CN111436590B - 一种豆渣乳化剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改性豆渣，所述改性豆渣中可溶膳食纤维的含量为40％‑55％；所述改性豆渣粉末中不可溶膳食纤维的含量为5％‑20％；所述改性豆渣粉末中蛋白的含量为15％‑25％；本发明还提供了一种所述改性豆渣的制备方法，将豆渣原料经酶解、水热获得；本发明还提供了一种含有所改性豆渣的水包油乳液及其制备方法；本发明还提供了一种稳定水包油乳液的方法；本发明还提供了一种含有改性豆渣或含有改性豆渣的水包油乳液的食品、化妆品。

Description

一种豆渣乳化剂
技术领域
本发明涉及食品领域，具体涉及一种豆渣为原料的高性能乳化剂。
背景技术
乳状液是一种液体以小液滴的形式分散在与它不相溶的另一种液体中的分散体系，乳液可以分为两种类型，即：油滴分散在水相介质中(水包油型)和水滴分散在油相介质中(油包水型)。乳液是热力学不稳定体系，其稳定性是暂时的，相对的，一个相对比较稳定的乳液体系，主要受到乳化剂种类、界面张力、界面膜、乳液粒径大小、乳液电荷等因素的影响。
乳液除了包含水相和油相外，乳化剂同样必不可少。乳化剂的种类很多，常见的包括多糖、蛋白质以及小分子的表面活性剂，这些乳化剂能够有效地降低油水的界面张力，阻止颗粒之间的聚结，形成稳定的乳液体系。近些年来，随着食品安全意识的增强，人们更加愿意选择天然大分子乳化剂代替小分子的表面活性剂。
豆渣是豆奶、豆腐、分离蛋白的副产物，豆渣中含有丰富的膳食纤维和蛋白质，其中膳食纤维含量为60％左右(可溶性膳食纤维为5％，不可溶膳食纤维为55％)，蛋白含量为15-20％，较多的不可溶膳食纤维限制了豆渣的利用价值。目前很多学者致力于对豆渣进行改性或者提取其中具有较高功能特性的材料，来提高豆渣的利用价值，CN 102125228 A采用转氨酶酶解、均质、高压喷雾干燥等工艺对豆渣进行改性，使其中一些不溶物物质转化为可溶性物质，而可溶性物质的增加，导致其亲水亲油性有了一定程度的提升，但改性豆渣中仍然存在较多不可溶物质，而且此专利并未对改性豆渣整体的乳化性能进行评价。CN107647286 A对豆渣进行改性处理后，对水溶性纤维进行提取，生产过程复杂，会产生二次副产物，且需要用到乙醇等有机溶剂，增加生产的风险。CN 107242578 A利用超滤加冷冻干燥的方式对豆渣中膳食纤维和蛋白进行提取，生产成本较高。目前尚未有将改性豆渣直接用作水包油型乳化剂的报道。
本发明的一个目的是提供一种以豆渣为原料的高性能乳化剂及其制备工艺。将豆渣粉末进行酶解-水热-喷雾干燥处理，制备得到改性豆渣粉末，无需除去粉末中不可溶膳食纤维，直接以其作为乳化剂能够制备得到质地均匀，稳定性良好的水包油乳液。这一加工过程工艺简单，易于操作，周期较短，并且不会产生废水及二次副产物，实现了原料的百分百利用。
发明内容
在第一方面中，本发明提供了一种改性豆渣，所述改性豆渣中可溶膳食纤维的含量为 40％-55％；所述改性豆渣粉末中不可溶膳食纤维的含量为5％-20％；所述改性豆渣粉末中蛋白的含量为15％-25％。
在第二方面中，本发明提供了一种第一方面所述的改性豆渣的制备方法，包括以下步骤：
A)使用糖酶处理豆渣与水的混合物，获得豆渣酶解液；和
B)对豆渣酶解液进行水热处理。
在一个具体的实施方案中，还包括在步骤B)之后进行干燥的步骤。
在一个具体的实施方案中，使用糖酶和蛋白酶处理豆渣与水的混合物。
在一个具体的实施方案中，所述步骤B)的水热处理的pH为3.0-6.0；
在一个具体的实施方案中，水热处理温度为110-140℃；
在一个具体的实施方案中，水热处理压力为1.5-3.5MPa；
在一个具体的实施方案中，水热处理时间为1-4hr；
在一个具体的实施方案中，所述步骤A中)豆渣原料与水的质量比为1:1-1:30。
在一个具体的实施方案中，所述步骤A中)豆渣原料与水的质量比为1:4-1:20。
在一个具体的实施方案中，所述步骤A中)豆渣原料与水的质量比为1:4-1:19。
在一个具体的实施方案中，所述步骤A中)糖酶以豆渣原料质量计为0.1-1质量％。
在一个具体的实施方案中，所述步骤A中)糖酶以豆渣原料质量计为0.3-0.7质量％。
在一个具体的实施方案中，所述步骤A)的糖酶选自：纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶，蛋白酶选自：酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶；
在一个具体的实施方案中，所述步骤A)使用糖酶中的一种或多种组合；
在一个具体的实施方案中，酶解pH为4.0-6.0；
在一个具体的实施方案中，酶解时间为1-4hr；
在一个具体的实施方案中，酶解温度为45-65℃；
在一个具体的实施方案中，步骤A)中豆渣原料蛋白含量15-25％，大豆不可溶膳食纤维50-60％，大豆可溶膳食纤维1-5％；
在第三方面中，本发明还提供了一种水包油乳液，所述水包油乳液含有如第一方面所述的改性豆渣或含有如第二方面所述方法制备得到的改性豆渣。
在一个具体的实施方案中，所述水包油乳液中含有改性豆渣5-15重量份，水35-85重量份，油脂10-50重量份。
在一个具体的实施方案中，所述水包油乳液质地均一细腻，无沉淀或浮油。
在一个具体的实施方案中，所述水包油乳液乳析指数小于5％。
在第四方面中，本发明还提供了一种上述第三方面所述水包油乳液的制备方法，所述的方法包括1)将如本发明第一方面所述的改性豆渣或含有如本发明第二方面所述方法制备得到的改性豆渣与水和油脂得到油水混合物；2)对油水混合物进行高压均质处理得到水包油乳液；
在一个具体的实施方案中，所述油水混合物进一步含有色素、抗氧化剂、维生素、晶体改进剂、香精、矿物质、蛋白质、淀粉、胶体、矿物质、盐、乳化剂、膳食纤维、糖、植物甾醇或以上的任意组合；
在一个具体的实施方案中，所述糖类选自：葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖；
在一个具体的实施方案中，所述油脂选自植物油脂，动物油脂，植物油脂和动物油脂混合物，植物油脂、动物油脂或植物油脂和动物油脂混合物的分提物，以及化学或酶催化的酯交换油脂，矿物油中的至少一种；
在一个具体的实施方案中，植物油脂选自稻米油、葵花籽油、高油酸葵花籽油、低芥酸菜油、菜油、棕榈油、棕榈仁油、花生油、菜籽油、大豆油、棉籽油、红花籽油、紫苏籽油、茶籽油、棕榈果油、油橄榄油、可可豆油、乌桕籽油、扁桃仁油、杏仁油、油桐籽油、橡胶籽油、玉米油、小麦胚油、芝麻籽油、蓖麻籽油、月见草籽油、榛子油、南瓜籽油、胡桃油、葡萄籽油、玻璃苣籽油、沙棘籽油、番茄籽油、澳洲坚果油、椰子油、可可脂、棕榈仁油和棕榈硬脂酸中的至少一种；
在一个具体的实施方案中，动物油脂选自牛油、猪油、乳脂、鱼油中的至少一种；
在一个具体的实施方案中，矿物油选自化石来源的油脂；
在一个具体的实施方案中，所述化石来源的油脂包括源自石油、天然气、煤炭、页岩气、页岩油；
在一个具体的实施方案中，所述矿物油选自烷烃、烯烃、芳烃中的至少一种；
在一个具体的实施方案中，所述矿物质选自：钙、镁、锌、铁；
在一个具体的实施方案中，步骤2)中，在高压均质处理前对油水混合物进行高速搅拌处理；
在一个具体的实施方案中，所述高速搅拌转速为10000-20000rpm；
在一个具体的实施方案中，高速剪切时间为1-2min；
在一个具体的实施方案中，所述高压均质压力为20-60MPa；
在一个具体的实施方案中，高压均质时间为2-4min；
在一个具体的实施方案中，高压均质温度为45℃-65℃。
在第五方面中，本发明提供了一种含有上述第一方面所述改性豆渣或含有上述第二方面所述方法制备得到的改性豆渣或含有上述第三方面所述水包油乳液或含有上述第四方面所述方法制备得到的水包油乳液的化妆品，所述化妆品选自：洗发精、护发素等洗发液；生发水、焗油膏等化妆料；口红、洁面膏、剃须泡沫、洗面奶、乳液、洗手液等各种皮肤用化妆料等；
在第六方面中，本发明提供了一种含有上述第一方面所述改性豆渣或含有上述第二方面所述方法制备得到的改性豆渣或含有上述第三方面所述水包油乳液或含有上述第四方面所述方法制备得到的水包油乳液的食品，所述食品选自：酸奶、奶粉、炼乳等乳制品；冰淇淋、棒冰等冷冻点心；奶茶、乳饮料等饮品；色拉酱、蛋黄酱等调料酱；蛋糕、甜甜圈、蛋挞等烘焙制品等。
在第七方面中，本发明提供了一种提高水包油乳液稳定性的方法，其特征在于使用本发明第一方面所述的改性豆渣或本发明第二方面所述方法制备得到的改性豆渣制备水包油乳液。
在第八方面中，本方面提供了一种含有上述第一方面所述改性豆渣或含有上述第二方面所述方法制备得到的改性豆渣或含有上述第三方面所述水包油乳液或含有上述第四方面所述方法制备得到的水包油乳液的食品，所述食品选自：挂面、米粉、馒头等主食；面包、饼干等烘焙制品；大豆饮料、功能性饮料、清凉饮料等饮品；火腿肠、午餐肉、肉松等肉糜制品；糖尿病、高血压患者的特膳食品等中的至少一种。
具体实施方式
定义
除非另外说明，本文中的术语的含义与本领域技术人员通常理解的含义相同，例如，涉及原料和产物、操作步骤、工艺参数、使用设备和工具以及数值单位中的术语。
在本文中，词语“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”或“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分或步骤或其他要素，也可以仅包括或包含列出的组分或步骤或其他要素。
在本文中，术语“约”(例如，在组分含量和反应参数中)以本领域技术人员通常能够理解的含义来解释。一般情况下，术语“约”可以理解为给定数值的正负5％范围内的任意数值，例如，约X可以代表95％X至105％X的范围中的任意数值。
还应当理解，本文中给出的具体数值(例如，在组分配比、反应温度和反应时间中)不仅可作为单独的数值理解，还应当认为提供了某一范围的端点值，并且可以相互组合提供其他范围。例如，当公开了反应可以进行1小时或5小时时，也相应地公开了反应可以进行1-5小时。
在第一方面中，本发明提供了一种改性豆渣，所述改性豆渣中可溶膳食纤维的含量为40％-55％；所述改性豆渣粉末中不可溶膳食纤维的含量为5％-20％；所述改性豆渣粉末中蛋白的含量为15％-25％。
在本文中，术语“膳食纤维”是指不能被人体消化道酶分解的植物源性的食物成分，主要是多糖类及木质素。膳食纤维大致可分为可溶性纤维和不可溶性纤维。可溶性纤维可溶于水，在吸收水分后成为凝胶状半流体，在结肠中细菌作用下易于发酵生成气体与生理活性副产物，是益生元。不可溶性纤维不溶于水，是新陈代谢惰性的，其提供了充盈饱腹感并且可以是不发酵的。
本发明第一方面所提供的改性豆渣区别于未改性及其他改性豆渣，具有良好的乳化性能，可以制备质地均一，稳定性良好的水包油乳液，天然健康，可广泛应用于食品加工领域。
本发明第一方面提供的改性豆渣可以制备质地均一、细腻，稳定性良好、无沉淀、无浮油的水包油乳液。
在第二方面中，本发明提供了一种第一方面所述的改性豆渣的制备方法，包括以下步骤：
A)使用糖酶处理豆渣原料与水的混合物，获得豆渣酶解液；和
B)对豆渣酶解液进行水热处理。
在一个具体的实施方案中，还包括在步骤B)之后进行干燥和/或浓缩的步骤。
在一个具体的实施方案中，所述干燥步骤选自：喷雾干燥、冷冻干燥、减压干燥、沸腾干燥、红外线干燥、微波干燥。
在一个具体的实施方案中，所述干燥步骤为喷雾干燥。
在一个具体的实施方案中，所述浓缩方式为减压蒸馏、膜过滤、冷冻浓缩、结晶浓缩、三相浓缩。
在一个具体的实施方案中，所述喷雾干燥参数进口温度150-190℃，出口温度 75-95℃。
在一个具体的实施方案中，使用糖酶和蛋白酶处理豆渣原料与水的混合物。
在一个具体的实施方案中，所述步骤A中)豆渣原料与水的质量比为1:1-1:30。
在一个具体的实施方案中，所述步骤A中)豆渣原料与水的质量比为1:4-1:20。
在一个具体的实施方案中，所述步骤A中)豆渣原料与水的质量比为1:4-1:19。
在一个具体的实施方案中，所述步骤A中)糖酶以豆渣原料质量计为0.1-1质量％。
在一个具体的实施方案中，所述步骤A中)糖酶以豆渣原料质量计为0.3-0.7质量％。
在一个具体的实施方案中，所述步骤B)的水热处理的pH为3.0-6.0。
在一个具体的实施方案中，水热处理温度为110-140℃。
在一个具体的实施方案中，水热处理压力为1.5-3.5MPa。
在一个具体的实施方案中，水热处理时间为1-4hr。
在一个具体的实施方案中，所述步骤A)的糖酶选自：纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶。
在一个具体的实施方案中，所述步骤A)的蛋白酶选自：酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶。
在一个具体的实施方案中，所述步骤A)使用糖酶中的一种或多种组合。
在一个具体的实施方案中，酶解pH为4.0-6.0。
在一个具体的实施方案中，酶解时间为1-4hr。
在一个具体的实施方案中，酶解温度为45-65℃。
在一个具体的实施方案中，步骤A)中豆渣原料蛋白含量15-25％，大豆不可溶膳食纤维50-60％，大豆可溶膳食纤维1-5％。
在一个具体的实施方案中，步骤A)所使用的豆渣原料源自豆浆、豆腐、大豆分离蛋白等加工过程中获得的固形副产物。
一般豆渣含水份85％，蛋白质3.0％，脂肪0.5％，碳水化合物(纤维素、多糖等)8.0％。步骤A)所述的豆渣原料中的各个组分含量是指以豆渣干物质重量计。
在一个具体的实施方案中，以豆渣干物质重量计，步骤A)中水的用量(质量计) 为豆渣总重量的4-19倍。
在一个具体的实施方案中，酶解前，使用有机酸或无机酸及其水溶液对豆渣原料与水的混合物调节pH值。
在一个具体的实施方案中，所述有机酸或无机酸选自盐酸、磷酸、乙酸。
在一个具体的实施方案中，所述水热反应在承压容器中进行。
所述水热反应或水热处理是指在一定温度，一定压力条件下，使原料与水接触并进行反应的操作。通常水热反应在承压容器中进行，通过压力升高提高水的沸点，在高于正常大气压下，使水的沸点超过100℃，从而实现高温高压的反应。本领域技术人员能够理解，当水热反应温度确定后，其反应压力应不低于可以实现可以使水的沸点达到该温度时的压力。
在一个具体的实施方案中，在某一具体水热反应温度时，所述水热反应的压力大于等于可以使水的沸点达到该温度时的压力。
在一个具体的实施方案中，为防止酶解过度，在步骤A)的酶解过程中在线取样检测豆渣与水的混合物中可溶性膳食纤维、不可溶膳食纤维及蛋白质的含量，并根据检测结果调整反应时间。
在第三方面中，本发明还提供了一种水包油乳液，所述水包油乳液含有如第一方面所述的改性豆渣或含有如第二方面所述方法制备得到的改性豆渣。
在一个具体的实施方案中，所述水包油乳液中含有改性豆渣5-15重量份，水35-85重量份，油脂10-50重量份。
所述水包油乳液质地均一细腻，无沉淀或浮油。
在一个具体的实施方案中，所述水包油乳液乳析指数小于5％。
本发明第三方面所述水包油乳液具有质地均一细腻，无沉淀或浮油等特点。
在第四方面中，本发明还提供了一种水包油乳液的制备方法，所述的方法包括1)将如本发明第一方面所述的改性豆渣或如本发明第二方面所述方法制备得到的改性豆渣与水和油脂得到改性豆渣油水混合物；和2)对油水混合物进行高压均质处理得到水包油乳液。
在一个具体的实施方案中，所述油水混合物进一步含有色素、抗氧化剂、维生素、晶体改进剂、香精、矿物质、蛋白质、淀粉、胶体、矿物质、盐、乳化剂、膳食纤维、糖、植物甾醇或以上的任意组合。
在一个具体的实施方案中，所述糖类选自：葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖；
在一个具体的实施方案中，所述油脂选自植物油脂，动物油脂，植物油脂和动物油脂混合物，植物油脂、动物油脂或植物油脂和动物油脂混合物的分提物，以及化学或酶催化的酯交换油脂，矿物油中的至少一种。
在一个具体的实施方案中，植物油脂选自稻米油、葵花籽油、高油酸葵花籽油、低芥酸菜油、菜油、棕榈油、棕榈仁油、花生油、菜籽油、大豆油、棉籽油、红花籽油、紫苏籽油、茶籽油、棕榈果油、油橄榄油、可可豆油、乌桕籽油、扁桃仁油、杏仁油、油桐籽油、橡胶籽油、玉米油、小麦胚油、芝麻籽油、蓖麻籽油、月见草籽油、榛子油、南瓜籽油、胡桃油、葡萄籽油、玻璃苣籽油、沙棘籽油、番茄籽油、澳洲坚果油、椰子油、可可脂、棕榈仁油和棕榈硬脂酸中的至少一种。
在一个具体的实施方案中，动油脂选自牛油、猪油、乳脂、鱼油中的至少一种。
在一个具体的实施方案中，矿物油选自化石来源的油脂。
在一个具体的实施方案中，所述化石来源的油脂包括源自石油、天然气、煤炭、页岩气、页岩油。
在一个具体的实施方案中，所述矿物油选自烷烃、烯烃、芳烃中的至少一种。
在一个具体的实施方案中，所述矿物质选自：钙、镁、锌、铁。
在一个具体的实施方案中，在所述步骤1)后还包括对步骤1)所获得的改性豆渣油水混合进行乳化处理。
在一个具体的实施方案中，所述乳化处理包括使用本领域常用的乳化处理方法。
在一个具体的实施方案中，所述步骤1)包括a)混合改性豆渣和水，获得水相部分；b)混合水相部分和油脂获得油水混合物。
在一个具体的实施方案中，所述步骤b)包括，在容器中将油脂加入水相部分或将水相部分加入油脂或将水相部分和油脂同时加入容器中。
在一个具体的实施方案中，所述步骤b)中乳化操作温度为45-65℃。
在一个具体的实施方案中，所述步骤b)在选自具有超声、摇震、剪切、辐照、搅拌、胶体磨、均质中的至少一种功能的容器中进行。
在一个具体的实施方案中，步骤2)中，在高压均质处理前对油水混合物进行高速搅拌处理；
所述高压均质是指使悬浊液状态的物料在高压作用下，高速流过具有特殊内部结构的容腔，使物料发生物理、化学、结构性质等一系列变化，最终达到均质的效果。
在一个具体的实施方案中，所述高速搅拌转速为10000-20000rpm。
在一个具体的实施方案中，高速搅拌时间为1-2min。
在一个具体的实施方案中，所述高压均质压力为20-60MPa。
在一个具体的实施方案中，高压均质时间为2-4min。
在一个具体的实施方案中，高压均质在45-65℃温度下进行。
本发明利用酶解-水热的工艺对豆渣进行改性，这一加工过程简单，易于操作，周期较短，并且不会产生废水及二次副产物，实现了原料的百分百利用；无需添加外源性乳化剂，仅以本发明的改性豆渣粉末作为乳化剂，可以制备质地均一，稳定性良好的水包油乳液，天然健康，可广泛应用于食品加工领域。
在第五方面中，本发明提供了一种含有上述第一方面所述改性豆渣或含有上述第二方面所述方法制备得到的改性豆渣或含有上述第三方面所述水包油乳液或含有上述第四方面所述方法制备得到的水包油乳液的化妆品，所述化妆品选自：洗发精、护发素等洗发液；生发水、焗油膏等化妆料；口红、洁面膏、剃须泡沫、洗面奶、乳液、洗手液等各种皮肤用化妆料等。
在第六方面中，本发明提供了一种含有上述第一方面所述改性豆渣或含有上述第二方面所述方法制备得到的改性豆渣或含有上述第三方面所述水包油乳液或含有上述第四方面所述方法制备得到的水包油乳液的食品，所述食品选自：酸奶、奶粉、炼乳等乳制品；冰淇淋、棒冰等冷冻点心；奶茶、乳饮料等饮品；色拉酱、蛋黄酱等调料酱；蛋糕、甜甜圈、蛋挞等烘焙制品等。
在第七方面中，本发明提供了一种提高水包油乳液稳定性的方法，其特征在于使用本发明第一方面所述的改性豆渣或本发明第二方面所述方法制备得到的改性豆渣制备所述水包油乳液。
在第八方面中，本发明提供了一种含有上述第一方面所述改性豆渣或含有上述第二方面所述方法制备得到的改性豆渣或含有上述第三方面所述水包油乳液或含有上述第四方面所述方法制备得到的水包油乳液的食品，所述食品选自：挂面、米粉、馒头等主食；面包、饼干等烘焙制品；大豆饮料、功能性饮料、清凉饮料等饮品；火腿肠、午餐肉、肉松等肉糜制品；糖尿病、高血压患者的特膳食品。等。
以下利用实施例具体地说明本发明的实施方式和技术效果，但本发明不限定于以下实施例。
本发明的下述实施例中，原料是采用益海嘉里生产豆浆和大豆分离蛋白所得到的豆渣，经过洗涤、干燥等步骤得到的豆渣粉，其中豆浆豆渣粉中蛋白含量约为21％，不可溶膳食纤维含量约为52％，可溶膳食纤维含量约为2％；大豆分离蛋白豆渣粉中蛋白含量约为18％，不可溶膳食纤维含量约为55％，可溶性膳食纤维含量约为3％；
水热反应设备：4520型，美国PARR公司；
均质设备：PANDA PLUS 2000，NIRO；
剪切设备：T25，IKA；
喷雾干燥设备：TM2000，GEA。
以下利用实施例具体地说明本发明的实施方式，但本发明不限定于以下实施例。在实施例中，“份”表示重量基准。
本发明的下述实施例中，采用的检测方法如下：
蛋白含量：参照《GB 5009.5-2016食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法。准备称取粉末状样品0.5g左右，称量纸一起放入消化管，然后称取6g左右配制好的催化剂加入消化管。添加12mL浓硫酸，将消化管放入消化炉内升温至400℃，消化2h至管内样品消化彻底，呈现清澈透明的淡蓝色。消化好后，取下消化管冷却至室温，用凯氏定氮仪自动滴定，记下消耗的盐酸体积。按下列公式计算：
Figure BDA0001930381990000101
其中，X是样品中蛋白的百分含量(％)，m为样品质量(g)，V1为样品消耗的盐酸体积(mL)，V0为空白对照消耗的盐酸体积(mL)，c为盐酸滴定液的浓度(mol/L)， F为转换系数，大豆及其粗加工制品为5.71。
分层稳定性(乳析指数)：取10mL刚制备好的乳液置于10mL具塞刻度试管中，常温下静置观察，3天后记录乳液分层后样品底部清液层的高度。乳液的分层稳定性用乳析指数(CI)表征。每个样品重复测定3次，结果取平均值。乳析指数(CI，％)计算如下：
CI＝(HS/HT)*100％
式中：HS—下清液层的高度；HT—乳液的总高度。
可溶性膳食纤维和不可溶膳食纤维含量：参照《GB 5009.88-2014食品安全国家标准食品中膳食纤维含量的测定》。
乳液的粒径采用贝克曼的激光粒度仪(LS13320)检测得到。
实施例1：
准确称取10份大豆分离蛋白豆渣粉，加入90份水，混合均匀，得豆渣含量为10％的初始豆渣水分散液，调节分散液的pH值为5.0，加入豆渣含量0.5％的纤维素酶进行酶解反应，酶解温度为55℃，酶解时间为2h，然后调节酶解液的pH值为4.0，加入反应釜中，120℃条件下反应2h，调节反应物的pH值为7.0，进行喷雾干燥(进口温度180℃，出口温度90 ℃)，得改性豆渣粉末。
将10g改性豆渣粉末加入60g水中，充分水合，加入30g大豆油，其中，改性豆渣粉末含量为10％，大豆油含量为30％，将混合物的温度保持在55℃，15000rpm条件下剪切1min，30MPa均质3min，得到水包油乳液。
实施例2：
准确称取20份大豆分离蛋白豆渣粉，加入80份水，混合均匀，得豆渣含量为20％的初始豆渣水分散液，调节分散液的pH值为4.0，加入豆渣含量0.5％的半纤维素酶进行酶解反应，酶解温度为65℃，酶解时间为4h，然后调节酶解液的pH值为3.0，加入反应釜中，140℃条件下反应4h，调节反应物的pH值为7.0，进行喷雾干燥(进口温度190℃，出口温度 95℃)，得改性豆渣粉末。
将15g改性豆渣粉末加入35g水中，充分水合，加入50g大豆油，其中，改性豆渣粉末含量为15％，大豆油含量为50％，将混合物的温度保持在65℃，20000rpm条件下剪切2min，60MPa均质4min，得到水包油乳液。
实施例3：
准确称取5份大豆分离蛋白豆渣粉，加入95份水，混合均匀，得豆渣含量为5％的初始豆渣水分散液，调节分散液的pH值为6.0，加入豆渣含量0.5％的木质素酶进行酶解反应，酶解温度为45℃，酶解时间为1h，然后调节酶解液的pH值为6.0，加入反应釜中，110℃条件下反应1h，调节反应物的pH值为7.0，进行喷雾干燥(进口温度150℃，出口温度75 ℃)，得改性豆渣粉末。
将5g改性豆渣粉末加入85g水中，充分水合，加入10g大豆油，其中，改性豆渣粉末含量为5％，大豆油含量为10％，将混合物的温度保持在45℃，10000rpm条件下剪切1min，20MPa均质2min，得到水包油乳液。
实施例4：
准确称取10份大豆分离蛋白豆渣粉，加入90份水，混合均匀，得豆渣含量为10％的初始豆渣水分散液，调节分散液的pH值为5.0，加入豆渣含量0.5％的纤维素酶进行酶解反应，酶解温度为55℃，酶解时间为2h，接着加入豆渣含量0.5％的酸性蛋白酶进行酶解反应，酶解温度为55℃，酶解时间为2h，然后调节酶解液的pH值为4.0，加入反应釜中，120℃条件下反应2h，调节反应物的pH值为7.0，进行喷雾干燥(进口温度180℃，出口温度90℃)，得改性豆渣粉末。
将10g改性豆渣粉末加入60g水中，充分水合，加入30g大豆油，其中，改性豆渣粉末含量为10％，大豆油含量为30％，将混合物的温度保持在55℃，30MPa均质3min，得到水包油乳液。
实施例5：
与实施例1不同的是，油水混合物不经剪切直接进行均质处理，保持其他条件不变，制备得到水包油乳液。
实施例6：
与实施例1不同的是，用豆浆豆渣粉代替大豆分离蛋白豆渣粉，保持其他条件不变，制备得到水包油乳液。
比较实施例1：
与实施例1不同的是，豆渣粉不经过改性处理，保持其他条件不变，制备得到水包油乳液。
比较实施例2：
与实施例1不同的是，豆渣粉不经酶解处理，保持其他条件不变，制备得到改性豆渣粉末和水包油乳液。
比较实施例3：
与实施例1不同的是，豆渣粉不经水热处理，保持其他条件不变，制备得到改性豆渣粉末和水包油乳液。
比较实施例4：
与实施例1不同的是，豆渣粉先经水热处理，再经酶解处理，保持其他条件不变，制备得到改性豆渣粉末和水包油乳液。
比较实施例5：
与实施例1不同的是，水热反应前，调整分散液的pH值为7.0，保持其他条件不变，制备得到改性豆渣粉末和水包油乳液。
比较实施例6：
与实施例1不同的是，水热反应前，调整分散液的pH值为2.0，保持其他条件不变，制备得到改性豆渣粉末和水包油乳液。
比较实施例7：
与实施例1不同的是，配制25％豆渣水分散液，保持其他条件不变，制备得到改性豆渣粉末和水包油乳液。
比较实施例8：
与实施例1不同的是，用酸性蛋白酶代替纤维素酶，保持其他条件不变，制备得到改性豆渣粉末和水包油乳液。
比较实施例9：
与实施例4不同的是，酶解温度设置为70℃，保持其他条件不变，制备得到改性豆渣粉末和水包油乳液。
比较实施例10：
与实施例4不同的是，酶解温度设置为30℃，保持其他条件不变，制备得到改性豆渣粉末和水包油乳液。
比较实施例11：
考虑豆渣中含有较多不可溶膳食纤维，因此配制10％的大豆不可溶膳食纤维分散液，保持其他条件与实施例1相同，制备得到改性粉末和水包油乳液。
比较实施例12：
考虑豆渣中含有一定的大豆蛋白，因此配制10％的大豆蛋白的分散液，保持其他条件与实施例1相同，制备得到改性粉末和水包油乳液。
比较实施例13：
考虑豆渣中含有较多不可溶膳食纤维和一定的大豆蛋白，因此配制7％的大豆不可溶膳食纤维和3％大豆蛋白的混合分散液，保持其他条件与实施例1相同，制备得到改性粉末和水包油乳液。
比较实施例14：
取含有55％可溶膳食纤维、20％不可溶膳食纤维和25％大豆蛋白的混合粉末代替改性豆渣粉末，保持其他条件与实施例1相同，制备得到水包油乳液。
比较实施例15：
与实施例1不同的是，取含有55％可溶膳食纤维、20％不可溶膳食纤维和25％大豆蛋白的混合粉末代替豆渣原料，保持其他条件不变，制备得到改性粉末和水包油乳液。
比较实施例16：
与实施例1不同的是，乳液配方中改性豆渣粉末含量为3％，大豆油含量为60％，保持其他条件不变，制备得到改性豆渣粉末和水包油乳液。
比较实施例17：
与实施例1不同的是，乳液配方中改性豆渣粉末含量为20％，大豆油含量为5％，保持其他条件不变，制备得到改性豆渣粉末和水包油乳液。
对实施例1-6和比较实施例1-17配方及工艺过程总结如表1所示。
Figure BDA0001930381990000161
Figure BDA0001930381990000171
对实施例1-6和比较实施例1-17所得改性豆渣的主要成分进行了测定，结果如表2所示。
表2改性豆渣主要成分
Figure BDA0001930381990000181
豆渣含量在5％-20％，分散液的pH值在3.0-6.0，在合适条件下进行酶解、水热、喷雾干燥处理，得到的改性豆渣中可溶性膳食纤维含量为40％-55％，不可溶膳食纤维含量为5％-20％，大豆蛋白含量为15％-25％(实施例1、2、3、5、6，比较实施例16、17)；当使用酸性蛋白酶和纤维素酶酶解时(实施例4)，可溶性纤维含量较少，而不可溶纤维和蛋白含量与实施例1基本相同，可能原因是蛋白被水解成为小分子肽，破坏了豆渣中蛋白与纤维的结构，导致纤维过度水解，生成较多小分子寡糖；当豆渣粉不经任何处理时(比较实施例1)，豆渣中含有较少的可溶膳食纤维和较多的不可溶膳食纤维；当豆渣粉不进行酶解处理(比较实施例2)，不进行水热处理(比较实施例3)，水热处理前pH值过高(比较实施例5)或者用酸性蛋白酶代替纤维素酶时(比较实施例8)，均有部分不可溶膳食纤维转化为可溶膳食纤维，但这些处理条件，对不可溶膳食纤维的水解能力有限；当使用纤维素酶和酸性蛋白酶酶解，酶解温度过高(比较实施例9)或者过低时(比较实施例10)，会很大程度上影响酶的活性，使可溶性膳食纤维含量偏低；当先水热后酶解(比较实施例4)，水热处理前pH值过低时(比较实施例6)或者用复配粉末代替豆渣原料时(比较实施例15)，不可溶膳食纤维含量满足要求，但可溶膳食纤维含量较低，这是由于纤维的水解过度，导致生成较多小分子的寡糖；当豆渣含量过多时(比较实施例7)，由于体系粘度过大，反应过程中能量不均匀，不可溶膳食纤维无法被较好地水解；当用大豆纤维代替豆渣时(比较实施例11)，蛋白含量过少；当用大豆蛋白代替豆渣时(比较实施例12)，可溶膳食纤维和不可溶膳食纤维含量都很少；当用大豆纤维和大豆蛋白代替豆渣(比较实施例13)或者用复配粉末代替改性豆渣时 (比较实施例14)，各成分具有合适的比例。
对实施例1-6和比较实施例1-17所制备的水包油乳液的乳化情况和分层稳定性进行了对比，其中对乳化情况进行评分，评分标准按照乳化好坏的顺序依次为4分：很好乳化，形成均一细腻的乳液，无沉淀或浮油产生；3分：较好乳化，形成较为均一的乳液，无沉淀或浮油产生；2分：能够形成乳液，乳液不太均一，底部有沉淀或表面有浮油；1分：无法乳化，无法形成乳液。结果如表3所示。
表3水包油乳液性质
Figure BDA0001930381990000191
Figure BDA0001930381990000201
在实施例1、2、3、6中，由于酶解水热处理使豆渣中大部分不可溶膳食纤维转化为可溶膳食纤维，且剩下的不可溶纤维与蛋白形成特殊的空间结构，因此在具有合适的改性豆渣含量和大豆油含量时，能够形成均一细腻且稳定性良好的水包油乳液，乳析指数小于5％；当使用纤维素酶和酸性蛋白酶酶解时(实施例4)，乳析指数小于5％，形成的乳液较为均一，这说明酸性蛋白酶使蛋白生成小分子肽，虽然仍然具备一定的乳化性，但破坏了纤维和蛋白形成的结构，使纤维无法很好地分散在乳液当中；实施例5与实施例1相比，高压均质前未进行剪切处理，所制备的乳液与实施例1相比乳液细腻程度稍差，但仍具有很好地稳定性；当豆渣粉不经任何处理(比较实施例1)，不进行水热处理(比较实施例3)或者用大豆纤维代替豆渣时(比较实施例11)，无法形成乳液；当豆渣粉不进行酶解处理(比较实施例2)，水热处理前pH值过高(比较实施例5)，豆渣含量过多(比较实施例7)，用酸性蛋白酶代替纤维素酶(比较实施例8)，酶解温度过高(比较实施例9)或者酶解温度过低时(比较实施例10)，所得乳液不够均一，所得乳液粒径较大且分层稳定性较差；当先水热后酶解(比较实施例4)，水热处理前 pH值过低(比较实施例6)或者用复配粉末代替豆渣原料时(比较实施例15)，所得乳液不够均一，有浮油，且分层稳定性较差；当用大豆蛋白代替豆渣时(比较实施例12)，乳化较好，所得乳液较为均一，但乳液比较容易发生凝聚，分层稳定性较差；当用大豆纤维和大豆蛋白代替豆渣(比较实施例13)或者用复配粉末代替改性豆渣时(比较实施例14)，所得乳液底部有较多沉淀产生，且分层稳定性较差；当乳液配方中改性豆渣含量较少、大豆油含量较多(比较实施例16)时，无法形成乳液；当乳液配方中改性豆渣含量较多、大豆油含量较少(比较实施例17)时，形成的乳液不够均一，有较多沉淀产生。
综合以上分析可知，以豆渣为原料，利用酶解-水热-喷雾干燥的工艺来制备改性豆渣粉末，豆渣含量为5％-20％，水分散液的pH值为3.0-6.0，所得改性豆渣粉末主要包含可溶膳食纤维、不可溶膳食纤维和大豆蛋白，具有很好的乳化性，以改性豆渣5-15％，水35-85％，植物油10-50％的配比通过高速剪切和高压均质，能够制备得到质地均一细腻且稳定性良好的水包油乳液。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。

Claims (36)

1.一种改性豆渣，其特征在于：以所述改性豆渣中干物质计，所述改性豆渣中可溶膳食纤维的含量为40％-55％；所述改性豆渣中不可溶膳食纤维的含量为5％-20％；所述改性豆渣中蛋白的含量为15％-25％；所述改性豆渣的制备方法包括以下步骤： A)使用糖酶处理豆渣原料与水的混合物，获得豆渣酶解液；和B)对豆渣酶解液进行水热处理；所述步骤A)的酶解温度为45-65℃，步骤B)的水热处理的pH为3.0-6.0，所述步骤A)的糖酶选自：纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶中的一种或多种组合。
2.如权利要求1所述的改性豆渣，其特征在于，所述改性豆渣的制备方法中步骤A)酶解pH为4.0-6.0。
3.如权利要求1所述的改性豆渣，其特征在于，所述改性豆渣的制备方法中步骤A)酶解时间为1-4hr。
4.如权利要求1-3中任一项所述的改性豆渣，其特征在于，所述改性豆渣的制备方法中步骤A)使用糖酶和蛋白酶处理豆渣与水的混合物。
5.如权利要求4所述的改性豆渣，其特征在于，所述蛋白酶选自：酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶。
6.如权利要求1所述的改性豆渣，其特征在于，所述改性豆渣的制备方法中步骤B)水热处理温度为110-140℃。
7.如权利要求1所述的改性豆渣，其特征在于，所述改性豆渣的制备方法中步骤B)水热处理压力为1.5-3.5MPa。
8.如权利要求1所述的改性豆渣，其特征在于，所述改性豆渣的制备方法中步骤B)水热处理时间为1-4hr。
9.如权利要求1所述的改性豆渣，其特征在于，所述改性豆渣的制备方法还包括步骤B)之后进行浓缩和/或干燥的步骤。
10.如权利要求9所述的改性豆渣，其特征在于，所述干燥方式选自：喷雾干燥、冷冻干燥、减压干燥、沸腾干燥、红外线干燥、微波干燥。
11.如权利要求9所述的改性豆渣，其特征在于，所述浓缩方式为减压蒸馏、膜过滤、冷冻浓缩、结晶浓缩、三相浓缩。
12.权利要求1-11任一项所述的改性豆渣的制备方法，其特征在于，所述改性豆渣的制备方法中步骤A)中豆渣原料蛋白含量15-25％，大豆不可溶膳食纤维50-60％，大豆可溶膳食纤维1-5％。
13.一种水包油乳液，其特征在于：所述水包油乳液含有如权利要求1-11任一项所述的改性豆渣或含有如权利要求12所述方法制备得到的改性豆渣。
14.如权利要求13所述的水包油乳液，其特征在于，所述水包油乳液中含有改性豆渣5-15重量份，水35-85重量份，油脂10-50重量份；和/或，所述水包油乳液的乳析指数小于5％。
15.权利要求13或14所述的水包油乳液的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)将权利要求1-11任一项所述的改性豆渣或权利要求12中所述方法制备得到的改性豆渣与水和油脂混合得到改性豆渣油水混合物，2)对改性豆渣油水混合物进行高压均质处理得到水包油乳液。
16.如权利要求15所述的水包油乳液的制备方法，所述油脂选自植物油脂，动物油脂，植物油脂和动物油脂混合物，植物油脂、动物油脂或植物油脂和动物油脂混合物的分提物，以及化学或酶催化的酯交换油脂，矿物油中的至少一种。
17.如权利要求16所述的水包油乳液的制备方法，所述植物油脂选自稻米油、葵花籽油、菜油、棕榈油、棕榈仁油、花生油、大豆油、棉籽油、红花籽油、紫苏籽油、茶籽油、油橄榄油、可可豆油、扁桃仁油、杏仁油、油桐籽油、橡胶籽油、玉米油、小麦胚油、芝麻籽油、蓖麻籽油、月见草籽油、榛子油、南瓜籽油、胡桃油、葡萄籽油、玻璃苣籽油、沙棘籽油、番茄籽油、澳洲坚果油、椰子油、可可脂中的至少一种；动物油脂选自牛油、猪油、乳脂、鱼油中的至少一种；矿物油选自化石来源的油脂。
18.如权利要求17所述的水包油乳液的制备方法，所述植物油脂选自高油酸葵花籽油、低芥酸菜油中的至少一种。
19.如权利要求15所述的水包油乳液的制备方法，其特征在于，所述改性豆渣油水混合物进一步含有色素、抗氧化剂、维生素、晶体改进剂、香精、矿物质、蛋白质、淀粉、胶体、盐、乳化剂、膳食纤维、糖、植物甾醇或以上的任意组合。
20.如权利要求19所述的水包油乳液的制备方法，所述矿物质选自：钙、镁、锌、铁。
21.如权利要求19所述的水包油乳液的制备方法，所述糖选自：葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖。
22.如权利要求15所述的水包油乳液的制备方法，在所述步骤1)后还包括对步骤1)所获得的改性豆渣油水混合进行乳化处理。
23.如权利要求15所述的水包油乳液的制备方法，在高压均质处理前对油水混合物进行高速搅拌处理。
24.如权利要求23所述的水包油乳液的制备方法，所述高速搅拌转速10000-20000rpm。
25.如权利要求23所述的水包油乳液的制备方法，所述高速搅拌时间为1-2min。
26.如权利要求15所述的水包油乳液的制备方法，所述高压均质压力为20-60MPa。
27.如权利要求15所述的水包油乳液的制备方法，所述高压均质时间为2-4min。
28.如权利要求15所述的水包油乳液的制备方法，所述高压均质在45-65℃温度下进行。
29.如权利要求15所述水包油乳液的制备方法，其特征在于，所述步骤1)还包括：a)混合改性豆渣和水，获得水相部分；和b)混合水相部分和油脂获得改性豆渣油水混合物。
30.如权利要求29所述水包油乳液的制备方法，所述步骤b)包括，在容器中将油脂加入水相部分或将水相部分加入油脂或将水相部分和油脂同时加入容器中进行乳化操作获得所述改性豆渣油水混合物。
31.如权利要求30所述水包油乳液的制备方法，所述步骤b)中乳化操作温度为45-65℃。
32.如权利要求31所述水包油乳液的制备方法，所述步骤b)在选自具有超声、摇震、剪切、辐照、搅拌、胶体磨、均质中的至少一种功能的容器中进行。
33.一种含有权利要求1-11任一项所述改性豆渣或含有如权利要求12所述方法制备得到的改性豆渣或含有如权利要求13或14所述水包油乳液或含有如权利要求15-32任一项所述方法制备得到的水包油乳液的食品，所述食品选自：酸奶、奶粉、炼乳、冰淇淋、棒冰、乳饮料、色拉酱、蛋黄酱、蛋糕、甜甜圈、蛋挞、挂面、米粉、馒头、面包、饼干、功能性饮料、清凉饮料、火腿肠、午餐肉、肉松、糖尿病或高血压患者的特膳食品中的至少一种。
34.如权利要求33所述的食品，所述食品选自：奶茶、大豆饮料中的至少一种。
35.一种含有权利要求1-11任一项所述改性豆渣或含有如权利要求12所述方法制备得到的改性豆渣或含有如权利要求13或14所述水包油乳液或含有如权利要求15-32任一项所述方法制备得到的水包油乳液的化妆品，所述化妆品选自：洗发精、护发素、生发水、焗油膏、口红、洁面膏、剃须泡沫、洗面奶、乳液、洗手液中的至少一种。
36.一种提高水包油乳液稳定性的方法，其特征在于使用权利要求1-11任一项所述的改性豆渣或使用权利要求12所述的方法制备得到的改性豆渣制备水包油乳液。
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JP2014039477A (ja) * 2010-11-15 2014-03-06 Musashino Chemical Laboratory Ltd ステアロイル乳酸ナトリウム含有組成物

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