CN110236204A - 一种高纯度大豆膳食纤维制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高纯度大豆膳食纤维制备工艺，涉及大豆产业链深加工领域，首先将集成螺旋挤压预处理、闪蒸浓缩干燥等现代化食品加工技术对豆渣进行处理，解决传统滚筒烘干方式造成的产品品质差，不能作为食品原料的问题，同时也避免了采用冷冻干燥、远红外和微波等干燥成本高、利润低的风险，其次利用食品生物制造加工技术，采用酶工程和离子交换等工艺获得纯度达到90％以上的不溶性膳食纤维。本发明工艺相对简单，对于开发普通食品级和保健品级的膳食纤维粉以及保健食品产品具有非常重要的理论和应用意义，且能极大地拓展大豆膳食纤维的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及大豆产业链深加工领域，特别是涉及一种高纯度大豆膳食纤维制备工艺。
背景技术
在大豆分离蛋白的加工过程中，有大量的副产物豆渣产生，大豆豆渣作为不溶性膳食纤维重要来源之一，而且其中含有15％～20％的蛋白质。如果能利用精深加工技术全部利用并开发成产品，相当于增加100万吨粮食，大幅度提高资源的利用率和附加值。目前豆渣中不溶性膳食纤维对人体的营养保健作用在国内外众多研究中早已得到肯定。不溶性膳食纤维对人体的健康是至关重要的，具有促进胃肠道蠕动，防治便秘和减肥的作用；可溶性膳食纤维可以调节血糖预防糖尿病、预防冠心病、动脉硬化和高血压、并且具有抗癌等功效。
国内对豆渣中膳食纤维的研究均落后于发达国家，现有技术生产的大豆膳食纤维粉中蛋白含量较高，其产品总膳食纤维在70-75％，主要集中在膳食纤维的提取、应用和功能性的研究，并且对不溶性膳食纤维的的提取、纯化和生产技术等方面的研究还很欠缺。
发明内容
本发明的目的就在于为了大豆膳食纤维能提高膳食纤维的纯度达到90％以上，并且避免了采用冷冻干燥、远红外和微波等干燥成本高、利润低的风险而提供的一种高纯度大豆膳食纤维制备工艺。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种高纯度大豆膳食纤维制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：将大豆分离蛋白加工过程中产生的豆渣经过加水稀释后输送管道输送到调质罐，进行低温暂存；
步骤二、将调质罐内的豆渣进行灭菌处理。
步骤三、将调质好的混悬豆渣液通过输送装置输送到酶解反应釜中，按照膳食纤维固体含量加入1-6‰的单体纤维素酶或者复合纤维素酶及0.2-1.5‰的单体蛋白酶或者复合蛋白酶，反应釜中反应30-60分钟，反应温度控制在45-65℃，通过酶工程的方法对不溶性膳食纤维进行酶法改性；
步骤四、将灭菌酶解处理后的豆渣输送到脱水系统中进行脱水处理，得到压滤豆渣滤饼，对其中的游离水进行分离，将水分降至65-70％之间，以降低烘干时的能耗，脱水机压力为0.8-1.8MPa；
步骤五、脱水后的滤饼经过传送装置输送到破碎机和输送一体机进入闪蒸干燥系统，采用闪蒸浓缩气流干燥的方式对豆渣进行烘干，去除豆渣中的结合水，得到高品质的烘干粉，干燥后的物料温度在40-60℃之间，经过风冷系统、输送系统以及分离一体机系统，物料输送到暂存仓内；
步骤六、进一步采用超微粉碎机粉碎的方法得到高纯度的食品级的膳食纤维粉；
步骤七、将粉碎后的高纯度膳食纤维粉经过筛分分级处理，进行包装。
进一步的，步骤二中的所述灭菌处理是指将调质罐内的豆渣用食品级酸调节pH值到2.0以下，并同时在罐内搅拌超过1-2小时，搅拌后的豆渣用食品级碱将pH值回调至7.0左右；或者将调质罐内的豆渣用食品级碱调节pH值到12.0以上，并同时在罐内搅拌1-2小时，将搅拌后的豆渣用食品级酸将pH值回调至7.0左右。
进一步的，所述食品级酸包括但不限于柠檬酸、盐酸、硫酸、醋酸的一种或多种混合，食品级碱包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾的一种或多种混合。
进一步的，通过调质罐内搅拌过程中通入蒸汽来调节杀菌温度，杀菌温度不低于70℃效果最佳。
进一步的，步骤三中所述调质好的混悬豆渣液水分含量为85-95％。
进一步的，步骤六中所述膳食纤维粉目数达到80-300目。
本发明提供的高纯度大豆膳食纤维制备工艺有益效果在于：以大豆分离蛋白加工副产物豆渣为主要原料，采用螺旋挤压、闪蒸浓缩气流干燥、超微粉碎和生物制造等现代化农产品精深加工利用关键技术，研发并生产高附加值的普通食品级和保健品级的膳食纤维粉产品，在实现节能减排的同时，提升产品附加值，提高资源利用率，得到高纯度的大豆膳食纤维，提高产品的吸水特性，对于开发普通食品级和保健品级的膳食纤维粉以及保健食品产品具有非常重要的理论和应用意义，且能极大地拓展大豆膳食纤维的应用领域。
具体实施方式
下面结合实施例及对比例对本发明作进一步说明：
实施例1
一种高纯度大豆膳食纤维制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、将大豆分离蛋白加工过程中产生的豆渣经过加水稀释后输送管道输送到调质罐，进行低温暂存；
步骤二、将调质罐内的豆渣进行灭菌处理；
步骤三、将调质好的混悬豆渣液通过输送装置输送到酶解反应釜中，按照膳食纤维固体含量加入5‰的复合纤维素酶及1.2‰的复合蛋白酶，在反应釜中反应40分钟，反应温度控制在55℃，通过酶工程的方法对不溶性膳食纤维进行酶法改性；
步骤四、将灭菌酶解处理后的豆渣输送到脱水系统中进行脱水处理，得到压滤豆渣滤饼，对其中的游离水进行分离，将水分降至67％，以降低烘干时的能耗，脱水机压力为1.3MPa；
步骤五、脱水后的滤饼经过传送装置输送到破碎机和输送一体机进入闪蒸干燥系统，采用闪蒸浓缩气流干燥的方式对豆渣进行烘干，去除豆渣中的结合水，得到高品质的烘干粉，干燥后的物料温度在50℃，经过风冷系统、输送系统以及分离一体机系统，物料输送到暂存仓内；
步骤六、进一步采用超微粉碎机粉碎的方法得到高纯度的食品级的膳食纤维粉；
步骤七、将粉碎后的高纯度膳食纤维粉经过筛分分级处理，进行包装。
在本实施例中，步骤二中的所述灭菌处理是指将调质罐内的豆渣用食品级酸调节pH值到1.5，并同时在罐内搅拌超过2.0小时，搅拌后的豆渣用食品级碱将pH值回调至7.1。
在本实施例中，步骤三中所述调质好的混悬豆渣液水分含量为85％。
在本实施例中，步骤六中所述膳食纤维粉目数达到240目。
在本实施例中，所述食品级酸包括但不限于柠檬酸、盐酸、硫酸、醋酸的一种或多种混合，食品级碱包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾的一种或多种混合。
在本实施例中，通过调质罐内搅拌过程中通入蒸汽来调节杀菌温度，杀菌温度不低于72℃效果最佳。
在本实施例中，根据上述步骤生产的高纯度大豆膳食纤维具有大豆膳食纤维固有的气味和滋味，无异味；总膳食纤维90.3％；菌落总数≤30000CFU/g；吸水率达到0.95。
实施例2
一种高纯度大豆膳食纤维制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、将大豆分离蛋白加工过程中产生的豆渣经过加水稀释后输送管道输送到调质罐，进行低温暂存；
步骤二、将调质罐内的豆渣进行灭菌处理。
步骤三、将调质好的混悬豆渣液通过输送装置输送到酶解反应釜中，按照膳食纤维固体含量加入6‰的单体纤维素酶及1.5‰的复合蛋白酶，在反应釜中反45分钟，反应温度控制在50℃，通过酶工程的方法对不溶性膳食纤维进行酶法改性；
步骤四、将灭菌酶解处理后的豆渣输送到脱水系统中进行脱水处理，得到压滤豆渣滤饼，对其中的游离水进行分离，将水分降至65％，以降低烘干时的能耗，脱水机压力为1.8MPa；
步骤五、脱水后的滤饼经过传送装置输送到破碎机和输送一体机进入闪蒸干燥系统，采用闪蒸浓缩气流干燥的方式对豆渣进行烘干，去除豆渣中的结合水，得到高品质的烘干粉，干燥后的物料温度在60℃，经过风冷系统、输送系统以及分离一体机系统，物料输送到暂存仓内；
步骤六、进一步采用超微粉碎机粉碎的方法得到高纯度的食品级的膳食纤维粉；
步骤七、将粉碎后的高纯度膳食纤维粉经过筛分分级处理，进行包装。
在本实施例中，步骤二中的所述灭菌处理是指将调质罐内的豆渣用食品级碱调节pH值到12.5，并同时在罐内搅拌1.5小时，将搅拌后的豆渣用食品级酸将pH值回调至7.0左右。
在本实施例中，步骤三中所述调质好的混悬豆渣液水分含量为90％。
在本实施例中，步骤七中所述膳食纤维粉目数达到180目。
在本实施例中，所述食品级酸包括但不限于柠檬酸、盐酸、硫酸、醋酸的一种或多种混合，食品级碱包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾的一种或多种混合。
在本实施例中，通过调质罐内搅拌过程中通入蒸汽来调节杀菌温度，杀菌温度不低于70℃效果最佳。
在本实施例中，根据上述步骤生产的高纯度大豆膳食纤维具有大豆膳食纤维固有的气味和滋味，无异味；取样检测后，总膳食纤维90.8％；菌落总数≤30000CFU/g；吸水率达到0.86。
实施例3
一种高纯度大豆膳食纤维制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、将大豆分离蛋白加工过程中产生的豆渣经过加水稀释后输送管道输送到调质罐，进行低温暂存；
步骤二、将调质罐内的豆渣进行灭菌处理；
步骤三、将调质好的混悬豆渣液通过输送装置输送到酶解反应釜中，按照膳食纤维固体含量加入6‰的复合纤维素酶及1.5‰的单体蛋白酶，反应釜中反应50分钟，反应温度控制在50℃，通过酶工程的方法对不溶性膳食纤维进行酶法改性；
步骤四、将灭菌酶解处理后的豆渣输送到脱水系统中进行脱水处理，得到压滤豆渣滤饼，对其中的游离水进行分离，将水分降至66％左右，以降低烘干时的能耗，脱水机压力为1.4Mpa；
步骤五、脱水后的滤饼经过传送装置输送到破碎机和输送一体机进入闪蒸干燥系统，采用闪蒸浓缩气流干燥的方式对豆渣进行烘干，去除豆渣中的结合水，得到高品质的烘干粉，干燥后的物料温度在45℃，经过风冷系统、输送系统以及分离一体机系统，物料输送到暂存仓内；
步骤六、进一步采用超微粉碎机粉碎的方法得到高纯度的食品级的膳食纤维粉；
步骤七、将粉碎后的高纯度膳食纤维粉经过筛分分级处理，进行包装。
在本实施例中，步骤二中的所述灭菌处理是指将调质罐内的豆渣用食品级酸调节pH值到1.4，并同时在罐内搅拌超过1-2小时，搅拌后的豆渣用食品级碱将pH值回调至6.9左右。
在本实施例中，步骤三中所述调质好的混悬豆渣液水分含量为95％。
在本实施例中，步骤七中所述膳食纤维粉目数达到280目。
在本实施例中，所述食品级酸包括但不限于柠檬酸、盐酸、硫酸、醋酸的一种或多种混合，食品级碱包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾的一种或多种混合。
在本实施例中，通过调质罐内搅拌过程中通入蒸汽来调节杀菌温度，杀菌温度不低于75℃效果最佳。
在本实施例中，根据上述步骤生产的高纯度大豆膳食纤维具有大豆膳食纤维固有的气味和滋味，无异味；总膳食纤维90.7％；菌落总数≤30000CFU/g；吸水率达到0.98。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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效物界。
Claims (6)
1.一种高纯度大豆膳食纤维制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将大豆分离蛋白加工过程中产生的豆渣经过加水稀释后输送管道输送到调质罐，进行低温暂存；
步骤二、将调质罐内的豆渣进行灭菌处理。
步骤三、将调质好的混悬豆渣液通过输送装置输送到酶解反应釜中，按照膳食纤维固体含量加入1-6‰的单体纤维素酶或者复合纤维素酶及0.2-1.5‰的单体蛋白酶或者复合蛋白酶，在反应釜中反应30-60分钟，反应温度控制在45-65℃，通过酶工程的方法对不溶性膳食纤维进行酶法改性；
步骤四、将灭菌酶解处理后的豆渣输送到脱水系统中进行脱水处理，得到压滤豆渣滤饼，对其中的游离水进行分离，将水分降至65-70％之间，以降低烘干时的能耗，脱水机压力为0.8-1.8MPa；
步骤五、脱水后的滤饼经过传送装置输送到破碎机和输送一体机进入闪蒸干燥系统，采用闪蒸浓缩气流干燥的方式对豆渣进行烘干，去除豆渣中的结合水，得到高品质的烘干粉，干燥后的物料温度在40-60℃之间，经过风冷系统、输送系统以及分离一体机系统，物料输送到暂存仓内；
步骤六、进一步采用超微粉碎机粉碎的方法得到高纯度的食品级的膳食纤维粉；
步骤七、将粉碎后的高纯度膳食纤维粉经过筛分分级处理，进行包装。
2.根据权利要求1所述的一种高纯度大豆膳食纤维制备工艺，其特征在于：步骤二中的所述灭菌处理是指将调质罐内的豆渣用食品级酸调节pH值到2.0以下，并同时在罐内搅拌超过1-2小时，搅拌后的豆渣用食品级碱将pH值回调至7.0左右；或者将调质罐内的豆渣用食品级碱调节pH值到12.0以上，并同时在罐内搅拌1-2小时，将搅拌后的豆渣用食品级酸将pH值回调至7.0左右。
3.根据权利要求2所述的一种高纯度大豆膳食纤维制备工艺，其特征在于：所述食品级酸包括但不限于柠檬酸、盐酸、硫酸、醋酸的一种或多种混合，食品级碱包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾的一种或多种混合。
4.根据权利要求2所述的一种高纯度大豆膳食纤维制备工艺，其特征在于：通过调质罐内搅拌过程中通入蒸汽来调节杀菌温度，杀菌温度不低于70℃效果最佳。
5.根据权利要求1所述的一种高纯度大豆膳食纤维制备工艺，其特征在于：步骤三中所述调质好的混悬豆渣液水分含量为85-95％。
6.根据权利要求1所述的一种高纯度大豆膳食纤维制备工艺，其特征在于：步骤六中所述膳食纤维粉目数达到80-300目。
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