CN109567182A - 一种纯天然红薯膳食纤维及其制备方法 - Google Patents

一种纯天然红薯膳食纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纯天然红薯膳食纤维及其制备方法，涉及食品加工技术领域。该红薯膳食纤维按重量份由红薯制得的80～85份的红薯膳食纤维粉，紫薯制得的5～6份的紫薯粉，以及苦杏仁皮制得的3～5份的苦杏仁皮粉构成；其制备方法包括步骤：红薯选材→红薯纤维化→筛分取红薯渣→制取不可溶性膳食纤维→制取可溶性膳食纤维→膳食纤维配比→紫薯粉制取→苦杏仁皮粉制取→混配→真空包装。本发明的红薯膳食纤维营养结构配比科学合理，改性的膳食纤维热量低，吸附能力强，可以降低血糖、减少人体肠道对重金属及亚硝酸根离子等有毒物质的吸收，无防腐剂等添加剂，是一种纯天然的绿色健康食品，本发明的制备方法可以付诸机械化规模生产，形成产业化。

Description

一种纯天然红薯膳食纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及食品加工领域，具体涉及一种纯天然红薯膳食纤维及其制备方法。
背景技术
膳食纤维是在人类小肠中难以消化吸收、在大肠中可全部发酵分解的植物可食部位或类似的碳水化合物。根据其溶解性的不同，可分为不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维两类。20世纪70年代Trowell等就提出“膳食纤维学说”，并指出现代“文明病”的发病率与膳食纤维摄入量减少有关。大量研究表明，膳食纤维具有预防高脂血症、糖尿病、脂肪肝、肥胖症、胆结石及肠癌疾病的发生的功能，能够消除体内自由基和有毒物质，调节机体免疫机能。目前，膳食纤维已被营养学家称为“第七大营养素”。红薯为旋花科一年生植物，原产于美洲热带地区，在我国已有400余年的种植历史。红薯有明显的抑制癌细胞增殖以及抑制肌肤老化的作用。日本国立预防研究所研究证实，红薯在具有防癌保健作用的12种蔬菜中功效居首位，被誉为“抗癌之王”。红薯渣作为红薯淀粉制品的副产物，原料廉价易取，且在可溶性膳食纤维领域研究尚少，开发利用前景很大。目前国内能见到的红薯产品主要是其淀粉制品，其副产物红薯渣中膳食纤维含量丰富，膳食纤维以多糖类为主的大分子物质的总称，是由纤维素、果胶类物质、半纤维素和糖蛋白等物质组成的聚合体。膳食纤维不能被人体所消化、吸收，其具有防治结肠癌、降低血糖、预防糖尿病和减少重金属等有毒物质的吸收等生理功能。因此，膳食纤维的开发利用也渐渐得到了重视，现有技术中主要的膳食纤维提取方式大部分都是采用化学提取法，酶碱提取法等，提取的膳食纤维质量差，化学试剂及碱剂对膳食纤维粉的风味以及膳食纤维粉的色泽均具有较大不良影响。
发明内容
为了解决上述技术存在的缺陷，本发明提供一种纯天然红薯膳食纤维及其制备方法。
本发明实现上述技术效果所采用的技术方案是：
一种纯天然红薯膳食纤维，所述红薯膳食纤维按重量份由红薯制得的80～85份的红薯膳食纤维粉，紫薯制得的5～6份的紫薯粉，以及苦杏仁皮制得的3～5份的苦杏仁皮粉构成。
进一步地，在上述的纯天然红薯膳食纤维中，所述红薯选自品种为“徐55-2”的红薯以及品种为“西农431”的红薯，按重量份配比为徐55-2：西农431＝7:3。
进一步地，在上述的纯天然红薯膳食纤维中，所述紫薯选自品种为“紫薯135”的紫薯。
进一步地，上述纯天然红薯膳食纤维的制作方法，其包括如下步骤：
1)红薯选材：挑选新鲜无病虫害的当季红薯，洗净表皮泥污，然后去除表皮，去除表皮时，以露出红薯的肉质部分作为合格标准，然后将去除了表皮的红薯不经漂洗，直接丢入装有纯净水的第一析出筒中浸泡2～3小时；
2)红薯纤维化：取步骤1)中浸泡好的去皮红薯，用配备有纳米氧化锆制成的陶瓷辊刀的刨丝机刨成细丝；
3)筛分取红薯渣：将步骤2)中刨制的红薯细丝转至目数为30～40目的食品级PP过滤网中，食品级PP过滤网的下方设置多层目数为40～50目的过滤纱布，并以流速为0.85m3/h的纯净水进行冲洗，利用水的冲涮作用，将游离淀粉微粒剥离出来，然后取食品级PP过滤网中分离出的初级薯渣和过滤纱布中的次级薯渣置于过滤纱布中再次冲涮3次，得到筛分后的薯渣；
4)制取不可溶性膳食纤维：取步骤3)中筛分制得的薯渣加入纯净水进行混匀，然后将薯渣浆液加入高速剪切机中进行匀质剪切，取剪切后的匀质薯渣浆液兑入1:10的纯净水，然后加入食品级磷酸或柠檬酸、果酸溶液调节薯渣浆液的pH值至6.8，再加入适量的α-淀粉酶至上述pH值为6.8的浆液中，升温至80～85℃酶解2～3小时，接着使其降温至55℃±5％，用食品级磷酸或柠檬酸、果酸溶液调节浆液的pH值至5.5，保温条件下加入蛋白酶进行酶解，酶解完全后灭酶并过滤，得酶解液和酶解渣，然后将酶解渣进行目数为150～180目的超细微粉碎，粉碎后进行气流喷爆干燥，制得不可溶性膳食纤维粉；
5)制取可溶性膳食纤维，在步骤4)中制得的酶解液中加入食品级磷酸或柠檬酸、果酸溶液调节浆液，调整酶解液的pH值至5.0静置2小时，取上清液进行浓缩，然后往浓缩的上清液中加入6倍体积的85％的乙醇于65℃的温度条件下醇析2～3天，固液分离后，取沉淀物进行目数为150～180目的超细微粉碎，粉碎后进行气流喷爆干燥，制得可溶性膳食纤维粉；
6)膳食纤维配比：取步骤4)中的不可溶性膳食纤维粉和步骤5)中的可溶性膳食纤维粉按重量份2:1进行配比并混匀；
7)紫薯粉制取，取品种为“紫薯135”的新鲜无病虫害的紫薯，洗净表皮泥污，切片进行脱水干燥，然后用粉碎机粉碎成目数为200目的紫薯粉；
8)苦杏仁皮粉制取，取脱水的苦杏仁皮用粉碎机粉碎成目数为200目的苦杏仁皮粉；
9)混配，取步骤6)、步骤7)和步骤8)中制得的膳食纤维粉、紫薯粉和苦杏仁皮粉混合均匀并通过气流喷爆干燥；
10)真空包装，将混配后的粉料进行灭菌，然后按照500克/袋的规格进行包装。
进一步地，在上述的纯天然红薯膳食纤维的制作方法中，在所述步骤4)中，所述高速剪切机的刀筛目数为150目，均质压力为40～45MPa。
进一步地，在上述的纯天然红薯膳食纤维的制作方法中，在所述步骤4)中，α-淀粉酶的添加量为120～130U/g薯渣，蛋白酶的添加量为20～26U/g薯渣。
进一步地，在上述的纯天然红薯膳食纤维的制作方法中，在所述步骤4)中，所述的灭酶是在78～80℃的水浴环境下水浴1～1.5小时完成。
进一步地，在上述的纯天然红薯膳食纤维的制作方法中，在所述步骤4)和步骤5)中，气流喷爆干燥时的温度为180～185℃，气流喷爆持续时间为20秒。
进一步地，在上述的纯天然红薯膳食纤维的制作方法中，在所述步骤9)中，气流喷爆干燥时的温度为230～235℃，气流喷爆持续时间为6秒。
进一步地，在上述的纯天然红薯膳食纤维的制作方法中，在所述步骤1)中，第一析出筒中加入有柠檬酸，用于调整纯净水的pH值为4.1～4.3。
本发明的有益效果为：本发明的红薯膳食纤维营养结构配比科学合理，改性的膳食纤维热量低，吸附能力强，可以降低血糖、减少人体肠道对重金属及亚硝酸根离子等有毒物质的吸收，无防腐剂等添加剂，是一种纯天然的绿色健康食品。制备过程中，选用新鲜的红薯作为加工原料，在先期未对红薯进行熟制加工，膳食纤维未受影响，然后采用物理筛分剥离含量占比最高的游离淀粉颗粒，再于酸性环境下对红薯渣进行结合淀粉以及蛋白的酶解，制取不溶性膳食纤维，并通过醇析制取可溶性膳食纤维，制得的膳食纤维品相佳，口感风味好。加入的紫薯粉以及苦杏仁皮粉含有多种有益于人体的活性物质，作为一种具有保健功能的活性成分，大大提高了其营养保健价值。另外，苦杏仁粉中的多酚类化合物具有高抗氧化能力，在预防冠心病，改善血脂和抗炎的同时，还具有防氧化的化学保护作用，对膳食纤维粉及紫薯粉中的活性物质进行抗氧化保护。本发明的制备方法可以付诸机械化规模生产，形成产业化。
具体实施方式
为使对本发明作进一步的了解，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
一种纯天然红薯膳食纤维，其按重量份由红薯制得的85份的红薯膳食纤维粉，紫薯制得的6份的紫薯粉，以及苦杏仁皮制得的5份的苦杏仁皮粉构成。作为本发明的一种优选，该红薯选自品种为“徐55-2”的红薯以及品种为“西农431”的红薯，红薯“徐55-2”的薯渣中，淀粉含量占比为52.3％，膳食纤维占比为23.8％，构成膳食纤维的几种主要化学成分中，其膳食纤维的占比高达81.6％，红薯“西农431”的薯渣中，淀粉含量占比为43.1％，膳食纤维占比为21.4％，构成膳食纤维的几种主要化学成分中，其膳食纤维的占比高达73.4％，该两种红薯的膳食纤维含量均较高，其构成膳食纤维的几个化学成分中，膳食纤维的含量也较高，适合用作膳食纤维的开发原料。
在本发明的优选实施例中，作为构成膳食纤维的开发原料，按重量份配比，徐55-2：西农431＝7:3。红薯“徐55-2”抗病性强，口味好，薯形美观，口感香甜软糯。薯皮红嫩，肉色金黄美观，淀粉含量高，干粉率约为23％～25％，制成粉条的粘度为900～1200，晒干率36％～38％左右。红薯“西农431”的薯块呈纺缍形，蔓皮光滑，橙黄色，肉深桔红色，食味香甜面沙，口感极佳。适应性强，春薯亩产8000斤，夏薯亩产4000斤以上。紫薯选自品种为“紫薯135”的紫薯，紫薯135是新农薯业中心最新引进的紫红薯优良品种。其叶形浅裂单缺刻，叶柄叶脉全绿色，蔓长1米左右，偶尔开花，薯形长纺锤形，薯皮光滑，紫黑光亮，薯肉深紫色。薯块断开后流出紫色浆液，用手一擦立即将手染成紫色，是提取紫红色素的最佳品种。熟后紫黑色，香甜面沙，食味极佳，富含抗癌物质硒，碘等元素，营养成分高于其他地瓜几倍，是城乡居民和宾馆饭店的上等保健食品。一般亩产量：春薯4000～5000斤，夏薯3000斤左右，比美国黑薯增产50％～100％，是日本川山紫产量的2～3倍。抗病性强，耐贮存，萌芽性好，出苗量高。苦杏仁皮富含多酚类化合物、黑色素、苦杏仁苷等功能性成分，此外还含有大量的纤维素、半纤维素、木质素等功能性膳食纤维。多酚类化合物具有高抗氧化能力，可以预防冠心病，改善血脂，减少细胞增殖，而且具有抗炎和化学保护的功能。杏仁皮中总酚含量占整个杏仁的70％～100％，该多酚类物质可以协同维生素E和维生素C，阻碍低密度胆固醇的合成，从而达到降血脂的功效。苦杏仁皮粉在超微粉碎后置于0.1％柠檬酸溶液中浸泡8小时，浸泡温度保持在70℃，苦杏仁皮粉与柠檬酸溶液的料水比控制在1:18，通过柠檬酸溶液的浸泡进行脱毒，去除苦杏仁皮粉中的苦杏仁苷。
进一步地，本发明还提出了制作上述的纯天然红薯膳食纤维的制作方法，该制作方法包括如下步骤：
1)红薯选材：挑选新鲜无病虫害的当季红薯，选择的红薯品种包括两个品种，红薯“徐55-2”和红薯“西农431”，按重量份配比，徐55-2：西农431＝7:3。将选取的红薯洗净表皮泥污，然后去除表皮。去除表皮时，以露出红薯的肉质部分作为合格标准，然后将去除了表皮的红薯不经漂洗，直接丢入装有纯净水的第一析出筒中浸泡3小时。第一析出筒中加入有柠檬酸，用于调整纯净水的pH值为4.3，从去皮红薯肉质表面游离出的游离淀粉在第一析出筒的纯净水中形成的淀粉乳在pH值为4.3的浆液环境下，易于形成沉淀分层。浆液的pH值与淀粉的沉淀有密切关系，如果pH值过大，则淀粉不易沉淀，淀粉与上清液分离不清。在浸泡3小时后，从第一析出筒的筒底吸出沉淀的淀粉乳液。从去皮的红薯肉质表层浸泡出的游离淀粉颗粒沉积在第一析出筒中，该沉淀的游离淀粉可以再后续回收利用，加工为淀粉。
2)红薯纤维化：取步骤1)中浸泡好的去皮红薯，用配备有纳米氧化锆制成的陶瓷辊刀的刨丝机刨成细丝，该刨丝机可选择型号为TY-1800型破碎机型，适配动力7.5KW，主轴转速2200r/min，生产效率1800公斤/小时，用水量0.85m3/h。刨丝由陶瓷辊刀完成，陶瓷材质可以避免金属污染，同时锋利的陶瓷刀锋可以将红薯刨成薄而细的红薯纤维丝，然后经刨丝机自带的给水装置往刨丝室和过滤系统中冲水，利用水的冲涮作用，将红薯纤维上淀粉微粒剥离出来，然后通过过滤网使淀粉渣浆分离，从各自的出口排出。红薯的刨丝筛分是关键的一步，它关系到鲜薯的出粉率和淀粉的质量，出粉率越高，后续膳食纤维中的淀粉含量也越低，膳食纤维的纤维成分含量也越高。通过尽可能地使鲜薯的细胞破裂，释放出更多的游离淀粉颗粒，易于分离。红薯皮渣过细不利于淀粉与其他成份分离，且增加了分离细渣的难度。所以在选择碎解鲜薯时，避免选择磨头式的刀具，它会把皮渣磨碎磨细，堵塞过滤网，降低淀粉的剥离和分离。
3)筛分取红薯渣：将步骤2)中刨制的红薯细丝转至目数为40目的食品级PP过滤网中，食品级PP过滤网的下方设置多层目数为50目的过滤纱布，并以流速为0.85m3/h的纯净水进行冲洗，利用水的冲涮作用，将游离淀粉微粒剥离出来，然后取食品级PP过滤网中分离出的初级薯渣和过滤纱布中的次级薯渣置于过滤纱布中再次冲涮3次，得到筛分后的薯渣。
4)制取不可溶性膳食纤维：取步骤3)中筛分制得的薯渣加入纯净水进行混匀，然后将薯渣浆液加入高速剪切机中进行匀质剪切。薯渣浆液在进入高速剪切机的机腔内后，经过多个剪切面，产生上千次强烈剪切、撞击、研磨、空穴等多次综合作用，使薯渣达到显著的湿法超细效果，设备针对皮渣类软性纤维，在定转子结构安排上，吸取国外受控超细切割设备设计理念，利用超高的线速度，提供强大机械剪切能力，对纤维物料进行剪切破碎，另外通过设计不同的刀筛齿隙，来控制被粉碎物料的细度，达到超微粉碎的目的。在本发明的优选实施例中，为该高速剪切机选择配备的刀筛目数为150目，均质压力为45MPa，制取的纤维粉粒度适中。取剪切后的匀质薯渣浆液兑入1:10的纯净水，然后加入食品级磷酸或柠檬酸、果酸溶液调节薯渣浆液的pH值至6.8，再加入适量的α-淀粉酶至上述pH值为6.8的浆液中，升温至85℃酶解2小时，使得薯渣中的结合淀粉被酶解。接着使浆液降温至55℃±5％，用食品级磷酸或柠檬酸、果酸溶液调节浆液的pH值至5.5，保温条件下加入蛋白酶进行酶解。在本发明的优选实施例中，α-淀粉酶的添加量为130U/g薯渣，蛋白酶的添加量为26U/g薯渣。酶解完全后灭酶并过滤，得酶解液和酶解渣，灭酶是在80℃的水浴环境下水浴1小时完成。然后将酶解渣进行目数为150目的超细微粉碎，粉碎后进行气流喷爆干燥，制得不可溶性膳食纤维粉。气流喷爆干燥设备选用朝阳食品机械有限公司的型号为CY的大型气流喷爆机，气流喷爆干燥时的温度为185℃，气流喷爆持续时间为20秒。
5)制取可溶性膳食纤维，在步骤4)中制得的酶解液中加入食品级磷酸或柠檬酸、果酸溶液调节浆液，调整酶解液的pH值至5.0静置2小时，取上清液进行浓缩，然后往浓缩的上清液中加入6倍体积的85％的乙醇于65℃的温度条件下醇析3天，固液分离后，取沉淀物进行目数为150目的超细微粉碎，粉碎后进行气流喷爆干燥，制得可溶性膳食纤维粉。气流喷爆干燥时的温度为185℃，气流喷爆持续时间为20秒。
6)膳食纤维配比：取步骤4)中的不可溶性膳食纤维粉和步骤5)中的可溶性膳食纤维粉按重量份2:1进行配比并混匀，不可溶性膳食纤维粉和可溶性膳食纤维粉的该配比有益于人体肠道蠕动，同时不会增加人体肠道的负担，可溶性膳食纤维在一定程度上可以为肠道补充一定的营养成分。
7)紫薯粉制取，取品种为“紫薯135”的新鲜无病虫害的紫薯，洗净表皮泥污，切片进行脱水干燥，然后用粉碎机粉碎成目数为200目的紫薯粉，粉碎机选用广州市旭朗机械设备有限公司型号为SWFJ的超微粉碎机。
8)苦杏仁皮粉制取，取脱水的苦杏仁皮用粉碎机粉碎成目数为200目的苦杏仁皮粉。苦杏仁皮粉在超微粉碎后置于0.1％柠檬酸溶液中浸泡8小时，浸泡温度保持在70℃，苦杏仁皮粉与柠檬酸溶液的料水比控制在1:18，通过柠檬酸溶液的浸泡进行脱毒，去除苦杏仁皮粉中的苦杏仁苷。
9)混配，取步骤6)、步骤7)和步骤8)中制得的膳食纤维粉、紫薯粉和苦杏仁皮粉混合均匀并通过气流喷爆干燥。在步骤9)的混配工序中，气流喷爆干燥时的温度为235℃，气流喷爆持续时间为6秒。
10)真空包装，将混配后的粉料进行灭菌，然后按照500克/袋的规格进行包装。
在气流喷爆的高温强作用力下，利用机械力克服固体内部凝聚力使纤维内部结构致密不溶性的半纤维素和不溶性果胶类化合物发生熔融现象或部分键断裂，转变为可溶性的结构疏松的半纤维素及可溶性果胶。在一定的喷爆温度范围内，膳食纤维粉经气流喷爆干燥处理后呈多孔状态，喷爆温度过高时，膳食纤维粉发生了焦糊，纤维内部晶体结构改变。随着喷爆温度的上升，膳食纤维粉所吸收的平均热量升高，膳食纤维粉内部水分蒸发动力增强，膳食纤维粉内部空间变大，吸水能力变强，因此复水性也增强。未经气流喷爆干燥处理的膳食纤维粉，其表面光滑，粘性大，膳食纤维粉的结构致密，而通过气流喷爆处理后，膳食纤维粉的表面棱角明显，形成有较多群落，粉体颗粒间的粘性显著降低，变得疏松，棱角分明，后期用作面食烘制加工时，口感疏松软糯。
实施例2：
一种纯天然红薯膳食纤维，其按重量份由红薯制得的83份的红薯膳食纤维粉，紫薯制得的5份的紫薯粉，以及苦杏仁皮制得的4份的苦杏仁皮粉构成。作为本发明的一种优选，该红薯选自品种为“徐55-2”的红薯以及品种为“西农431”的红薯，红薯“徐55-2”的薯渣中，淀粉含量占比为52.3％，膳食纤维占比为23.8％，构成膳食纤维的几种主要化学成分中，其膳食纤维的占比高达81.6％，红薯“西农431”的薯渣中，淀粉含量占比为43.1％，膳食纤维占比为21.4％，构成膳食纤维的几种主要化学成分中，其膳食纤维的占比高达73.4％，该两种红薯的膳食纤维含量均较高，其构成膳食纤维的几个化学成分中，膳食纤维的含量也较高，适合用作膳食纤维的开发原料。
在本发明的优选实施例中，作为构成膳食纤维的开发原料，按重量份配比，徐55-2：西农431＝7:3。红薯“徐55-2”抗病性强，口味好，薯形美观，口感香甜软糯。薯皮红嫩，肉色金黄美观，淀粉含量高，干粉率约为23％～25％，制成粉条的粘度为900～1200，晒干率36％～38％左右。红薯“西农431”的薯块呈纺缍形，蔓皮光滑，橙黄色，肉深桔红色，食味香甜面沙，口感极佳。适应性强，春薯亩产8000斤，夏薯亩产4000斤以上。紫薯选自品种为“紫薯135”的紫薯，紫薯135是新农薯业中心最新引进的紫红薯优良品种。其叶形浅裂单缺刻，叶柄叶脉全绿色，蔓长1米左右，偶尔开花，薯形长纺锤形，薯皮光滑，紫黑光亮，薯肉深紫色。薯块断开后流出紫色浆液，用手一擦立即将手染成紫色，是提取紫红色素的最佳品种。熟后紫黑色，香甜面沙，食味极佳，富含抗癌物质硒，碘等元素，营养成分高于其他地瓜几倍，是城乡居民和宾馆饭店的上等保健食品。一般亩产量：春薯4000～5000斤，夏薯3000斤左右，比美国黑薯增产50％～100％，是日本川山紫产量的2～3倍。抗病性强，耐贮存，萌芽性好，出苗量高。苦杏仁皮富含多酚类化合物、黑色素、苦杏仁苷等功能性成分，此外还含有大量的纤维素、半纤维素、木质素等功能性膳食纤维。多酚类化合物具有高抗氧化能力，可以预防冠心病，改善血脂，减少细胞增殖，而且具有抗炎和化学保护的功能。杏仁皮中总酚含量占整个杏仁的70％～100％，该多酚类物质可以协同维生素E和维生素C，阻碍低密度胆固醇的合成，从而达到降血脂的功效。苦杏仁皮粉在超微粉碎后置于0.1％柠檬酸溶液中浸泡8小时，浸泡温度保持在70℃，苦杏仁皮粉与柠檬酸溶液的料水比控制在1:18，通过柠檬酸溶液的浸泡进行脱毒，去除苦杏仁皮粉中的苦杏仁苷。
进一步地，本发明还提出了制作上述的纯天然红薯膳食纤维的制作方法，该制作方法包括如下步骤：
1)红薯选材：挑选新鲜无病虫害的当季红薯，选择的红薯品种包括两个品种，红薯“徐55-2”和红薯“西农431”，按重量份配比，徐55-2：西农431＝7:3。将选取的红薯洗净表皮泥污，然后去除表皮。去除表皮时，以露出红薯的肉质部分作为合格标准，然后将去除了表皮的红薯不经漂洗，直接丢入装有纯净水的第一析出筒中浸泡2.5小时。第一析出筒中加入有柠檬酸，用于调整纯净水的pH值为4.2，从去皮红薯肉质表面游离出的游离淀粉在第一析出筒的纯净水中形成的淀粉乳在pH值为4.2的浆液环境下，易于形成沉淀分层。浆液的pH值与淀粉的沉淀有密切关系，如果pH值过大，则淀粉不易沉淀，淀粉与上清液分离不清。在浸泡2.5小时后，从第一析出筒的筒底吸出沉淀的淀粉乳液。从去皮的红薯肉质表层浸泡出的游离淀粉颗粒沉积在第一析出筒中，该沉淀的游离淀粉可以再后续回收利用，加工为淀粉。
2)红薯纤维化：取步骤1)中浸泡好的去皮红薯，用配备有纳米氧化锆制成的陶瓷辊刀的刨丝机刨成细丝，该刨丝机可选择型号为TY-1800型破碎机型，适配动力7.5KW，主轴转速2200r/min，生产效率1800公斤/小时，用水量0.85m3/h。刨丝由陶瓷辊刀完成，陶瓷材质可以避免金属污染，同时锋利的陶瓷刀锋可以将红薯刨成薄而细的红薯纤维丝，然后经刨丝机自带的给水装置往刨丝室和过滤系统中冲水，利用水的冲涮作用，将红薯纤维上淀粉微粒剥离出来，然后通过过滤网使淀粉渣浆分离，从各自的出口排出。红薯的刨丝筛分是关键的一步，它关系到鲜薯的出粉率和淀粉的质量，出粉率越高，后续膳食纤维中的淀粉含量也越低，膳食纤维的纤维成分含量也越高。通过尽可能地使鲜薯的细胞破裂，释放出更多的游离淀粉颗粒，易于分离。红薯皮渣过细不利于淀粉与其他成份分离，且增加了分离细渣的难度。所以在选择碎解鲜薯时，避免选择磨头式的刀具，它会把皮渣磨碎磨细，堵塞过滤网，降低淀粉的剥离和分离。
3)筛分取红薯渣：将步骤2)中刨制的红薯细丝转至目数为36目的食品级PP过滤网中，食品级PP过滤网的下方设置多层目数为45目的过滤纱布，并以流速为0.85m3/h的纯净水进行冲洗，利用水的冲涮作用，将游离淀粉微粒剥离出来，然后取食品级PP过滤网中分离出的初级薯渣和过滤纱布中的次级薯渣置于过滤纱布中再次冲涮3次，得到筛分后的薯渣。
4)制取不可溶性膳食纤维：取步骤3)中筛分制得的薯渣加入纯净水进行混匀，然后将薯渣浆液加入高速剪切机中进行匀质剪切。薯渣浆液在进入高速剪切机的机腔内后，经过多个剪切面，产生上千次强烈剪切、撞击、研磨、空穴等多次综合作用，使薯渣达到显著的湿法超细效果，设备针对皮渣类软性纤维，在定转子结构安排上，吸取国外受控超细切割设备设计理念，利用超高的线速度，提供强大机械剪切能力，对纤维物料进行剪切破碎，另外通过设计不同的刀筛齿隙，来控制被粉碎物料的细度，达到超微粉碎的目的。在本发明的优选实施例中，为该高速剪切机选择配备的刀筛目数为150目，均质压力为43MPa，制取的纤维粉粒度适中。取剪切后的匀质薯渣浆液兑入1:10的纯净水，然后加入食品级磷酸或柠檬酸、果酸溶液调节薯渣浆液的pH值至6.8，再加入适量的α-淀粉酶至上述pH值为6.8的浆液中，升温至83℃酶解2.5小时，使得薯渣中的结合淀粉被酶解。接着使浆液降温至55℃±5％，用食品级磷酸或柠檬酸、果酸溶液调节浆液的pH值至5.5，保温条件下加入蛋白酶进行酶解。在本发明的优选实施例中，α-淀粉酶的添加量为125U/g薯渣，蛋白酶的添加量为24U/g薯渣。酶解完全后灭酶并过滤，得酶解液和酶解渣，灭酶是在78℃的水浴环境下水浴1小时完成。然后将酶解渣进行目数为160目的超细微粉碎，粉碎后进行气流喷爆干燥，制得不可溶性膳食纤维粉。气流喷爆干燥设备选用朝阳食品机械有限公司的型号为CY的大型气流喷爆机，气流喷爆干燥时的温度为183℃，气流喷爆持续时间为20秒。
5)制取可溶性膳食纤维，在步骤4)中制得的酶解液中加入食品级磷酸或柠檬酸、果酸溶液调节浆液，调整酶解液的pH值至5.0静置2小时，取上清液进行浓缩，然后往浓缩的上清液中加入6倍体积的85％的乙醇于65℃的温度条件下醇析2.5天，固液分离后，取沉淀物进行目数为170目的超细微粉碎，粉碎后进行气流喷爆干燥，制得可溶性膳食纤维粉。气流喷爆干燥时的温度为183℃，气流喷爆持续时间为20秒。
6)膳食纤维配比：取步骤4)中的不可溶性膳食纤维粉和步骤5)中的可溶性膳食纤维粉按重量份2:1进行配比并混匀，不可溶性膳食纤维粉和可溶性膳食纤维粉的该配比有益于人体肠道蠕动，同时不会增加人体肠道的负担，可溶性膳食纤维在一定程度上可以为肠道补充一定的营养成分。
7)紫薯粉制取，取品种为“紫薯135”的新鲜无病虫害的紫薯，洗净表皮泥污，切片进行脱水干燥，然后用粉碎机粉碎成目数为200目的紫薯粉，粉碎机选用广州市旭朗机械设备有限公司型号为SWFJ的超微粉碎机。
8)苦杏仁皮粉制取，取脱水的苦杏仁皮用粉碎机粉碎成目数为200目的苦杏仁皮粉。苦杏仁皮粉在超微粉碎后置于0.1％柠檬酸溶液中浸泡8小时，浸泡温度保持在70℃，苦杏仁皮粉与柠檬酸溶液的料水比控制在1:18，通过柠檬酸溶液的浸泡进行脱毒，去除苦杏仁皮粉中的苦杏仁苷。
9)混配，取步骤6)、步骤7)和步骤8)中制得的膳食纤维粉、紫薯粉和苦杏仁皮粉混合均匀并通过气流喷爆干燥。在步骤9)的混配工序中，气流喷爆干燥时的温度为233℃，气流喷爆持续时间为6秒。
10)真空包装，将混配后的粉料进行灭菌，然后按照500克/袋的规格进行包装。
实施例3：
一种纯天然红薯膳食纤维，其按重量份由红薯制得的80份的红薯膳食纤维粉，紫薯制得的5份的紫薯粉，以及苦杏仁皮制得的3份的苦杏仁皮粉构成。作为本发明的一种优选，该红薯选自品种为“徐55-2”的红薯以及品种为“西农431”的红薯，红薯“徐55-2”的薯渣中，淀粉含量占比为52.3％，膳食纤维占比为23.8％，构成膳食纤维的几种主要化学成分中，其膳食纤维的占比高达81.6％，红薯“西农431”的薯渣中，淀粉含量占比为43.1％，膳食纤维占比为21.4％，构成膳食纤维的几种主要化学成分中，其膳食纤维的占比高达73.4％，该两种红薯的膳食纤维含量均较高，其构成膳食纤维的几个化学成分中，膳食纤维的含量也较高，适合用作膳食纤维的开发原料。
在本发明的优选实施例中，作为构成膳食纤维的开发原料，按重量份配比，徐55-2：西农431＝7:3。红薯“徐55-2”抗病性强，口味好，薯形美观，口感香甜软糯。薯皮红嫩，肉色金黄美观，淀粉含量高，干粉率约为23％～25％，制成粉条的粘度为900～1200，晒干率36％～38％左右。红薯“西农431”的薯块呈纺缍形，蔓皮光滑，橙黄色，肉深桔红色，食味香甜面沙，口感极佳。适应性强，春薯亩产8000斤，夏薯亩产4000斤以上。紫薯选自品种为“紫薯135”的紫薯，紫薯135是新农薯业中心最新引进的紫红薯优良品种。其叶形浅裂单缺刻，叶柄叶脉全绿色，蔓长1米左右，偶尔开花，薯形长纺锤形，薯皮光滑，紫黑光亮，薯肉深紫色。薯块断开后流出紫色浆液，用手一擦立即将手染成紫色，是提取紫红色素的最佳品种。熟后紫黑色，香甜面沙，食味极佳，富含抗癌物质硒，碘等元素，营养成分高于其他地瓜几倍，是城乡居民和宾馆饭店的上等保健食品。一般亩产量：春薯4000～5000斤，夏薯3000斤左右，比美国黑薯增产50％～100％，是日本川山紫产量的2～3倍。抗病性强，耐贮存，萌芽性好，出苗量高。苦杏仁皮富含多酚类化合物、黑色素、苦杏仁苷等功能性成分，此外还含有大量的纤维素、半纤维素、木质素等功能性膳食纤维。多酚类化合物具有高抗氧化能力，可以预防冠心病，改善血脂，减少细胞增殖，而且具有抗炎和化学保护的功能。杏仁皮中总酚含量占整个杏仁的70％～100％，该多酚类物质可以协同维生素E和维生素C，阻碍低密度胆固醇的合成，从而达到降血脂的功效。苦杏仁皮粉在超微粉碎后置于0.1％柠檬酸溶液中浸泡8小时，浸泡温度保持在70℃，苦杏仁皮粉与柠檬酸溶液的料水比控制在1:18，通过柠檬酸溶液的浸泡进行脱毒，去除苦杏仁皮粉中的苦杏仁苷。
进一步地，本发明还提出了制作上述的纯天然红薯膳食纤维的制作方法，该制作方法包括如下步骤：
1)红薯选材：挑选新鲜无病虫害的当季红薯，选择的红薯品种包括两个品种，红薯“徐55-2”和红薯“西农431”，按重量份配比，徐55-2：西农431＝7:3。将选取的红薯洗净表皮泥污，然后去除表皮。去除表皮时，以露出红薯的肉质部分作为合格标准，然后将去除了表皮的红薯不经漂洗，直接丢入装有纯净水的第一析出筒中浸泡2小时。第一析出筒中加入有柠檬酸，用于调整纯净水的pH值为4.1，从去皮红薯肉质表面游离出的游离淀粉在第一析出筒的纯净水中形成的淀粉乳在pH值为4.1的浆液环境下，易于形成沉淀分层。浆液的pH值与淀粉的沉淀有密切关系，如果pH值过大，则淀粉不易沉淀，淀粉与上清液分离不清。在浸泡2小时后，从第一析出筒的筒底吸出沉淀的淀粉乳液。从去皮的红薯肉质表层浸泡出的游离淀粉颗粒沉积在第一析出筒中，该沉淀的游离淀粉可以再后续回收利用，加工为淀粉。
2)红薯纤维化：取步骤1)中浸泡好的去皮红薯，用配备有纳米氧化锆制成的陶瓷辊刀的刨丝机刨成细丝，该刨丝机可选择型号为TY-1800型破碎机型，适配动力7.5KW，主轴转速2200r/min，生产效率1800公斤/小时，用水量0.85m3/h。刨丝由陶瓷辊刀完成，陶瓷材质可以避免金属污染，同时锋利的陶瓷刀锋可以将红薯刨成薄而细的红薯纤维丝，然后经刨丝机自带的给水装置往刨丝室和过滤系统中冲水，利用水的冲涮作用，将红薯纤维上淀粉微粒剥离出来，然后通过过滤网使淀粉渣浆分离，从各自的出口排出。红薯的刨丝筛分是关键的一步，它关系到鲜薯的出粉率和淀粉的质量，出粉率越高，后续膳食纤维中的淀粉含量也越低，膳食纤维的纤维成分含量也越高。通过尽可能地使鲜薯的细胞破裂，释放出更多的游离淀粉颗粒，易于分离。红薯皮渣过细不利于淀粉与其他成份分离，且增加了分离细渣的难度。所以在选择碎解鲜薯时，避免选择磨头式的刀具，它会把皮渣磨碎磨细，堵塞过滤网，降低淀粉的剥离和分离。
3)筛分取红薯渣：将步骤2)中刨制的红薯细丝转至目数为30目的食品级PP过滤网中，食品级PP过滤网的下方设置多层目数为40目的过滤纱布，并以流速为0.85m3/h的纯净水进行冲洗，利用水的冲涮作用，将游离淀粉微粒剥离出来，然后取食品级PP过滤网中分离出的初级薯渣和过滤纱布中的次级薯渣置于过滤纱布中再次冲涮3次，得到筛分后的薯渣。
4)制取不可溶性膳食纤维：取步骤3)中筛分制得的薯渣加入纯净水进行混匀，然后将薯渣浆液加入高速剪切机中进行匀质剪切。薯渣浆液在进入高速剪切机的机腔内后，经过多个剪切面，产生上千次强烈剪切、撞击、研磨、空穴等多次综合作用，使薯渣达到显著的湿法超细效果，设备针对皮渣类软性纤维，在定转子结构安排上，吸取国外受控超细切割设备设计理念，利用超高的线速度，提供强大机械剪切能力，对纤维物料进行剪切破碎，另外通过设计不同的刀筛齿隙，来控制被粉碎物料的细度，达到超微粉碎的目的。在本发明的优选实施例中，为该高速剪切机选择配备的刀筛目数为150目，均质压力为40～45MPa，制取的纤维粉粒度适中。取剪切后的匀质薯渣浆液兑入1:10的纯净水，然后加入食品级磷酸或柠檬酸、果酸溶液调节薯渣浆液的pH值至6.8，再加入适量的α-淀粉酶至上述pH值为6.8的浆液中，升温至80℃酶解3小时，使得薯渣中的结合淀粉被酶解。接着使浆液降温至55℃±5％，用食品级磷酸或柠檬酸、果酸溶液调节浆液的pH值至5.5，保温条件下加入蛋白酶进行酶解。在本发明的优选实施例中，α-淀粉酶的添加量为120U/g薯渣，蛋白酶的添加量为25U/g薯渣。酶解完全后灭酶并过滤，得酶解液和酶解渣，灭酶是在78℃的水浴环境下水浴1.5小时完成。然后将酶解渣进行目数为150目的超细微粉碎，粉碎后进行气流喷爆干燥，制得不可溶性膳食纤维粉。气流喷爆干燥设备选用朝阳食品机械有限公司的型号为CY的大型气流喷爆机，气流喷爆干燥时的温度为180℃，气流喷爆持续时间为20秒。
5)制取可溶性膳食纤维，在步骤4)中制得的酶解液中加入食品级磷酸或柠檬酸、果酸溶液调节浆液，调整酶解液的pH值至5.0静置2小时，取上清液进行浓缩，然后往浓缩的上清液中加入6倍体积的85％的乙醇于65℃的温度条件下醇析2天，固液分离后，取沉淀物进行目数为155目的超细微粉碎，粉碎后进行气流喷爆干燥，制得可溶性膳食纤维粉。气流喷爆干燥时的温度为180℃，气流喷爆持续时间为20秒。
6)膳食纤维配比：取步骤4)中的不可溶性膳食纤维粉和步骤5)中的可溶性膳食纤维粉按重量份2:1进行配比并混匀，不可溶性膳食纤维粉和可溶性膳食纤维粉的该配比有益于人体肠道蠕动，同时不会增加人体肠道的负担，可溶性膳食纤维在一定程度上可以为肠道补充一定的营养成分。
7)薯粉制取，取品种为“紫薯135”的新鲜无病虫害的紫薯，洗净表皮泥污，切片进行脱水干燥，然后用粉碎机粉碎成目数为200目的紫薯粉，粉碎机选用广州市旭朗机械设备有限公司型号为SWFJ的超微粉碎机。
8)杏仁皮粉制取，取脱水的苦杏仁皮用粉碎机粉碎成目数为200目的苦杏仁皮粉。苦杏仁皮粉在超微粉碎后置于0.1％柠檬酸溶液中浸泡8小时，浸泡温度保持在70℃，苦杏仁皮粉与柠檬酸溶液的料水比控制在1:18，通过柠檬酸溶液的浸泡进行脱毒，去除苦杏仁皮粉中的苦杏仁苷。
9)混配，取步骤6)、步骤7)和步骤8)中制得的膳食纤维粉、紫薯粉和苦杏仁皮粉混合均匀并通过气流喷爆干燥。在步骤9)的混配工序中，气流喷爆干燥时的温度为230℃，气流喷爆持续时间为6秒。
10)真空包装，将混配后的粉料进行灭菌，然后按照500克/袋的规格进行包装。
本发明的红薯膳食纤维营养结构配比科学合理，改性的膳食纤维热量低，吸附能力强，可以降低血糖、减少人体肠道对重金属及亚硝酸根离子等有毒物质的吸收，无防腐剂等添加剂，是一种纯天然的绿色健康食品。制备过程中，选用新鲜的红薯作为加工原料，在先期未对红薯进行熟制加工，膳食纤维未受影响，然后采用物理筛分剥离含量占比最高的游离淀粉颗粒，再于酸性环境下对红薯渣进行结合淀粉以及蛋白的酶解，制取不溶性膳食纤维，并通过醇析制取可溶性膳食纤维，制得的膳食纤维品相佳，口感风味好。加入的紫薯粉以及苦杏仁皮粉含有多种有益于人体的活性物质，作为一种具有保健功能的活性成分，大大提高了其营养保健价值。另外，苦杏仁粉中的多酚类化合物具有高抗氧化能力，在预防冠心病，改善血脂和抗炎的同时，还具有防氧化的化学保护作用，对膳食纤维粉及紫薯粉中的活性物质进行抗氧化保护。本发明的制备方法可以付诸机械化规模生产，形成产业化。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业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的范围内，本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种纯天然红薯膳食纤维，其特征在于，所述红薯膳食纤维按重量份由红薯制得的80～85份的红薯膳食纤维粉，紫薯制得的5～6份的紫薯粉，以及苦杏仁皮制得的3～5份的苦杏仁皮粉构成。
2.根据权利要求1所述的纯天然红薯膳食纤维，其特征在于，所述红薯选自品种为“徐55-2”的红薯以及品种为“西农431”的红薯，按重量份配比为徐55-2：西农431=7:3。
3.根据权利要求1所述的纯天然红薯膳食纤维，其特征在于，所述紫薯选自品种为“紫薯135”的紫薯。
4.根据权利要求1～3任一项所述纯天然红薯膳食纤维的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）红薯选材：挑选新鲜无病虫害的当季红薯，洗净表皮泥污，然后去除表皮，去除表皮时，以露出红薯的肉质部分作为合格标准，然后将去除了表皮的红薯不经漂洗，直接丢入装有纯净水的第一析出筒中浸泡2～3小时；
2）红薯纤维化：取步骤1）中浸泡好的去皮红薯，用配备有纳米氧化锆制成的陶瓷辊刀的刨丝机刨成细丝；
3）筛分取红薯渣：将步骤2）中刨制的红薯细丝转至目数为30～40目的食品级PP过滤网中，食品级PP过滤网的下方设置多层目数为40～50目的过滤纱布，并以流速为0.85m3/h的纯净水进行冲洗，利用水的冲涮作用，将游离淀粉微粒剥离出来，然后取食品级PP过滤网中分离出的初级薯渣和过滤纱布中的次级薯渣置于过滤纱布中再次冲涮3次，得到筛分后的薯渣；
4）制取不可溶性膳食纤维：取步骤3）中筛分制得的薯渣加入纯净水进行混匀，然后将薯渣浆液加入高速剪切机中进行匀质剪切，取剪切后的匀质薯渣浆液兑入1:10的纯净水，然后加入食品级磷酸或柠檬酸、果酸溶液调节薯渣浆液的pH值至6.8，再加入适量的α-淀粉酶至上述pH值为6.8的浆液中，升温至80～85℃酶解2～3小时，接着使其降温至55℃±5%，用食品级磷酸或柠檬酸、果酸溶液调节浆液的pH值至5.5，保温条件下加入蛋白酶进行酶解，酶解完全后灭酶并过滤，得酶解液和酶解渣，然后将酶解渣进行目数为150～180目的超细微粉碎，粉碎后进行气流喷爆干燥，制得不可溶性膳食纤维粉；
5）制取可溶性膳食纤维，在步骤4）中制得的酶解液中加入食品级磷酸或柠檬酸、果酸溶液调节浆液，调整酶解液的pH值至5.0静置2小时，取上清液进行浓缩，然后往浓缩的上清液中加入6倍体积的85％的乙醇于65℃的温度条件下醇析2～3天，固液分离后，取沉淀物进行目数为150～180目的超细微粉碎，粉碎后进行气流喷爆干燥，制得可溶性膳食纤维粉；
6）膳食纤维配比：取步骤4）中的不可溶性膳食纤维粉和步骤5）中的可溶性膳食纤维粉按重量份2:1进行配比并混匀；
7）紫薯粉制取，取品种为“紫薯135”的新鲜无病虫害的紫薯，洗净表皮泥污，切片进行脱水干燥，然后用粉碎机粉碎成目数为200目的紫薯粉；
8）苦杏仁皮粉制取，取脱水的苦杏仁皮用粉碎机粉碎成目数为200目的苦杏仁皮粉；
9）混配，取步骤6）、步骤7）和步骤8）中制得的膳食纤维粉、紫薯粉和苦杏仁皮粉混合均匀并通过气流喷爆干燥；
10）真空包装，将混配后的粉料进行灭菌，然后按照500克/袋的规格进行包装。
5.根据权利要求4所述的纯天然红薯膳食纤维的制作方法，其特征在于，在所述步骤4）中，所述高速剪切机的刀筛目数为150目，均质压力为40～45MPa。
6.根据权利要求4所述的纯天然红薯膳食纤维的制作方法，其特征在于，在所述步骤4）中，α-淀粉酶的添加量为120～130U/g薯渣，蛋白酶的添加量为20～26U/g薯渣。
7.根据权利要求4所述的纯天然红薯膳食纤维的制作方法，其特征在于，在所述步骤4）中，所述的灭酶是在78～80℃的水浴环境下水浴1～1.5小时完成。
8.根据权利要求4所述的纯天然红薯膳食纤维的制作方法，其特征在于，在所述步骤4）和步骤5）中，气流喷爆干燥时的温度为180～185℃，气流喷爆持续时间为20秒。
9.根据权利要求4所述的纯天然红薯膳食纤维的制作方法，其特征在于，在所述步骤9）中，气流喷爆干燥时的温度为230～235℃，气流喷爆持续时间为6秒。
10.根据权利要求4所述的纯天然红薯膳食纤维的制作方法，其特征在于，在所述步骤1）中，第一析出筒中加入有柠檬酸，用于调整纯净水的pH值为4.1～4.3。
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