～2 h，搅拌速率120～180 r/min，然后以3000～5000 r/min转速离心5～10 min，弃上清液，得到壳聚糖被膜豆渣膳食纤维；
（4）第二次被膜：将步骤（3）得到的壳聚糖被膜豆渣膳食纤维分散到乙酸溶液中，加入阴离子多糖乙酸溶液进行第二次被膜，所述被膜条件为：温度15～45 ℃，阴离子多糖浓度0.01～0.2 g/100 mL，将壳聚糖被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液加入阴离子多糖溶液后，慢速搅拌1～2 h，搅拌速率120～180 r/min，接着调节pH 4～7，继续慢速搅拌1～2 h，搅拌速率120～180 r/min，然后以3000～5000 r/min转速离心5～10 min，弃上清液，用乙酸溶液分散，得到双层被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液；
（5）喷雾干燥：将步骤（4）得到的双层被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液采用喷雾干燥方式得到双层被膜豆渣膳食纤维超微粉。
进一步，所述步骤（1）中的豆渣膳食纤维为从豆制品加工副产物豆渣中提取的豆渣膳食纤维，膳食纤维含量≥80%。
进一步，所述步骤（2）中的超微粉碎为振动型超微粉碎、涡轮式高速冲击超微粉碎、气流式超微粉碎或重压研磨式超微粉碎。
进一步，所述步骤（3）中的壳聚糖乙酸溶液的pH为 4～7，超微粉碎豆渣膳食纤维乙酸分散溶液的pH为 4～7。
进一步，所述步骤（4）中的阴离子多糖为果胶、卡拉胶、黄原胶中的一种或几种的混合物。
进一步，所述步骤（3）中用于调节pH值的溶液为质量百分比浓度1～5%的乙酸溶液或质量百分比浓度1～5%的NaOH溶液。
进一步，所述步骤（4）中用于调节pH值的溶液为质量百分比浓度1～5%的乙酸溶液或质量百分比浓度1～5%的NaOH溶液。
一种双层被膜豆渣膳食纤维，采用上述所述的方法得到。
进一步，所述的双层被膜豆渣膳食纤维，其壳聚糖被膜量20～90 mg/g。
本发明的有益效果如下：
本发明将豆渣膳食纤维中的粒度减小到50 μm以内，在豆渣膳食纤维的表面依次被膜壳聚糖和阴离子多糖，其中，壳聚糖被膜量20～90 mg/g。通过上述多糖具有的良好水合特性，豆渣膳食纤维颗粒的悬浮稳定性以及水合特性得以显著改善，其悬浮稳定性大约提高了20～60%。通过本方法改性后的豆膳食纤维表面光滑，豆渣膳食纤维原本粗糙口感得到改善，有效提升了豆渣膳食纤维在食品中的可添加性。本方法操作简单易行，环境友好。
附图说明
图1为本发明一种双层被膜改善豆渣膳食纤维亲水性的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
一种双层被膜改善豆渣膳食纤维亲水性的方法, 包括以下步骤：
（1）原料预处理：选择干燥的豆渣膳食纤维，于普通粉碎机中粉碎，过100目筛，去除大颗粒膳食纤维；
（2）超微粉碎：将过100目筛后的豆渣膳食纤维在常温下经重压研磨式超微粉碎机中进行粉碎，将超微粉碎后的豆渣膳食纤维过400目筛，去除大颗粒豆渣膳食纤维；
（3）第一次被膜：将步骤（2）得到的豆渣膳食纤维颗粒0.2g，分散于10 mL乙酸溶液中，加入壳聚糖乙酸溶液进行第一次被膜，被膜条件：温度25 ℃；壳聚糖浓度0.02 g/100mL；豆渣膳食纤维与壳聚糖的质量比5:1；将壳聚糖溶液加入豆渣膳食纤维乙酸分散液后，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率150 r/min；接着用质量百分比浓度3%的NaOH溶液调pH 5.0，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率150 r/min；然后用离心机离心5 min，转速4000r/min，弃去上清液，得到壳聚糖被膜豆渣膳食纤维；
（4）第二次被膜：将步骤（3）得到的壳聚糖被膜豆渣膳食纤维重新分散到10 mL乙酸溶液中，加入10 mL黄原胶乙酸溶液进行第二次被膜，被膜条件：温度25 ℃；黄原胶浓度0.04 g/100mL；第一步壳聚糖被膜量45 mg/g；将壳聚糖被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液加入黄原胶溶液后，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率150 r/min；接着用质量百分比浓度3%的NaOH溶液调pH 5.0，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率150 r/min；然后用离心机离心5min，转速4000 r/min；弃去上清液，用乙酸溶液分散后，得到黄原胶/壳聚糖双层被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液；
（5）喷雾干燥：将步骤（4）得到的黄原胶/壳聚糖双层被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液采用喷雾干燥方式得到黄原胶/壳聚糖双层被膜豆渣膳食纤维颗粒。
实施例2
一种双层被膜改善豆渣膳食纤维亲水性的方法, 包括以下步骤：
（1）原料预处理：选择干燥的豆渣膳食纤维，于普通粉碎机中粉碎，过100目筛，去除大颗粒膳食纤维；
（2）超微粉碎：将过100目筛后的豆渣膳食纤维在常温下经气流式超微粉碎机中进行粉碎，将超微粉碎后的豆渣膳食纤维过400目筛，去除大颗粒豆渣膳食纤维；
（3）第一次被膜：将步骤（2）得到的豆渣膳食纤维颗粒0.2 g，分散于10 mL乙酸溶液中，加入壳聚糖乙酸溶液进行第一次被膜，被膜条件：温度25 ℃；壳聚糖浓度0.04 g/100mL；豆渣膳食纤维与壳聚糖的质量比10:1；将壳聚糖溶液加入豆渣膳食纤维乙酸分散液后，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率180 r/min；接着用质量百分比浓度4%的NaOH溶液调pH 5.5，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率120 r/min；然后用离心机离心5 min，转速4000r/min；弃去上清液，得到壳聚糖被膜豆渣膳食纤维；
（4）第二次被膜：将步骤（3）得到的壳聚糖被膜豆渣膳食纤维重新分散到10 mL乙酸溶液中，加入10 mL果胶乙酸溶液进行第二次被膜，被膜条件：温度25 ℃；果胶浓度0.08g/100mL；第一步壳聚糖被膜量52 mg/g；将壳聚糖被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液加入果胶溶液后，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率150 r/min；接着用质量百分比浓度4%的NaOH溶液调pH 5.5，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率150 r/min；然后用离心机离心5 min，转速4000 r/min；弃去上清液，用乙酸溶液分散后，得到果胶/壳聚糖双层被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液；
（5）喷雾干燥：将步骤（4）得到的果胶/壳聚糖双层被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液采用喷雾干燥方式得到果胶/壳聚糖双层被膜豆渣膳食纤维颗粒。
实施例3
一种双层被膜改善豆渣膳食纤维亲水性的方法, 包括以下步骤：
（1）原料预处理：选择干燥的豆渣膳食纤维，于普通粉碎机中粉碎，过100目筛，去除大颗粒膳食纤维；
（2）超微粉碎：将过100目筛后的豆渣膳食纤维在常温下经振动型超微粉碎机中进行粉碎，将超微粉碎后的豆渣膳食纤维过400目筛，去除大颗粒豆渣膳食纤维；
（3）第一次被膜：将步骤（2）得到的豆渣膳食纤维颗粒0.2g，分散于10 mL乙酸溶液中，加入壳聚糖乙酸溶液进行第一次被膜，被膜条件：温度25 ℃；壳聚糖浓度0.08 g/100mL；豆渣膳食纤维与壳聚糖的质量比10:1；将壳聚糖溶液加入豆渣膳食纤维乙酸分散液后，于磁力搅拌器上搅拌1 h，搅拌速率120 r/min；接着用质量百分比浓度5%的NaOH溶液调pH 6.0，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率150 r/min；然后用离心机离心5 min，转速4000r/min；弃去上清液，得到壳聚糖被膜豆渣膳食纤维；
（4）第二次被膜：将步骤（3）得到的壳聚糖被膜豆渣膳食纤维重新分散到10 mL乙酸溶液中，加入10 mL果胶乙酸溶液进行第二次被膜，被膜条件：温度25 ℃；果胶浓度0.08g/100mL；第一步壳聚糖被膜量55 mg/g；将壳聚糖被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液加入果胶溶液后，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率120 r/min；接着用质量百分比浓度5%的NaOH溶液调pH 6.0，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率120 r/min；然后用离心机离心5 min，转速4000 r/min；弃去上清液，用乙酸溶液分散后，得到果胶/壳聚糖双层被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液；
（5）喷雾干燥：将步骤（4）得到的果胶/壳聚糖双层被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液采用喷雾干燥方式得到果胶/壳聚糖双层被膜豆渣膳食纤维颗粒。
实施例4
一种双层被膜改善豆渣膳食纤维亲水性的方法, 包括以下步骤：
（1）原料预处理：选择干燥的豆渣膳食纤维，于普通粉碎机中粉碎，过100目筛，去除大颗粒膳食纤维；
（2）超微粉碎：将过100目筛后的豆渣膳食纤维在常温下经涡轮式高速冲击超微粉碎机中进行粉碎，将超微粉碎后的豆渣膳食纤维过400目筛，去除大颗粒豆渣膳食纤维；
（3）第一次被膜：将步骤（2）得到的豆渣膳食纤维颗粒0.2 g，分散于10 mL乙酸溶液中，加入壳聚糖乙酸溶液进行第一次被膜，被膜条件：温度25 ℃；壳聚糖浓度0.04 g/100mL；豆渣膳食纤维与壳聚糖的质量比15:1；将壳聚糖溶液加入豆渣膳食纤维乙酸分散液后，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率150 r/min；接着用质量百分比浓度2%的NaOH溶液调pH 5.0，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率150 r/min；然后用离心机离心5 min，转速4000r/min；弃去上清液，得到壳聚糖被膜豆渣膳食纤维；
（4）第二次被膜：将步骤（3）得到的壳聚糖被膜豆渣膳食纤维重新分散到10 mL乙酸溶液中，加入10 mL卡拉胶乙酸溶液进行第二次被膜，被膜条件：温度25 ℃；卡拉胶浓度0.06 g/100mL；第一步壳聚糖被膜量63 mg/g；将壳聚糖被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液加入卡拉胶溶液后，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率150 r/min；接着用质量百分比浓度2%的NaOH溶液调pH 5.0，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率150 r/min；然后用离心机离心5min，转速4000 r/min；弃去上清液，用乙酸溶液分散后，得到卡拉胶/壳聚糖双层被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液；
（5）喷雾干燥：将步骤（4）得到的卡拉胶/壳聚糖双层被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液采用喷雾干燥方式得到卡拉胶/壳聚糖双层被膜豆渣膳食纤维颗粒。
实施例5
一种双层被膜改善豆渣膳食纤维亲水性的方法, 包括以下步骤：
（1）原料预处理：选择干燥的豆渣膳食纤维，于普通粉碎机中粉碎，过100目筛，去除大颗粒膳食纤维；
（2）超微粉碎：将过100目筛后的豆渣膳食纤维在常温下经重压研磨式超微粉碎机中进行粉碎，将超微粉碎后的豆渣膳食纤维过400目筛，去除大颗粒豆渣膳食纤维；
（3）第一次被膜：将步骤（2）得到的豆渣膳食纤维颗粒0.2 g，分散于10 mL乙酸溶液中，加入壳聚糖乙酸溶液进行第一次被膜，被膜条件：温度25 ℃；壳聚糖浓度0.06 g/100mL；豆渣膳食纤维与壳聚糖的质量比5:1；将壳聚糖溶液加入豆渣膳食纤维乙酸分散液后，于磁力搅拌器上搅拌1 h，搅拌速率150 r/min；接着用质量百分比浓度3%的NaOH溶液调pH 6.5，于磁力搅拌器上搅拌1 h，搅拌速率150 r/min；然后用离心机离心10 min，转速3000 r/min；弃去上清液，得到壳聚糖被膜豆渣膳食纤维；
（4）第二次被膜：将步骤（3）得到的壳聚糖被膜豆渣膳食纤维重新分散到10 mL乙酸溶液中，加入10 mL果胶乙酸溶液进行第二次被膜，被膜条件：温度25 ℃；果胶浓度0.04g/100mL；第一步壳聚糖被膜量49 mg/g；将壳聚糖被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液加入果胶溶液后，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率150 r/min；接着用质量百分比浓度4%的NaOH溶液调pH 6.5，于磁力搅拌器上搅拌2 h，搅拌速率150 r/min；然后用离心机离心5 min，转速5000 r/min；弃去上清液，用乙酸溶液分散后，得到果胶/壳聚糖双层被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液；
（5）喷雾干燥：将步骤（4）得到的果胶/壳聚糖双层被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液采用喷雾干燥方式得到果胶/壳聚糖双层被膜豆渣膳食纤维颗粒。
表1为实施例1～实施例5的双层被膜豆渣膳食纤维超微粉检测数据：
表1 各实施例制备的双层被膜豆渣膳食纤维超微粉检测数据
由表1可以看出，实施例1～实施例5制备得到的双层被膜豆渣膳食纤维超微粉的悬浮稳定性大于未经改性的豆渣膳食纤维，其悬浮稳定性大约提高了20～60%，且具有更好的水合能力。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种双层被膜改善豆渣膳食纤维亲水性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）原料预处理：将豆渣膳食纤维烘干至水分含量10%以下，然后用普通粉碎机粉碎，过100目筛，得预处理豆渣膳食纤维；
（2）超微粉碎：将步骤（1）得到的预处理豆渣膳食纤维于常温下经超微粉碎机粉碎，将超微粉碎后的物料过400目筛，得超微粉碎豆渣膳食纤维；
（3）第一次被膜：将步骤（2）得到的超微粉碎豆渣膳食纤维分散于乙酸溶液中，加入壳聚糖乙酸溶液进行第一次被膜，所述被膜条件为：温度15～45 ℃，壳聚糖浓度0.02～0.2g/100 mL，超微粉碎豆渣膳食纤维与壳聚糖的质量比1:1～20:1，将壳聚糖溶液加入超微粉碎豆渣膳食纤维乙酸分散液后，慢速搅拌1～2 h，搅拌速率120～180 r/min，接着调节pH 4～7，继续慢速搅拌1～2 h，搅拌速率120～180 r/min，然后以3000～5000 r/min转速离心5～10 min，弃上清液，得到壳聚糖被膜豆渣膳食纤维；
（4）第二次被膜：将步骤（3）得到的壳聚糖被膜豆渣膳食纤维分散到乙酸溶液中，加入阴离子多糖乙酸溶液进行第二次被膜，所述被膜条件为：温度15～45 ℃，阴离子多糖浓度0.01～0.2 g/100 mL，将壳聚糖被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液加入阴离子多糖溶液后，慢速搅拌1～2 h，搅拌速率120～180 r/min，接着调节pH 4～7，继续慢速搅拌1～2 h，搅拌速率120～180 r/min，然后以3000～5000 r/min转速离心5～10 min，弃上清液，用乙酸溶液分散，得到双层被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液；
（5）喷雾干燥：将步骤（4）得到的双层被膜豆渣膳食纤维乙酸分散液采用喷雾干燥方式得到双层被膜豆渣膳食纤维超微粉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的豆渣膳食纤维为从豆制品加工副产物豆渣中提取的豆渣膳食纤维，膳食纤维含量≥80%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）中的超微粉碎为振动型超微粉碎、涡轮式高速冲击超微粉碎、气流式超微粉碎或重压研磨式超微粉碎。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中的壳聚糖乙酸溶液的pH为4～7，超微粉碎豆渣膳食纤维乙酸分散溶液的pH为 4～7。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（4）中的阴离子多糖为果胶、卡拉胶、黄原胶中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中用于调节pH值的溶液为质量百分比浓度1～5%的乙酸溶液或质量百分比浓度1～5%的NaOH溶液。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤（4）中用于调节pH值的溶液为质量百分比浓度1～5%的乙酸溶液或质量百分比浓度1～5%的NaOH溶液。
8.一种双层被膜豆渣膳食纤维，其特征在于，采用权利要求1～5任一项所述的方法得到。
9.根据权利要求8所述的双层被膜豆渣膳食纤维，其特征在于，所述壳聚糖被膜量20～90 mg/g。
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