一種可溶于水的植物性膳食纖維提取工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及食品加工領(lǐng)域，具體是一種可溶于水的植物性膳食纖維提取工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 膳食纖維是指不能被人體利用的多糖，人類的胃腸道中消化酶無法消化膳食纖 維，故其不易被人體吸收。這類多糖主要來自植物細胞壁的復合碳水化合物，也可稱之為非 淀粉多糖，即非α-葡聚糖的多糖。它分為可溶性膳食纖維和不可溶性膳食纖維。膳食纖 維的營養(yǎng)價值越來越受到人們的關(guān)注，對其研究也越來越深入，現(xiàn)在膳食纖維是人們公認 的繼蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、維生素、礦物質(zhì)和水這六大營養(yǎng)素之后的第七類營養(yǎng)素。
[0003]中國是大豆的故鄉(xiāng)，擁有悠久的大豆種植歷史，現(xiàn)在每年都有大量的大豆用于各 種?制品、油料的生廣。?漁是?制品加工工藝過程中的副廣品，每年由于大?加工彳丁業(yè)加 工生產(chǎn)而產(chǎn)生的濕豆渣達到2000萬噸，這些豆渣都作為飼料用于喂豬或者直接廢棄，到夏 天豆渣又會發(fā)酸發(fā)臭，這使得豆渣不僅成為一種被浪費的資源，同時還造成了環(huán)境污染。豆 渣中富含膳食纖維及蛋白質(zhì)、維生素等營養(yǎng)成分，在安全性上也無問題，價格低廉，膳食纖 維含量高。有研究指出，大豆豆渣在開發(fā)功能性食品的應用和分離提取豆渣中的膳食纖維 具有廣闊前景。
[0004]目前，國內(nèi)外對于豆渣中膳食纖維的提取工藝研究甚少，更多的是在玉米皮、橘子 渣、小麥麩皮、果渣皮、香蕉皮等進行膳食纖維的提取。提取的方法根據(jù)可溶性膳食纖維和 不可溶性膳食纖維的不同，工藝也有所不同。在可溶性膳食纖維的提取中以化學法提取為 主，酶法研究較少。這是因為化學法提取膳食纖維的工藝比較便捷，成本也低，綜合考慮下 許多工業(yè)化生產(chǎn)選擇化學法提取膳食纖維。但是，化學法也有其弊端，就是豆渣提取過程中 對膳食纖維的理化性質(zhì)及其生理功能影響顯著，如熱堿浸泡和反復用水漂洗既降低了膳食 纖維的產(chǎn)率，又使產(chǎn)品的持水力和膨脹力明顯下降，而且化學法會產(chǎn)生的各種化學污染。因 此，需要不斷的進行工藝的改進，尋求更加合理有效的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可溶于水的植物性膳食纖維提取工藝。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
[0007] -種可溶于水的植物性膳食纖維提取工藝，其特征在于，包括如下步驟：
[0008] (1)將豆渣烘干粉碎得到豆渣粉；
[0009] (2)每克豆渣粉加入蒸餾水10~15ml以及ρΗ5· 5~6. 5的乙酸-乙酸鈉緩沖液 5~7ml，得到豆渣槳；
[0010] (3)向豆渣槳加入纖維素酶進行第一次酶解，纖維素酶的加入量為步驟（1)所述 豆渣粉：纖維素酶=lg:〇. 8~1. 2mg，得到第一酶解豆渣槳；
[0011] (4)對第一酶解豆渣槳進行第一次滅酶處理，第一滅酶豆渣槳；
[0012] (5)向第一滅酶豆渣槳中加入中性蛋白酶進行第二次酶解，中性蛋白酶的加入量 為步驟（1)所述豆渣粉：中性蛋白酶=lg:〇. 7~lmg，得到第二酶解豆渣槳；
[0013] (6)對第二酶解豆渣槳進行第二次滅酶處理，得到第二滅酶豆渣槳；
[0014] (7)對第二滅酶豆渣槳進行離心分離，過濾取濾液，加入3~5倍體積的無水乙醇 進行醇沉，再過濾得到的濾渣即為所述豆渣中可溶性膳食纖維。
[0015] 所述豆渣粉為過80~120目篩所得粉末。
[0016] 所述乙酸-乙酸鈉緩沖液的配制方法如下：醋酸鈉54. 6g，加lmol/1醋酸溶液 20mL，稀釋至 500mL。
[0017] 所述纖維素酶的酶活為0· 2~0· 4U/mg。
[0018] 所述中性蛋白酶的酶活為25~75U/mg。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備的有益效果：
[0020] 本發(fā)明利用酶將豆渣中的其他雜質(zhì)酶解，再通過可溶性膳食的醇沉特性進行提 取，工藝提高了豆渣可溶性膳食纖維的得率，所得產(chǎn)品的感官品質(zhì)較好。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明所述的不同粉碎程度下的提取率，X軸為分樣篩的目數(shù)，Y為提取率。
[0022] 圖2為本發(fā)明所述的不同料水比下的提取率，X軸為料水比，Y為提取率。
[0023] 圖3為本發(fā)明所述的不同纖維素酶加入量下的提取率，X軸為纖維素酶加入量，Y 為提取率。
[0024] 圖4為本發(fā)明所述的不同中性蛋白酶加入量下的提取率，X軸為中性蛋白酶加入 量，Y為提取率。
【具體實施方式】
[0025] 下面通過實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步闡述。
[0026] 實施例1
[0027] 本實施例所用到的試劑如下：
[0028] 中性蛋白酶 BR廣州明遠公司
[0029] 其活力定義是在30°C，PH= 7. 5條件下，lmin水解酪素產(chǎn)生1μg酪氨酸為一個 活力單位，以U/g表示。酶活為50units/mg，穩(wěn)定PH為5. 5-8. 5,最適溫度為45°C-50°C。
[0030] 纖維素酶 BRBI0SHARP公司（日本）
[0031] 酶活為0· 3U/mg，最適溫度范圍為50°C-60°C
[0032] 2-嗎啉乙磺酸（MES) ARBI0SHARP公司（日本）
[0033] 三羥甲基氨基甲烷（TRIS) BR 國藥集團化學試劑有限公司
[0034] 利用上述試劑按照如下方法配制成溶液：
[0035] 中性蛋白酶溶液：用MES-TRIS緩沖液配成50mg/mL的蛋白酶溶液，現(xiàn)配現(xiàn)用。對 應的酶活為2500U/mL。
[0036] 纖維素酶溶液：0. 04g的0. 3u/mg纖維素酶，加2mL醋酸-醋酸鈉緩沖液配成20mg/ mL纖維素酶液。對應的酶活為6U/mL。
[0037] 0· 05mol/LMES-TRIS緩沖液：稱取 4. 3021gMES和 2. 6928gTRIS,用 374mL水溶 解，再用6m〇l/L的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至8. 17 (配制時溫度25°C，采用內(nèi)插法計算得），加水 稀釋至440mL。
[0038]pH= 6的乙酸-乙酸鈉緩沖液：醋酸鈉54. 6g，加lmol/1醋酸溶液20mL，稀釋至 500mL〇
[0039] 本實施例的可溶于水的植物性膳食纖維提取工藝，包括如下步驟：
[0040] (1)將豆渣于75°C下烘干過夜，粉碎，過篩，得到豆渣粉，本步驟所用篩孔大小根 據(jù)具體試驗目的而定；
[0041](2)稱取3. 00g的豆渣粉樣品〇!〇，按一定的料水比加入水，再加入20mLPH= 6 的乙酸-乙酸鈉緩沖液，本步驟的料水比根據(jù)具體試驗目的而定；
[0042] (3)向豆渣槳加入纖維素酶，在60°C恒溫水浴中進行第一次酶解1. 5h，纖維素酶 的加入量根據(jù)具體試驗目的而定，得到第一酶解豆渣槳；
[0043] (4)對第一酶解豆渣槳在85°C下進行第一次滅酶處理lOmin，第一滅酶豆渣槳；
[0044] (5)向第一滅酶豆渣槳中加入中性蛋白酶，在50°C恒溫水浴中進行第二次酶解 1. 5h，中性蛋白酶的加入量根據(jù)具體試驗目的而定，得到第二酶解豆渣槳；
[0045] (6)對第二酶解豆渣槳在85 °C下進行第二次滅酶處理lOmin，得到第二滅酶豆渣 槳；
[0046] (7)對第二滅酶豆渣槳在3000r/min下進行離心分離，過濾取濾液，加入4倍體積 的無水乙醇進行醇沉，靜置2h，用恒重的濾紙（質(zhì)量m2)進行過濾，得到的濾渣即為可溶性 膳食纖維，將濾紙與濾渣一起烘干至恒重（m3)，稱重，按照公式2. 5計算提取率。
[0048] 式中：1111樣品質(zhì)量，單位為克（g) ;1112濾紙質(zhì)量，單位為克（g) ;1113恒重后濾紙與濾 渣的總質(zhì)量，單位為克（g) ;X豆渣中總膳食纖維含量
[0049] 1、粉碎度對提取率的影響
[0050] 試驗方法
[0051] 豆渣烘干過夜粉碎后，分別用40目、80目、100目、120目四個不同級別的分樣篩進 行過篩分級，得到不用粉碎程度的豆渣粉。分別稱取各個級別粉碎程度的豆渣3. 00g，按可 溶于水的植物性膳食纖維提取工藝進行提?。▽嶒炛械牧纤葹?:15,纖維素酶的加入量 為〇. 3U/g，蛋白酶加入量為84U/g)，再分別按照公式2. 5計算提取率，結(jié)果如圖1所示。
[0052] 結(jié)果分析
[0053] 不同的粉碎程度形成的顆粒大小粒徑不同，對于粉碎后粒徑大小不同可能會出現(xiàn) 粒徑過小，豆渣粉粒之間相互之間粘連，或者可能粒徑過大，減少豆渣粉與酶的接觸面積， 影響酶解結(jié)果等，因此在提取工藝中，需要進行不同的粉碎程度對于提取率影響的實驗研 究。
[0054] 根據(jù)圖1可得不同的粉碎程度對提取率的影響規(guī)律。提取率隨著粉碎的程度的增 加而升高，當?shù)竭_某一個值以后提取率又下降，粉碎程度有個最適的粉碎度，對應的提取率 最高。粉碎程度過1〇〇目篩時為最適的粉碎度，對應的提取率最高，為12. 9%。
[0055]2、料水比對提取率的影響結(jié)果分析
[0056] 試驗方法
[0057]稱取四份3. 00g過120目分樣篩的豆渣粉，分別按1:10、1:15、1:20、1:25四個不 同的料水比加入水，再按照可溶于水的植物性膳食纖維提取工藝進行提?。▽嶒灲M中纖維 素酶的加入量為0. 3U/g，蛋白酶加入量為84U/g)，然后分別按照公式2. 5計算提取率，結(jié)果 如圖2所示。
[0058] 結(jié)果分析
[0059] 在可溶于水的植物性膳食纖維提取工藝中，加入的水量會影響其提取率，不同的 料水比會有不同的提取率。而加入的水量的多少在生產(chǎn)中具有很重要的意義，如果大量進 行生產(chǎn)時，大量的水會增大后續(xù)處理的成本。因此，進行不同料水比對提取工藝影響的實驗 研究。
[0060] 從圖2中實驗結(jié)果得知，隨著料水比的增大，提取率呈現(xiàn)先增加，后減少的趨勢。 其中1:20的料水比對應的提取率最高，為10. 1%。選用該比例的料水比用水量不多，如果 進行大量生產(chǎn)，對于后續(xù)的處理費用成本比較合理。
[0061] 3、纖維素酶加入量對提取率的影響結(jié)果分析
[0062] 試驗方法
[0063] 稱取七份3. 00g過120目分樣篩的豆渣粉，每份都按1:15的料水比加入7K，再加 入 20.OOmLPH= 6 的乙酸-乙酸鈉緩沖液。選擇 0·lU/g、0. 2U/g、0. 3U/g、0. 4U/g、0. 5U/g、 0. 6U/g、0. 7U/g七個不同纖維素酶加入量，再按照可溶于水的植物性膳食纖維提取工藝進 行提取（中性