CN110938664B - 一种延长面包和馒头货架期的阿拉伯木聚糖生产技术 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种延长面包和馒头货架期的阿拉伯木聚糖生产技术，属于食品添加剂领域。其特征在于以小麦麸皮为原料，经超声辅助碱提、木聚糖酶水解、阿拉伯呋喃糖苷酶脱枝步骤，生产改性的阿拉伯木聚糖，将其添至面团中，可抑制面包和馒头在储藏过程中的淀粉重结晶现象，延长面包和馒头货架期。本发明具有生产容易、安全无污染、产品营养价值高等特点，阿拉伯木聚糖的阿拉伯糖和木糖比例为0.3～0.5∶1，添加量为面粉质量的0.5％～2.0％，面包和馒头货架期分别延长20～30天和10～20天，是一种高效、健康的面制品改良剂。

Description

一种延长面包和馒头货架期的阿拉伯木聚糖生产技术
一、技术领域
本发明涉及一种延长面包和馒头货架期的阿拉伯木聚糖生产技术，属于食品添加剂领域。
二、技术背景
淀粉类食品如面包、馒头等在储藏过程中会发生品质劣变，营养价值和食用品质均显著降低。新鲜馒头在贮存过程会出现硬度增加、弹性和咀嚼性下降、营养成分流失等问题；新鲜面包表皮脆而易碎、面包内部松软而富有弹性、具有一种特殊的香味，而存放一定时间后面包表皮失去光泽、硬化掉渣，导致外观和口感变差等。这些变化都是由于淀粉在老化过程发生重结晶所致。淀粉的老化不仅造成巨大的粮食资源浪费，还在很大程度上阻碍了主食产品的工业化进程。
麸皮是小麦加工的主要副产物，占其加工总量的20％，是理想的膳食纤维来源。作为麦麸膳食纤维的重要成分，阿拉伯木聚糖具有增强免疫力、预防癌症、抗肿瘤、润肠通便、抗氧化、预防心血管疾病和II型糖尿病等生理功能，是一种理想的保健食品配料。从不同植物组织中可分离得到不同结构的阿拉伯木聚糖，但这种提取方式较为盲目，利用酶法定向修饰可调控阿拉伯木聚糖分子的精细结构。内切-β-(1，4)-D-木聚糖酶是参与阿拉伯木聚糖降解的主要酶，以随机方式水解木聚糖骨架中木糖残基之间的β-1，4-D-木糖苷键，产生不同聚合度的阿拉伯木聚糖。阿拉伯呋喃糖苷酶则从木聚糖骨架中去除阿拉伯糖取代基，产生不同阿拉伯糖取代度的阿拉伯木聚糖。因此，联用木聚糖酶和阿拉伯呋喃糖苷酶处理阿拉伯木聚糖可生产不同的聚合度和取代度的阿拉伯木聚糖。阿拉伯木聚糖可插入淀粉的分子内部并影响淀粉颗粒结晶区域的双螺旋结构，在淀粉糊冷却过程中，通过氢键再次形成稳定的三维结构，抑制淀粉的重结晶，延缓老化。不同取代程度的阿拉伯木聚糖能够显著影响淀粉重结晶过程中阿拉伯木聚糖的插入位点，从而影响其抑制淀粉老化的效果。因此，对阿拉伯木聚糖进行定向结构修饰对于筛选出高效、安全抗老化食品添加剂具有重要意义。
目前，国内外已研制开发出多种提高面包和馒头货架期的食品改良剂，但这些产品存在如下问题：一是改良剂成分复杂，由多种复合物组成。例如，专利(公开号CN104543623A，公开日2015年04月29日)公开了“一种抗淀粉老化的食品改良剂”，专利(公开号CN 101690505A，公开日2010年04月07日)公开了“一种抗淀粉老化的食品改良剂”，发明的食品改良剂组分均是由硬脂酰乳酸钙、单甘脂、磷酸二氢钾、半纤维素酶、黄原胶和卡拉胶、抗结剂组成，组分成分较为复杂。二是多糖类添加剂用量较大，效果不显著。专利(公开号CN 106259598A，公开日2017年01月04日)公开了“一种可延长面包货架期的面包改良剂”，该发明是在调制面团时，加入面粉总质量的3％～5％的普鲁兰多糖，制得的面包在储藏15天后口感明显变差。
本发明从小麦麸皮提取阿拉伯木聚糖，通过酶法修饰定向调控其结构，得到改性阿拉伯木聚糖，将其添加到面团中，可显著抑制面包和馒头淀粉的重结晶现象，延长产品货架期。
三、发明内容
技术问题
本发明目的在于提供一种延长面包和馒头货架期的阿拉伯木聚糖生产技术，通过对小麦麸皮阿拉伯木聚糖结构进行酶法定向修饰，生产改性阿拉伯木聚糖，提供一种高效、健康的面制品抗老化剂。
技术方案
本发明技术如下：以小麦麸皮为原料，经超声辅助碱提、木聚糖酶水解、阿拉伯呋喃糖苷酶脱枝步骤，制得改性的阿拉伯木聚糖，具体包括以下步骤：
(1)超声辅助碱提：小麦麸皮经除杂、粉碎、过100目筛后，与浓度为0.2～0.5M的NaOH溶液均匀混合，小麦麸皮与NaOH溶液混合比为1∶15～25(w/v)；混合后的溶液在搅拌条件下置于功率为200～500W、温度为50～60℃的超声波振荡器中进行超声处理2～3h，反应结束后在5000rpm下离心20min取上清液；
(2)木聚糖酶水解：用2～4M HCl溶液将所得清液pH调至7，添加木聚糖酶于45～65℃下反应6～10h，每克麸皮提取物中木聚糖酶的加入量为500～1000酶活力单位，水解完成后，用沸水浴加热灭酶20min，得麸皮多糖水解液；
(3)醇沉：加入无水乙醇至体系乙醇浓度为20％(v/v)，5000rpm下离心20min取上清液，继续添加无水乙醇至体系乙醇浓度为70％(v/v)，5000rpm下离心20min得阿拉伯木聚糖沉淀；
(4)阿拉伯呋喃糖苷酶脱枝：将阿拉伯木聚糖溶于10倍量(w/v)的去离子水中，添加阿拉伯呋喃糖苷酶，在35～40℃下反应5～24h，每克阿拉伯木聚糖中阿拉伯呋喃糖苷酶的加入量为500～1500酶活力单位，反应结束后在沸水浴中加热15min灭酶，5000rpm下离心20min取上清液；
(5)透析干燥：将上清液置于截留分子量为7000Da的透析袋中，置于去离子水中透析12～24h后，冷冻干燥。
有益效果
与现有技术相比，本发明的一种延长面包和馒头货架期的阿拉伯木聚糖生产技术具有以下优点：
(1)本发明以麦麸为原料，生产改性阿拉伯木聚糖，实现了副产物的高效增值利用；
(2)本发明主要采用酶法修饰阿拉伯木聚糖，反应条件温和、生产可行性高、安全无污染；
(3)本发明生产的阿拉伯木聚糖具有添加量低、抗老化效果显著等特点，面包和馒头货架期分别延长20～30天和10～20天。
四、具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详述：
以下实施例面包和馒头原料配方为小麦粉100g，水50g，白砂糖10g，黄油10g，酵母2g，盐1g为基本配方。生产工艺流程为：配料→和面→分块→整型→醒发→烘烤/蒸制→冷却→包装。
实施例1
小麦麸皮经除杂、粉碎、过100目筛后，与浓度为0.2～0.5M的NaOH溶液均匀混合，小麦麸皮与NaOH溶液混合比为1∶15～25(w/v)；混合后的溶液在搅拌条件下置于功率为200～500W、温度为50～60℃的超声波振荡器中进行超声处理2～3h，反应结束后在5000rpm下离心20min取上清液；用2～4M HCl溶液将所得清液pH调至7，添加木聚糖酶于45℃下反应10h，每克麸皮提取物中木聚糖酶的加入量为500酶活力单位，水解完成后沸水浴加热20min灭酶，得麸皮多糖水解液；加入无水乙醇至体系乙醇浓度为20％(v/v)，5000rpm下离心20min取上清液，继续添加无水乙醇至体系乙醇浓度为70％(v/v)，5000rpm下离心20min得阿拉伯木聚糖沉淀；将阿拉伯木聚糖溶于10倍量(w/v)去离子水中，添加阿拉伯呋喃糖苷酶，在35℃下反应5h，每克阿拉伯木聚糖中阿拉伯呋喃糖苷酶的加入量为500酶活力单位，反应结束后在沸水浴中加热15min灭酶，5000rpm下离心20min取上清液；将上清液置于截留分子量为7000Da的透析袋中，置于去离子水中透析12～24h后，冷冻干燥，得到阿拉伯糖与木糖比例为0.5的阿拉伯木聚糖。将其按照面粉质量的0.5％添加至面团配方中，再经和面、分块、整型、醒发、烘烤/蒸制、冷却，制得面包和馒头，面包和馒头货架期分别延长20天和10天。
实施例2
阿拉伯木聚糖的超声辅助碱提步骤同实施例1。所得清液中PH调至7后，添加木聚糖酶于55℃下反应8h，每克麸皮提取物中木聚糖酶的加入量为700酶活力单位，水解完成后沸水浴加热20min灭酶获得麸皮多糖水解液。阿拉伯木聚糖的醇沉工艺同实施例1。将阿拉伯木聚糖溶于10倍量(w/v)去离子水中，添加阿拉伯呋喃糖苷酶，在38℃下反应9h，每克阿拉伯木聚糖中阿拉伯呋喃糖苷酶的加入量为1000酶活力单位，反应结束后在沸水浴中加热15min灭酶，离心透析干燥步骤同实施例1，得到阿拉伯糖与木糖比例为0.4的阿拉伯木聚糖，将其按照面粉质量的0.5％添加至面团配方中，面包和馒头制作步骤同实施例1。面包和馒头货架期分别延长25天和15天。
实施例3
阿拉伯木聚糖的超声辅助碱提步骤同实施例1。所得清液中PH调至7后，添加木聚糖酶于65℃下反应6h，每克麸皮提取物中木聚糖酶的加入量为1000酶活力单位，水解完成后沸水浴加热20min灭酶获得麸皮多糖水解液。阿拉伯木聚糖的醇沉工艺同实施例1。将阿拉伯木聚糖溶于10倍量(w/v)去离子水中，添加阿拉伯呋喃糖苷酶，在40℃下反应24h，每克阿拉伯木聚糖中阿拉伯呋喃糖苷酶的加入量为1500酶活力单位，反应结束后在沸水浴中加热15min灭酶，离心透析干燥步骤同实施例1，得到阿拉伯糖与木糖比例为0.3的阿拉伯木聚糖，将其按照面粉质量的0.5％添加至面团配方中，面包和馒头制作步骤同实施例1，面包和馒头货架期分别延长30天和20天。
以上详细说明了本发明的实施方式，但这只是为了便于理解而举的实例，不应被视为是对本发明范围的限制。同样，任何所属技术领域的技术人员均可根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，做出各种可能的等同改变和替换，但所有这些改变和替换都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种延长面包和馒头货架期的阿拉伯木聚糖生产技术，其特征在于，以小麦麸皮为原料，经超声辅助碱提、木聚糖酶水解、阿拉伯呋喃糖苷酶脱枝步骤，生产改性的阿拉伯木聚糖，具体包括以下步骤：
(1)超声辅助碱提：小麦麸皮经除杂、粉碎、过100目筛后，与浓度为0.2～0.5M的NaOH溶液均匀混合，小麦麸皮与NaOH溶液混合比为1∶15～25(w/v)；混合后的溶液在搅拌条件下置于功率为200～500W、温度为50～60℃的超声波振荡器中进行超声处理2～3h，反应结束后在5000rpm下离心20min取上清液；
(2)木聚糖酶水解：用2～4M HCl溶液将所得清液pH调至7，添加木聚糖酶于45～65℃下反应6～10h，每克麸皮提取物中木聚糖酶的加入量为500～1000酶活力单位，水解完成后，用沸水浴加热灭酶20min，得麸皮多糖水解液；
(3)醇沉：加入无水乙醇至体系乙醇浓度为20％(v/v)，5000rpm下离心20min取上清液，继续添加无水乙醇至体系乙醇浓度为70％(v/v)，5000rpm下离心20min得阿拉伯木聚糖沉淀；
(4)阿拉伯呋喃糖苷酶脱枝：将阿拉伯木聚糖沉淀物溶于10倍量(w/v)的去离子水中，添加阿拉伯呋喃糖苷酶，在35～40℃下反应5～24h，每克阿拉伯木聚糖中阿拉伯呋喃糖苷酶的加入量为500～1500酶活力单位，反应结束后，在沸水浴中加热15min灭酶，5000rpm下离心20min取上清液；
(5)透析干燥：将上清液置于截留分子量为7000Da的透析袋中，置于去离子水中透析12～24h后，冷冻干燥。
2.根据权利要求1所述的 一种延长面包和馒头货架期的阿拉伯木聚糖生产技术，其特征在于，所制阿拉伯木聚糖的阿拉伯糖和木糖比例为0.3～0.5∶1，添加量为面粉质量的0.5％～2.0％，面包和馒头货架期分别延长20～30天和10～20天。
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