CN109354702A - 高溶胀性豆渣凝胶制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了高溶胀性豆渣凝胶制备工艺，属于豆渣加工技术领域；本生产工艺的具体步骤是：大豆、浸泡、磨浆、过滤、湿豆渣、干豆渣、蒸煮、烘干得精制豆渣、碱化处理得豆渣羧甲基纤维素，经过γ射线(60 Co)作用下得豆渣凝胶；本发明采用γ射线(60 Co)辐射作用，诱导γ‑PGA主链上亚甲基的碳氢键断裂，再与临近的γ‑PGA链结合，形成具有超强吸水能力的三维网状结构γ‑PGA水凝胶，辐射交联反应在较低温度下发生，同时对产物进行了辐射灭菌。

Description

高溶胀性豆渣凝胶制备工艺
技术领域
本发明属于豆渣加工技术领域，主要涉及一种高溶胀性豆渣凝胶制备工艺。
背景技术
豆渣是在豆粉、豆油等制作过程中产生的废弃物，主要作为动物饲料喂养动物或直接作为废物丢弃。调查显示，每生产 1 L 油脂，产生的豆渣中约含有 4. 4 L 的大豆不溶性纤维素，而大部分大豆不溶性纤维素被当作废料弃掉，造成资源浪费。因此，研究豆渣的合理应用能够有效提高豆渣的经济效益，同时达到保护环境的问题。
溶胶是溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接，形成空间网状结构，结构空隙中充满了作为分散介质的液体，这样一种特殊的分散体系称作凝胶。目前植物凝胶的应用范围越来越广，广泛应用于医药、食品、化妆品行业。目前关于凝胶加工工艺的研究较少，已有研究主要是通过加热或添加化学试剂的方式来实现凝胶制作及改性，加热过程容易引起物质发生变性或聚沉，尤其是200℃的高温，而化学试剂的添加不仅限制了凝胶的应用范围，而且加工过程中也存在着一定的危险和环境污染。
发明内容
本发明所要解决的问题是解决大豆加工残渣资源浪费、破坏环境的问题 ，提供高溶胀性豆渣凝胶制备工艺，从而达到豆渣变废物为资源，同时制造一种高溶胀性豆渣凝胶的目的。
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。
（1）挑选适量颗粒饱满、无虫蛀的新鲜市售大豆，洗净后加入 5 倍体积的纯净水浸泡12~16 h，充分浸泡吸水后捞出大豆，磨浆，过滤得新鲜湿豆渣，50℃ 烘干6 h得干燥豆渣；（2）取干燥豆渣与1.0%的 NaOH 水溶液按照质量比为1:3的比例进行混合，混合后在90℃下蒸煮4 h，抽滤除去碱液，再进行3次水洗、抽滤，在90 ℃下烘干制得精制豆渣原料；
（3）将精制豆渣和NaOH溶液按照质量比为1:1的比例混合，混合后碱化处理30min，随后加入氯乙酸进行反应，反应结束后调节pH 值至 7，真空浓缩后加入 4 倍体积无水乙醇沉淀，抽滤后于 60℃ 干燥，粉碎后即得羧甲基化膳食纤维；
（4）将海藻酸钠、琼脂糖、γ- 聚谷氨酸配制交联剂溶液，所述的海藻酸钠的质量分数为0.1-0.3% ，琼脂糖质量浓度为0.002-0.006 g/ｍＬ，γ- 聚谷氨酸的质量分数为1-9%；
（5）羧甲基化膳食纤维与交联剂溶液配制混合溶液，在γ 射线( 60 Co)的作用下辐射制备豆渣水凝胶，所述的辐射剂量率为0.4-2.0 kGy/h、辐射剂量为 5-30 kGy。
步骤（4）所述的海藻酸钠的质量分数0.2% 琼脂糖质量浓度为0.004 g/ｍＬ，γ-聚谷氨酸的质量分数为5%。
步骤（5）所述的羧甲基化膳食纤维与交联剂溶液配制混合溶液的质量比为4:1。
步骤（5）所述的γ 射线辐射剂量率为1.6 kGy/h、辐射剂量为20 kGy。
具体实施方式
实施例1：
（1）挑选适量颗粒饱满、无虫蛀的新鲜市售大豆，洗净后加入 5 倍体积的纯净水浸泡12~16 h，充分浸泡吸水后捞出大豆，磨浆，过滤得新鲜湿豆渣，50℃ 烘干6 h得干燥豆渣；（2）取干燥豆渣与1.0%的 NaOH 水溶液按照质量比为1:3的比例进行混合，混合后在90 ℃下蒸煮4 h，抽滤除去碱液，再进行3次水洗、抽滤，在90 ℃下烘干制得精制豆渣原料；
（3）将精制豆渣和NaOH溶液按照质量比为1:1的比例混合，混合后碱化处理30min，随后加入氯乙酸进行反应，反应结束后调节pH 值至 7，真空浓缩后加入 4 倍体积无水乙醇沉淀，抽滤后于 60℃ 干燥，粉碎后即得羧甲基化膳食纤维；
（4）将质量分数为0.1%海藻酸钠、质量浓度为0.005 g/ｍＬ琼脂糖、质量分数为4%γ-聚谷氨酸配制交联剂溶液；
（5）羧甲基化膳食纤维与交联剂溶液配制混合溶液，在γ 射线( 60 Co)的作用下辐射制备豆渣水凝胶，所述的辐射剂量率为1.8 kGy/h、辐射剂量为 30kGy。
实施例2：
（1）挑选适量颗粒饱满、无虫蛀的新鲜市售大豆，洗净后加入 5 倍体积的纯净水浸泡12~16 h，充分浸泡吸水后捞出大豆，磨浆，过滤得新鲜湿豆渣，50℃ 烘干6 h得干燥豆渣；（2）取干燥豆渣与1.0%的 NaOH 水溶液按照质量比为1:3的比例进行混合，混合后在90 ℃下蒸煮4 h，抽滤除去碱液，再进行3次水洗、抽滤，在90 ℃下烘干制得精制豆渣原料；
（3）将精制豆渣和NaOH溶液按照质量比为1:1的比例混合，混合后碱化处理30min，随后加入氯乙酸进行反应，反应结束后调节pH 值至 7，真空浓缩后加入 4 倍体积无水乙醇沉淀，抽滤后于 60℃ 干燥，粉碎后即得羧甲基化膳食纤维；
（4）将质量分数为0.2%海藻酸钠、质量浓度为0.004 g/ｍＬ琼脂糖、质量分数为4%γ-聚谷氨酸配制交联剂溶液；
（5）羧甲基化膳食纤维与交联剂溶液配制混合溶液，在γ 射线( 60 Co)的作用下辐射制备豆渣水凝胶，所述的辐射剂量率为2kGy/h、辐射剂量为 30kGy。
实施例3：
（1）挑选适量颗粒饱满、无虫蛀的新鲜市售大豆，洗净后加入 5 倍体积的纯净水浸泡12~16 h，充分浸泡吸水后捞出大豆，磨浆，过滤得新鲜湿豆渣，50℃ 烘干6 h得干燥豆渣；（2）取干燥豆渣与1.0%的 NaOH 水溶液按照质量比为1:3的比例进行混合，混合后在90 ℃下蒸煮4 h，抽滤除去碱液，再进行3次水洗、抽滤，在90 ℃下烘干制得精制豆渣原料；
（3）将精制豆渣和NaOH溶液按照质量比为1:1的比例混合，混合后碱化处理30min，随后加入氯乙酸进行反应，反应结束后调节pH 值至 7，真空浓缩后加入 4 倍体积无水乙醇沉淀，抽滤后于 60℃ 干燥，粉碎后即得羧甲基化膳食纤维；
（4）将质量分数为0.1%海藻酸钠、质量浓度为0.006g/ｍＬ琼脂糖、质量分数为5%γ-聚谷氨酸配制交联剂溶液；
（5）羧甲基化膳食纤维与交联剂溶液配制混合溶液，在γ 射线( 60 Co)的作用下辐射制备豆渣水凝胶，所述的辐射剂量率为1.6 kGy/h、辐射剂量为 25kGy。
实施例4：
（1）挑选适量颗粒饱满、无虫蛀的新鲜市售大豆，洗净后加入 5 倍体积的纯净水浸泡12~16 h，充分浸泡吸水后捞出大豆，磨浆，过滤得新鲜湿豆渣，50℃ 烘干6 h得干燥豆渣；（2）取干燥豆渣与1.0%的 NaOH 水溶液按照质量比为1:3的比例进行混合，混合后在90 ℃下蒸煮4 h，抽滤除去碱液，再进行3次水洗、抽滤，在90 ℃下烘干制得精制豆渣原料；
（3）将精制豆渣和NaOH溶液按照质量比为1:1的比例混合，混合后碱化处理30min，随后加入氯乙酸进行反应，反应结束后调节pH 值至 7，真空浓缩后加入 4 倍体积无水乙醇沉淀，抽滤后于 60℃ 干燥，粉碎后即得羧甲基化膳食纤维；
（4）将质量分数为0.2%海藻酸钠、质量浓度为0.005 g/ｍＬ琼脂糖、质量分数为4%γ-聚谷氨酸配制交联剂溶液；
（5）羧甲基化膳食纤维与交联剂溶液配制混合溶液，在γ 射线( 60 Co)的作用下辐射制备豆渣水凝胶，所述的辐射剂量率为1.9 kGy/h、辐射剂量为 30kGy。
实施例5：
（1）挑选适量颗粒饱满、无虫蛀的新鲜市售大豆，洗净后加入 5 倍体积的纯净水浸泡12~16 h，充分浸泡吸水后捞出大豆，磨浆，过滤得新鲜湿豆渣，50℃ 烘干6 h得干燥豆渣；（2）取干燥豆渣与1.0%的 NaOH 水溶液按照质量比为1:3的比例进行混合，混合后在90 ℃下蒸煮4 h，抽滤除去碱液，再进行3次水洗、抽滤，在90 ℃下烘干制得精制豆渣原料；
（3）将精制豆渣和NaOH溶液按照质量比为1:1的比例混合，混合后碱化处理30min，随后加入氯乙酸进行反应，反应结束后调节pH 值至 7，真空浓缩后加入 4 倍体积无水乙醇沉淀，抽滤后于 60℃ 干燥，粉碎后即得羧甲基化膳食纤维；
（4）将质量分数为0.2%海藻酸钠、质量浓度为0.004 g/ｍＬ琼脂糖、质量分数为5%γ-聚谷氨酸配制交联剂溶液；
（5）羧甲基化膳食纤维与交联剂溶液配制混合溶液，在γ 射线( 60 Co)的作用下辐射制备豆渣水凝胶，所述的辐射剂量率为1.6 kGy/h、辐射剂量为 20kGy。
对照组1：传统生产方法制备单一成膜剂。
对照组2：传统生产方法制备的简单复合成膜剂。
下面是一部分实验结果。
表 1 各实施例的理化指标比较。
本发明将豆渣与复合交联剂混合溶液在γ射线( 60 Co)的辐射条件下制备豆渣凝胶，由表1可知，海藻酸钠的质量分数0.2% 琼脂糖质量浓度为0.004 g/ｍＬ，γ- 聚谷氨酸的质量分数为5%；羧甲基化膳食纤维与交联剂溶液配制混合溶液的比例为4：1；γ 射线辐射剂量率为1.6 kGy/h、辐射剂量为20 kGy，豆渣凝胶具有良好的溶胀性和持水性及力学性质。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (4)

1.高溶胀性豆渣凝胶制备工艺，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）挑选适量颗粒饱满、无虫蛀的新鲜市售大豆，洗净后加入 5 倍体积的纯净水浸泡12~16 h，充分浸泡吸水后捞出大豆，磨浆，过滤得新鲜湿豆渣，50℃ 烘干6 h得干燥豆渣；（2）取干燥豆渣与1.0%的 NaOH 水溶液按照质量比为1:3的比例进行混合，混合后在90 ℃下蒸煮4 h，抽滤除去碱液，再进行3次水洗、抽滤，在90 ℃下烘干制得精制豆渣原料；
（3）将精制豆渣和NaOH溶液按照质量比为1:1的比例混合，混合后碱化处理30min，随后加入氯乙酸进行反应，反应结束后调节pH 值至 7，真空浓缩后加入 4 倍体积无水乙醇沉淀，抽滤后于 60℃ 干燥，粉碎后即得羧甲基化膳食纤维；
（4）将海藻酸钠、琼脂糖、γ- 聚谷氨酸配制交联剂溶液，所述的海藻酸钠的质量分数为0.1-0.3% 琼脂糖质量浓度为0.002-0.006 g/ｍＬ，γ- 聚谷氨酸的质量分数为1-9%；
（5）羧甲基化膳食纤维与交联剂溶液配制混合溶液，在γ 射线( 60 Co)的作用下辐射制备豆渣水凝胶，所述的辐射剂量率为0.4-2.0 kGy/h、辐射剂量为 5-30 kGy。
2.根据权利要求1所述的高溶胀性豆渣凝胶制备工艺，其特征在于，步骤（4）所述的海藻酸钠的质量分数0.2% ，琼脂糖质量浓度为0.004 g/ｍＬ，γ- 聚谷氨酸的质量分数为5%。
3.根据权利要求1所述的高溶胀性豆渣凝胶制备工艺，其特征在于，步骤（5）所述的羧甲基化膳食纤维与交联剂溶液配制混合溶液的质量比为4:1。
4.根据权利要求1所述的一种高溶胀性豆渣凝胶制备工艺，其特征在于，步骤（5）所述的γ 射线辐射剂量率为1.6 kGy/h、辐射剂量为20 kGy。
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