CN115444126B - 一种植物基膳食纤维的水分保持剂的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及食品添加剂生产技术领域，特别涉及一种植物基膳食纤维的水分保持剂的生产方法，选用大豆经榨油、生产分离蛋白后的豆渣为原料，通过特定的制备方法制得大豆纤维超微粉，还选用柑橘皮渣废料为原料，通过与大豆纤维超微粉类似的方法制得柑橘纤维超微粉，在水分保持剂配方中，依然加入了少量的磷酸盐类，以上方案中，通过合理利用植物基膳食纤维作为原料，减少磷酸盐类的比例，同时保证新配方的水分保持剂具有很好的保水性能。
Description
技术领域
本发明涉及食品添加剂生产技术领域，特别涉及一种植物基膳食纤维的水分保持剂的生产方法。
背景技术
水分保持其是食品加工过程中，用于保持食品内部的持水性，改善食品的形态、风味、色泽的一类物质，现有的用于食品的水分保持剂为磷酸盐类，虽然磷酸盐类本身具有不错的水分保持性能，但是由于人体过多摄入磷酸盐类，不利于人体的钙磷平衡。
植物基膳食纤维虽然具有一定的保水性能，但是直接利用植物基膳食纤维代替磷酸盐类作为食品水分保持剂使用，则保水效果并不理想。
但是植物基膳食纤维本身对于人体具有诸多优点，人体适量摄入膳食纤维不但没有害处，还具有降血压、降血糖、预防心血管疾病以及一定的减肥作用；因此，如何改进食品水分保持剂的配方及工艺，合理利用植物基膳食纤维作为原料，减少磷酸盐类的比例，同时保证新配方的水分保持剂具有很好的保水性能，成为亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何改进食品水分保持剂的配方及工艺，合理利用植物基膳食纤维作为原料，减少磷酸盐类的比例，同时保证新配方的水分保持剂具有很好的保水性能。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种植物基膳食纤维的水分保持剂的生产方法，所述水分保持剂由以下质量份的配方制备而成：
4-6份大豆纤维；0.5-1.5份柑橘纤维；60-70份海藻糖；12-18份小苏打；8-12份磷酸盐类；1.5-2.5份氯化钾；1.5-2.5份食用盐；
步骤1：原料制备，所述原料制备包括大豆纤维的制备和柑橘纤维的制备；
所述大豆纤维的制备方法为：将大豆经榨油、生产分离蛋白后的豆渣为原料，粗粉碎，过100目筛后，浸泡于丙三醇溶液中2-5h，浸泡过程中不断搅拌均匀，所述丙三醇溶液中，丙三醇和水的质量比为1∶10-15，浸泡过程中，对容器进行电磁处理以及超声波处理，过滤，得到滤渣，将滤渣经过冷冻干燥，冷冻干燥过程中，辅以远红外线辐照处理，再经过超微粉碎后制得大豆纤维；
所述柑橘纤维的制备方法为：将柑橘皮渣粗粉碎，过100目筛后，进行膨化处理后，浸泡于丙三醇溶液中2-5h，浸泡过程中不断搅拌均匀，所述丙三醇溶液中，丙三醇和水的质量比为1∶10-15，浸泡过程中，对容器进行电磁处理以及超声波处理，过滤，得到滤渣，将滤渣经过冷冻干燥，冷冻干燥过程中，辅以远红外线辐照处理，再经过超微粉碎后，所述制得柑橘纤维，制得的柑橘纤维粒径大于大豆纤维的粒径；
步骤2：将制得的大豆纤维、柑橘纤维和其他原料按上述比例混合，搅拌均匀，得到植物基膳食纤维的水分保持剂。
优选的，所述大豆纤维的粒径为1-10μm。
优选的，所述柑橘纤维的粒径为50-100μm。
优选的，所述磷酸盐类选自磷酸、焦磷酸二氢二钠、焦磷酸钠、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二铵、磷酸氢二钾、磷酸氢钙、磷酸三钙、磷酸三钾、磷酸三钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸氢二钠中的一种或二种以上复配。
优选的，所述磷酸盐类包括焦磷酸和三聚磷酸盐。
优选的，所述磷酸盐为三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠按照质量比为2∶2∶1的混合物。
优选的，所述冷冻干燥具体为：将滤渣平铺于冷冻干燥机的搁置板上，在-20～-40℃冷冻1-3h；冷冻过程中，打开真空泵，对冷冻干燥机进行抽真空；开启冷冻干燥机的加热功能，温度调节至50-60℃，加热0.5-1h，加热过程中，通过在冷冻干燥炉的内壁设置远红外材料层，通过远红外材料层向滤渣辐射远红外线。
优选的，所述对容器进行电磁处理以及超声波处理中，所述超声波的功率为200-210W；所述电磁处理的磁场强度为8-15A/m。
本发明的有益效果在于：
本发明中，选用大豆经榨油、生产分离蛋白后的豆渣为原料，通过特定的制备方法制得大豆纤维超微粉，在具体制备方法中，通过粗粉碎，浸泡于丙三醇水溶液中，利用电磁处理和超声波处理，使水溶液中的大分子团发生化学键断裂，形成小分子团，由于大豆纤维中具有亲水基团，而丙三醇溶于水，使丙三醇水溶液与大豆纤维更均匀地融合，通过过滤，得到滤渣，使滤渣中包含大豆纤维、水和丙三醇；通过冷冻干燥的冷冻阶段，使滤渣中形成冰晶小颗粒，在加热阶段通过辅以远红外辐射处理下，能够助力冰晶小颗粒快速升华，使滤渣颗粒内部形成质密的、均匀分布的微孔，由于丙三醇沸点高于水，在短时间冷冻干燥下，丙三醇依然保留在滤渣颗粒中，再通过超微粉碎处理得到的大豆纤维超微粉能够暴露更多的亲水基团，而大豆纤维超微粉又结合有丙三醇小分子，丙三醇本身也具有水分保持的能力，进一步提升了大豆纤维超微粉的保水性能；
本发明中，还选用柑橘皮渣废料为原料，通过与大豆纤维超微粉类似的方法制得柑橘纤维超微粉，不同的是，柑橘纤维制备过程中，经过膨化处理，进一步增大内部孔隙，暴露更多的亲水基团，而在超微粉碎时，其粒径大于大豆纤维的粒径，在步骤二的混合阶段，利用柑橘纤维作为一级骨架，通过丙三醇小分子与大豆纤维相结合，形成空间网状结构，进一步增强持水性能；另一方面，在步骤二的混合阶段，利用海藻糖结晶作为二级骨架，使柑橘纤维和大豆纤维均匀附着在海藻糖结晶的表面，进一步形成空间网状结构，在其他组分的配合下，使制得的水分保持剂用于腌制肉类食品时，能够更均匀地融入肉类的肌肉蛋白内，提高肌肉蛋白的保水性。
本发明中，在水分保持剂配方中，依然加入了少量的磷酸盐类，磷酸盐类在保水性能上依然有不可替代的作用，例如可以螯合肉中的金属离子，增加肉的离子强度；解离肌肉蛋白，是肉质保持柔嫩性，抑制肉类变色、变味等；但通过本发明的水分保持剂的配方改进，可以很大程度减少磷酸盐类的用量的情况下，保证肉类食品的良好的保水性能。
以上方法中，合理利用植物基膳食纤维作为原料，减少磷酸盐类的比例，同时保证新配方的水分保持剂具有很好的保水性能。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
实施例1
一种植物基膳食纤维的水分保持剂的生产方法，所述水分保持剂由以下质量份的配方制备而成：
4份大豆纤维；0.5份柑橘纤维；60份海藻糖；12份小苏打；8份磷酸盐类；1.5份氯化钾；1.5份食用盐；所述磷酸盐为三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠按照质量比为2∶2∶1的混合物。
步骤1：原料制备，所述原料制备包括大豆纤维的制备和柑橘纤维的制备；
所述大豆纤维的制备方法为：将大豆经榨油、生产分离蛋白后的豆渣为原料，粗粉碎，过100目筛后，浸泡于丙三醇溶液中2h，浸泡过程中不断搅拌均匀，所述丙三醇溶液中，丙三醇和水的质量比为1∶10，浸泡过程中，对容器进行电磁处理以及超声波处理，过滤，得到滤渣，将滤渣经过冷冻干燥，冷冻干燥过程中，辅以远红外线辐照处理，再经过超微粉碎后制得大豆纤维；所述大豆纤维的粒径为1μm；
所述柑橘纤维的制备方法为：将柑橘皮渣粗粉碎，过100目筛后，进行膨化处理后，浸泡于丙三醇溶液中2h，浸泡过程中不断搅拌均匀，所述丙三醇溶液中，丙三醇和水的质量比为1∶10，浸泡过程中，对容器进行电磁处理以及超声波处理，过滤，得到滤渣，将滤渣经过冷冻干燥，冷冻干燥过程中，辅以远红外线辐照处理，再经过超微粉碎后，所述制得柑橘纤维，所述柑橘纤维的粒径为50μm；
所述冷冻干燥具体为：将滤渣平铺于冷冻干燥机的搁置板上，在-20℃冷冻1h；冷冻过程中，打开真空泵，对冷冻干燥机进行抽真空；开启冷冻干燥机的加热功能，温度调节至50℃，加热0.5h，加热过程中，通过在冷冻干燥炉的内壁设置远红外材料层，通过远红外材料层向滤渣辐射远红外线；
所述对容器进行电磁处理以及超声波处理中，所述超声波的功率为200W；所述电磁处理的磁场强度为8A/m；
步骤2：将制得的大豆纤维、柑橘纤维和其他原料按上述比例混合，搅拌均匀，得到植物基膳食纤维的水分保持剂。
实施例2
一种植物基膳食纤维的水分保持剂的生产方法，所述水分保持剂由以下质量份的配方制备而成：
5份大豆纤维；1份柑橘纤维；65份海藻糖；15份小苏打；10份磷酸盐类；2份氯化钾；2份食用盐；所述磷酸盐为三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠按照质量比为2∶2∶1的混合物。
步骤1：原料制备，所述原料制备包括大豆纤维的制备和柑橘纤维的制备；
所述大豆纤维的制备方法为：将大豆经榨油、生产分离蛋白后的豆渣为原料，粗粉碎，过100目筛后，浸泡于丙三醇溶液中3h，浸泡过程中不断搅拌均匀，所述丙三醇溶液中，丙三醇和水的质量比为1∶12，浸泡过程中，对容器进行电磁处理以及超声波处理，过滤，得到滤渣，将滤渣经过冷冻干燥，冷冻干燥过程中，辅以远红外线辐照处理，再经过超微粉碎后制得大豆纤维；所述大豆纤维的粒径为5μm；
所述柑橘纤维的制备方法为：将柑橘皮渣粗粉碎，过100目筛后，进行膨化处理后，浸泡于丙三醇溶液中3h，浸泡过程中不断搅拌均匀，所述丙三醇溶液中，丙三醇和水的质量比为1∶12，浸泡过程中，对容器进行电磁处理以及超声波处理，过滤，得到滤渣，将滤渣经过冷冻干燥，冷冻干燥过程中，辅以远红外线辐照处理，再经过超微粉碎后，所述制得柑橘纤维，所述柑橘纤维的粒径为75μm；
所述冷冻干燥具体为：将滤渣平铺于冷冻干燥机的搁置板上，在-30℃冷冻2h；冷冻过程中，打开真空泵，对冷冻干燥机进行抽真空；开启冷冻干燥机的加热功能，温度调节至55℃，加热0.7h，加热过程中，通过在冷冻干燥炉的内壁设置远红外材料层，通过远红外材料层向滤渣辐射远红外线；
所述对容器进行电磁处理以及超声波处理中，所述超声波的功率为205W；所述电磁处理的磁场强度为11A/m；
步骤2：将制得的大豆纤维、柑橘纤维和其他原料按上述比例混合，搅拌均匀，得到植物基膳食纤维的水分保持剂。
实施例3
一种植物基膳食纤维的水分保持剂的生产方法，所述水分保持剂由以下质量份的配方制备而成：
6份大豆纤维；1.5份柑橘纤维；70份海藻糖；18份小苏打；12份磷酸盐类；2.5份氯化钾；2.5份食用盐；所述磷酸盐为三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠按照质量比为2∶2∶1的混合物。
步骤1：原料制备，所述原料制备包括大豆纤维的制备和柑橘纤维的制备；
所述大豆纤维的制备方法为：将大豆经榨油、生产分离蛋白后的豆渣为原料，粗粉碎，过100目筛后，浸泡于丙三醇溶液中5h，浸泡过程中不断搅拌均匀，所述丙三醇溶液中，丙三醇和水的质量比为1∶15，浸泡过程中，对容器进行电磁处理以及超声波处理，过滤，得到滤渣，将滤渣经过冷冻干燥，冷冻干燥过程中，辅以远红外线辐照处理，再经过超微粉碎后制得大豆纤维；所述大豆纤维的粒径为10μm；
所述柑橘纤维的制备方法为：将柑橘皮渣粗粉碎，过100目筛后，进行膨化处理后，浸泡于丙三醇溶液中2h，浸泡过程中不断搅拌均匀，所述丙三醇溶液中，丙三醇和水的质量比为1∶15，浸泡过程中，对容器进行电磁处理以及超声波处理，过滤，得到滤渣，将滤渣经过冷冻干燥，冷冻干燥过程中，辅以远红外线辐照处理，再经过超微粉碎后，所述制得柑橘纤维，所述柑橘纤维的粒径为100μm；
所述冷冻干燥具体为：将滤渣平铺于冷冻干燥机的搁置板上，在-40℃冷冻3h；冷冻过程中，打开真空泵，对冷冻干燥机进行抽真空；开启冷冻干燥机的加热功能，温度调节至60℃，加热1h，加热过程中，通过在冷冻干燥炉的内壁设置远红外材料层，通过远红外材料层向滤渣辐射远红外线；
所述对容器进行电磁处理以及超声波处理中，所述超声波的功率为210W；所述电磁处理的磁场强度为15A/m；
步骤2：将制得的大豆纤维、柑橘纤维和其他原料按上述比例混合，搅拌均匀，得到植物基膳食纤维的水分保持剂。
以上方案中，需要说明的是：在冷冻干燥工序中，辅以超声波干燥处理可通过在冻干炉内多方位增设超声波发生器来实现，而超声波发生器本身为现有设备，具体工作原理此处不再赘述。
以上方案中，需要说明的是：在冷冻干燥工序中，辅以远红外辐射处理可通过在冻干炉的炉内壁、搁置板、支撑柱等表面涂覆一层远红外线材料以实现，通过炉内适当加温使搁置板上的物料得到均匀地远红外线辐照。
以上方案中，需要说明的是：以上磁处理可通过在容器外部盘绕线圈，通过对线圈通电使容器内具有磁场，磁场强度大小的调节可通过调节线圈的圈数以及通电的功率来实现。
对比例1
一种水分保持剂，其成分为磷酸盐，磷酸盐为三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠按照质量比为2∶2∶1的混合物。
对比例2
参照实施例2的植物基膳食纤维的水分保持剂的生产方法，不同的是，将所述大豆纤维的制备方法简化为直接将豆渣通过微波干燥后，超微粉碎得到超微粉；将柑橘纤维的制备方法简化为直接将柑橘纤维通过微波干燥后，超微粉碎得到超微粉；配方的比例则不改变。
水分保持剂的性能试验：
试验方法：准备一块组织结构基本相同的牛肉，分切为重量相同的5片，分别进行以下实验；
实验例1
将实施例2制得的水分保持剂均匀涂抹在其中一片牛肉片的表面，水分保持剂添加量为占牛肉片总质量的0.4％。
实验例2
将实施例2制得的水分保持剂均匀涂抹在其中一片牛肉片的表面，水分保持剂添加量为占牛肉片总质量的0.8％。
实验例3
将实施例2制得的水分保持剂均匀涂抹在其中一片牛肉片的表面，水分保持剂添加量为占牛肉片总质量的1.2％。
实验例4
将对比例1制得的水分保持剂均匀涂抹在其中一片牛肉片的表面，水分保持剂添加量为占牛肉片总质量的0.4％。
实验例5
将对比例2制得的水分保持剂均匀涂抹在其中一片牛肉片的表面，水分保持剂添加量为占牛肉片总质量的1.2％。
将上述实验例1-5处理的5块牛肉片在-20℃冷冻6h，取出，于室温解冻6h后，计算每块牛肉片的解冻失重率；再将解冻的5块牛肉片在同一沸水锅内蒸煮5min，计算每块牛肉片的蒸煮损失率。
其中，解冻失重率＝牛肉片冷冻前的原重-解冻后重量/原重×100％；
其中，蒸煮损失率＝解冻后重量-蒸煮后重量/解冻后重量×100％；
实验结果如表1所示：
表1
由表1的结果看出，与传统的纯磷酸盐水分保持剂相比，本发明制得的水分保持剂效果略差，即在肉类食品中添加与纯磷酸盐水分保持剂相同用量时，保水效果不如纯磷酸盐水分保持剂，但是在本发明制得的水分保持剂用料超过传统纯磷酸盐水分保持剂的3倍后，保水效果超越了传统纯磷酸盐水分保持剂的保水效果，但是即使本发明制得的水分保持剂加量3倍使用，但由于本发明配方中，磷酸盐占比很小，依然具有达到减少磷酸盐摄入的优点。通过实验例5的数据看出，本发明所涉及的大豆纤维的制备方法以及柑橘纤维的制备方法对于制得的水分保持剂产品的保水性能有明显的提升作用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种植物基膳食纤维的水分保持剂的生产方法，其特征在于，所述水分保持剂由以下质量份的配方制备而成：
4-6份大豆纤维；0 .5-1 .5份柑橘纤维；60-70份海藻糖；12-18份小苏打；8-12份磷酸盐类；1 .5-2.5份氯化钾；1 .5-2.5份食用盐；
步骤1：原料制备，所述原料制备包括大豆纤维的制备和柑橘纤维的制备；
所述大豆纤维的制备方法为：将大豆经榨油、生产分离蛋白后的豆渣为原料，粗粉碎，过100目筛后，浸泡于丙三醇溶液中2-5h，浸泡过程中不断搅拌均匀，所述丙三醇溶液中，丙三醇和水的质量比为1∶10-15，浸泡过程中，对容器进行电磁处理以及超声波处理，过滤，得到滤渣，将滤渣经过冷冻干燥，冷冻干燥过程中，辅以远红外线辐照处理，再经过超微粉碎后制得大豆纤维；
所述柑橘纤维的制备方法为：将柑橘皮渣粗粉碎，过100目筛后，进行膨化处理后，浸泡于丙三醇溶液中2-5h，浸泡过程中不断搅拌均匀，所述丙三醇溶液中，丙三醇和水的质量比为1∶10-15，浸泡过程中，对容器进行电磁处理以及超声波处理，过滤，得到滤渣，将滤渣经过冷冻干燥，冷冻干燥过程中，辅以远红外线辐照处理，再经过超微粉碎后，制得柑橘纤维，制得的柑橘纤维粒径大于大豆纤维的粒径；
步骤2：将制得的大豆纤维、柑橘纤维和其他原料按上述比例混合，搅拌均匀，得到植物基膳食纤维的水分保持剂；
所述大豆纤维的粒径为1-10μm；
所述柑橘纤维的粒径为50-100μm；
所述冷冻干燥具体为：将滤渣平铺于冷冻干燥机的搁置板上，在-20～-40℃冷冻1-3h；冷冻过程中，打开真空泵，对冷冻干燥机进行抽真空；开启冷冻干燥机的加热功能，温度调节至50-60℃，加热0 .5-1h，加热过程中，通过在冷冻干燥炉的内壁设置远红外材料层，通过远红外材料层向滤渣辐射远红外线；
所述对容器进行电磁处理以及超声波处理中，所述超声波的功率为200-210W；所述电磁处理的磁场强度为8-15A/m。
2.根据权利要求1所述的植物基膳食纤维的水分保持剂的生产方法，其特征在于，所述磷酸盐类选自磷酸、焦磷酸二氢二钠、焦磷酸钠、磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二铵、磷酸氢二钾、磷酸氢钙、磷酸三钙、磷酸三钾、磷酸三钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸氢二钠中的一种或二种以上复配。
3.根据权利要求1所述的植物基膳食纤维的水分保持剂的生产方法，其特征在于，所述磷酸盐类包括焦磷酸和三聚磷酸盐。
4.根据权利要求1所述的植物基膳食纤维的水分保持剂的生产方法，其特征在于，所述磷酸盐为三聚磷酸钠、焦磷酸钠和六偏磷酸钠按照质量比为2∶2∶1的混合物。
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