CN107927799A - 一种高品质膳食纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及保健品加工技术领域提供了一种高品质膳食纤维及其制备方法，高品质膳食纤维的制备方法，包括如下步骤：将灭酶处理后、洁净且富含膳食纤维的颗粒状植物性材料经湿法超微粉碎后进行溶液提取得初级原料液；将酶与初级原料液按1:25～60的体积比进行混合，得混合液，保持混合液温度为30～50℃，混合反应时间为60～200min，酶包括浓度为3.8～4.3ug/ml的纤维素酶和浓度为1.6～2.0ug/ml的蜗牛酶中的一种；将反应后的混合液进行浓缩过滤得膳食纤维浓缩液。该方法制得的高品质膳食纤维品质较高，其SDF/IDF可达到1.9以上，其持水力可达12g/g以上，吸水膨胀力可达15ml/g以上。
Description
技术领域
本发明涉及保健品加工技术领域，具体而言，涉及一种高品质膳食纤维及其制备方法。
背景技术
膳食纤维是一种复杂的混合物，根据溶解性的不同，可将其分为水溶性膳食纤维(SDF)和水不溶性膳食纤维(IDF)两大类：水不溶性膳食纤维(IDF)是指不被人体消化道酶消化且不溶于热水的那部分膳食纤维，主要为细胞壁的组成成份，包括纤维素、半纤维素、木质素、壳聚糖和植物蜡等。水溶性膳食纤维(SDF)是指不被人体消化道酶消化。但可溶于温水或热水且其水溶液又能被其4体积乙醇再沉淀的那部分膳食纤维，其组成主要是一些胶类物质如果胶、***胶、角叉胶、瓜儿豆胶、卡拉胶、愈疮胶、黄原胶，琼脂等，还有半乳糖甘露聚糖、葡聚糖、海藻酸钠，羧甲基纤维素和真菌多糖等。
根据膳食纤维的品质可将膳食纤维分成两类:普通膳食纤维和高品质膳食纤维：普通膳食纤维只是一种无能量添充剂，其中可溶性成分在3％以下，其生理活性较低。高品质膳食纤维的可溶性成分含量应达10％以上，膨胀力(EXP)大于10ml/g，持水力(WHC)不小于7g/g，其生理活性较强，具有明显的保健作用，可作为各种食品的添加剂及保健食品原料。
发明内容
本发明提供了一种高品质膳食纤维的制备方法，旨在制备出品质较高的膳食纤维。
本发明提供了一种高品质膳食纤维，其SDF/IDF可达到1.9以上，其持水力可达12g/g以上，吸水膨胀力可达15ml/g以上。
本发明是这样实现的：
一种高品质膳食纤维的制备方法，包括如下步骤：
超微粉碎步骤：将灭酶处理后、洁净且富含膳食纤维的颗粒状植物性材料经湿法超微粉碎后进行溶液提取得初级原料液；
膳食纤维提取步骤：将酶与初级原料液按1:25～60的体积比进行混合，得混合液，保持混合液温度为30～50℃，混合反应时间为60～200min，酶包括浓度为3.8～4.3ug/ml的纤维素酶和浓度为1.6～2.0ug/ml的蜗牛酶中的一种；
膳食纤维过滤浓缩步骤：将反应后的混合液进行浓缩过滤得膳食纤维浓缩液。
一种高品质膳食纤维，采用上述的高品质膳食纤维的制备方法制备得到。
本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的高品质膳食纤维的制备方法，由于本发明提供的高品质膳食纤维的制备方法采用湿法超微粉碎且在较优条件将对富含膳食纤维的材料进行酶解、并采用超滤膜对酶解后的混合液浓缩过滤，使得最终制备得到的高品质膳食纤维品质较高。而本发明提供的高品质膳食纤维，由于采用本发明提供的高品质膳食纤维的制备方法制得，故其品质高其SDF/IDF值可达到1.9以上，其持水力可达到12g/g以上，吸水膨胀力达到15ml/g以上。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供一种膳食纤维及其制备方法进行具体说明。
一种高品质膳食纤维的制备方法，包括如下步骤：
S1、超微粉碎步骤：将杀酶处理后、洁净且富含膳食纤维的颗粒状植物性材料经湿法超微粉碎后进行溶液提取得初级原料液。
首选选取无霉变且较为新鲜的富含膳食纤维的植物性材料作为初始提取材料。这些植物性材料可以是柑橘、南瓜、牛蒡根、猕猴桃以及芹菜等。优选地，该植物性材料为柑橘渣。柑橘膳食纤维来源广泛，柑橘皮渣中膳食纤维含量可达到68％，其SDF和IDF含量比例可以达到0.5以上，其主要由水溶性的果胶类物质和水不溶性的纤维素、半纤维素及木质素等组成。果胶类物质有三种主要存在形式：果胶、原果胶和果胶酸。柑橘皮渣中含有大量的活性成分，如类柠檬苦索、类黄酮、多酚类物质、香豆素等，经过干燥处理后膳食纤维的含水量和微生物群系都可以达到贮藏水平，而且得到的柑橘膳食纤维产品为白色、浅黄色、橙色等，无粗糙感，入口后感觉细腻，带有柑橘特有的香味。
以柑橘果渣作为膳食纤维加工原料，产品原料和品质上将具有竞争优势。生产得到的膳食纤维可以作为营养强化剂添加到焙烤、肉制品、饮料食品中，满足人们对膳食纤维摄入需求的同时提高产品的附加值。柑橘膳食纤维具有广阔的开发应用前景。
其次，将选取的初始提取材料进行清洗。具体地，将富含膳食纤维的初始提取材料采用自来水或蒸馏水进行清洗以去除表面脏污和杂质，得到洁净的富含膳食纤维的植物性材料，使得最终提取的膳食纤维的品质更好。
再次，将洁净的富含膳食纤维的植物性材料置于93～100℃的环境下3～4min进行灭酶处理。以杀灭植物性材料中酶的活性，。便于后续工艺加入的酶与植物性材料中的物质相互作用，从而有效提高其溶液中水溶性膳食纤维的含量。
然后，将灭酶后的植物性材料进行水洗烘干。具体地，将灭酶处理后的洁净的富含膳食纤维的植物性材料进行水洗去除其中的可溶性糖以及色素等杂质，然后将其水洗后的植物性材料送入烘干炉进行烘干，烘干后便于进行粉碎操作。
然后，将灭酶处理后、洁净且富含膳食纤维的植物性材料进行粉碎得到粒径符合进行湿法超微粉碎的植物性颗粒。粉碎后的颗粒粒径为0.5～5mm，在此范围内进行湿法超微粉碎。
最后，将经上述过程处理后的颗粒状植物性材料、采用胶体磨进行湿法超微粉碎，颗粒状植物材料粉碎至粒径在25μm以下。然后将湿法超微粉碎得到的溶液进行提取，得初级原料液。
原料超微粉碎后，一定程度上破坏了紧密的纤维分子间的氢键，使分子结构相对松散，使其可溶性膳食纤维含量可提高10％左右。湿法粉碎是将原料悬浮于载体液流中进行粉碎。此法可克服粉尘飞扬的问题，并可采用淘析、沉降或离心分离等水力分级方法分离出所需的产品。在食品加工中，粉碎常作为浸出预备操作，使组份易于溶出，且湿法比干法易获得更微细的粉碎物，故在本发明使用的超微粉碎中更宜采用湿法。
S2、膳食纤维提取步骤：将酶与初级原料液按1:25～60的体积比进行混合，得混合液，保持混合液温度为30～50℃，混合反应时间为60～200min，酶包括浓度为3.8～4.3ug/ml的纤维素酶和浓度为1.6～2.0ug/ml的蜗牛酶中的一种。
具体地，将初始原料液与酶混合，该酶包括浓度为3.8～4.3ug/ml的纤维素酶和浓度为1.6～2.0ug/ml的蜗牛酶中的一种。酶和初始原料液的体积比为1:25～60，混合后得到混合液，保持混合液温度为30～50℃并保持60～200min。在该上述操作条件下才能使得酶能够将初始原料液中的纤维素等物质分解为膳食纤维而不使其进一步分解为葡萄糖。保温可选用水浴的方式进行保温，水浴的方式使得升温降温都比较稳定，有利于温度保持在设定温度范围内波动幅度小。
采用酶法提取膳食纤维，在一定的提取条件下，膳食纤维的提取率可达到96％-97.6％左右，目前实验上采用碱液-微波提取提取率可达99％以上。但是酶法提取条件温和，不需要强酸，强碱，高温、高压，可以有效的减少生产中产生的大量的酸碱废水，减轻因污水处理造成的环境污染，而且节约能源，操作方便，且得到的柑橘纤维颜色呈浅黄色或淡黄色，可以减少后期的脱色工艺处理，粉碎后质地细腻。碱液-微波提取的到的膳食纤维产品颜色较深，呈暗红色，产品粉碎后质地较粗糙，且在生产过程中会产生大量的强碱废水，易造成环境污染。
S3、膳食纤维过滤浓缩步骤：将反应后的混合液进行浓缩过滤得膳食纤维浓缩液。
具体地，将与酶反应完的混合液进行过滤浓缩得到膳食纤维浓缩液。膜分离是一种新兴的物理分离技术，可借助膜的选择渗透作用，在外界能量或化学位差的推动下对混合物中溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集，广泛应用于化工、食品、医药及废水处理等领域，故浓缩过滤过程优选采用超滤膜对混合液进行浓缩过滤。通过超滤膜浓缩过滤能够有效去除色素，小分子的糖类物质，截留果胶、纤维素、半纤维素等膳食纤维类物质。
S4、干燥步骤：将膳食纤维浓缩液进行喷雾干燥得膳食纤维。
具体地，将得到的膳食纤维浓缩液通入喷雾干燥机中，进行干燥，得到膳食纤维产品。优选地，喷雾干燥机在对膳食纤维浓缩液进行干燥时将其干燥为水分含量为5％～10％的膳食纤维产品。
一种高品质膳食纤维，采用上述的高品质膳食纤维的制备方法制备得到。
以下结合具体实施例对本发明提供的一种高品质膳食纤维及其制备方法进行具体说明。
实施例1
选取无霉变较为新鲜的柑橘加工后的废弃果皮或柑橘渣作为原料，将其进行清洗，去除表面脏污和杂质，然后将洗净的柑橘渣置于93℃的环境下4min进行灭酶处理，灭酶处理后将柑橘渣进行水洗除去可溶性糖和色素等杂质，然后进行烘干以便后续粉碎，将烘干后的柑橘渣进行粉碎至柑橘颗粒粒径符合进行湿法超微粉碎，将粉碎后的柑橘颗粒采用胶体磨进行湿法超微粉碎粉碎结束后进行溶液提取得到初级原料液。
将初级原料液与浓度为3.8ug/ml的纤维素酶进行混合，两者体积比为25:1，混合后使混合液温度在30～50℃范围内并保持60min反应完成。将反应完成后的混合液经超滤膜浓缩过滤得柑橘膳食纤维浓缩液。
实施例2
选取无霉变较为新鲜的柑橘加工后的废弃果皮或柑橘渣作为原料，将其进行清洗，去除表面脏污和杂质，然后将洗净的柑橘渣置于100℃的环境下3min进行灭酶处理，灭酶处理后将柑橘渣进行水洗除去可溶性糖和色素等杂质，然后进行烘干以便后续粉碎，将烘干后的柑橘渣进行粉碎至柑橘颗粒粒径符合进行湿法超微粉碎，将粉碎后的柑橘颗粒采用胶体磨进行湿法超微粉碎粉碎结束后进行溶液提取得到初级原料液。
将初级原料液与浓度为4.3ug/ml的纤维素酶进行混合，两者体积比为60:1，混合后使混合液温度在30～50℃范围内并保持200min反应完成。将反应完成后的混合液经超滤膜浓缩过滤得柑橘膳食纤维浓缩液。
实施例3
选取无霉变较为新鲜的柑橘加工后的废弃果皮或柑橘渣作为原料，将其进行清洗，去除表面脏污和杂质，然后将洗净的柑橘渣置于95℃的环境下3min进行灭酶处理，灭酶处理后将柑橘渣进行水洗除去可溶性糖和色素等杂质，然后进行烘干以便后续粉碎，将烘干后的柑橘渣进行粉碎至柑橘颗粒粒径符合进行湿法超微粉碎，将粉碎后的柑橘颗粒采用胶体磨进行湿法超微粉碎粉碎结束后进行溶液提取得到初级原料液。
将初级原料液与浓度为4.1ug/ml的纤维素酶进行混合，两者体积比为30:1，混合后使混合液温度在30～50℃范围内并保持100min反应完成。将反应完成后的混合液经超滤膜浓缩过滤得柑橘膳食纤维浓缩液。
然后将柑橘膳食纤维浓缩液经喷雾干燥制得水分含量在5％～10％范围内的柑橘膳食纤维。
实施例4
选取无霉变较为新鲜的牛蒡根作为原料，将其进行清洗，去除表面脏污和杂质，然后将洗净的牛蒡根置于94℃的环境下4min进行灭酶处理，灭酶处理后将柑橘渣进行水洗除去可溶性糖和色素等杂质，然后进行烘干以便后续粉碎，将烘干后的牛蒡根进行粉碎至柑橘颗粒粒径符合进行湿法超微粉碎，将粉碎后的牛蒡根颗粒采用胶体磨进行湿法超微粉碎粉碎结束后进行溶液提取得到初级原料液。
将初级原料液与浓度为4.0ug/ml的纤维素酶进行混合，两者体积比为40:1，混合后使混合液温度在30～50℃范围内并保持150min反应完成。将反应完成后的混合液经超滤膜浓缩过滤得牛蒡根膳食纤维浓缩液。
然后将牛蒡根膳食纤维浓缩液经喷雾干燥制得水分含量在5％～10％范围内的牛蒡根膳食纤维颗粒。
实施例5
选取无霉变较为新鲜的南瓜作为原料，将其进行清洗，去除表面脏污和杂质，然后将洗净的南瓜置于98℃的环境下4min进行灭酶处理，灭酶处理后将南瓜进行水洗除去可溶性糖和色素等杂质，然后进行烘干以便后续粉碎，将烘干后的南瓜进行粉碎至南瓜颗粒粒径符合进行湿法超微粉碎，将粉碎后的南瓜颗粒采用胶体磨进行湿法超微粉碎粉碎结束后进行溶液提取得到初级原料液。
将初级原料液与浓度为3.9ug/ml的纤维素酶进行混合，两者体积比为35:1，混合后使混合液温度在30～50℃范围内并保持80min反应完成。将反应完成后的混合液经超滤膜浓缩过滤得南瓜膳食纤维浓缩液。
然后将南瓜膳食纤维浓缩液经喷雾干燥制得水分含量在5％～10％范围内的南瓜膳食纤维。
实施例6
选取无霉变较为新鲜的猕猴桃或加工后的猕猴桃渣作为原料，将其进行清洗，去除表面脏污和杂质，然后将洗净的猕猴桃置于94℃的环境下4min进行灭酶处理，灭酶处理后将猕猴桃进行水洗除去可溶性糖和色素等杂质，然后进行烘干以便后续粉碎，将烘干后的猕猴桃进行粉碎至猕猴桃颗粒粒径符合进行湿法超微粉碎，将粉碎后的猕猴桃颗粒采用胶体磨进行湿法超微粉碎粉碎结束后进行溶液提取得到初级原料液。
将初级原料液与浓度为4.2ug/ml的纤维素酶进行混合，两者体积比为55:1，混合后使混合液温度在30～50℃范围内并保持180min反应完成。将反应完成后的混合液经超滤膜浓缩过滤得猕猴桃膳食纤维浓缩液。
然后将猕猴桃膳食纤维浓缩液经喷雾干燥制得水分含量在5％～10％范围内的猕猴桃膳食纤维。
实验例
将实施例1-6制得的膳食纤维浓缩液或膳食纤维颗粒采用高效液相色谱法检测可溶性膳食纤维(SDF)含量和不可溶性膳食纤维(IDF)含量并将其比值记录至表1。
称取实施例1-6制得的膳食纤维浓缩液或膳食纤维2g样品放置于100ml烧杯中，加入20℃蒸馏水40ml，常温下浸泡1h后，在定量滤纸上沥干样品水分，并将其迅速转入表面皿中称重。按公式：
持水力＝[样品湿重-样品干重]/样品干重
计算得实施例1-6各膳食纤维的持水力，并将计算结果记录入表2。
称取实施例3-6制得的膳食纤维0.1g样品置于50ml量筒中，吸5ml蒸馏水加入其中，震荡后在25℃条件下密封放置24h，读取样液中样品体积。按公式：
膨胀力＝[膨胀后纤维体积-干品体积]/样品干重
计算得实施例3-6各膳食纤维的膨胀力，并将计算结果记录入表3。
表1各实施例制得的膳食纤维SDF/IDF的值
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| SDF/IDF | 2.01 | 2.11 | 1.95 | 1.98 | 2.05 | 2.12 |
从表1中能够看出，实施例1-6制得的膳食纤维的SDF与IDF的比值均在1.9以上。
表2各实施例制得的膳食纤维的持水力
从表2中能够看出，实施例1-6制得的膳食纤维的持水力均在12g/g以上。
表3各实施例制得的膳食纤维的膨胀力
由于实施例1-2最终制得的膳食纤维为膳食纤维浓缩液，故不参与计算膨胀力。从表3能够看出，实施例3-6制得的膳食纤维的膨胀力均在15ml/g以上。
综上所述，由于本发明提供的高品质膳食纤维的制备方法采用湿法超微粉碎且在较优条件将对富含膳食纤维的材料进行酶解、并采用超滤膜对酶解后的混合液浓缩过滤，使得最终制备得到的高品质膳食纤维品质较高，其SDF/IDF值可达到1.9以上，其持水力可达到12g/g以上，吸水膨胀力达到15ml/g以上。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高品质膳食纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
超微粉碎步骤：将灭酶处理后、洁净且富含膳食纤维的颗粒状植物性材料经湿法超微粉碎后进行溶液提取得初级原料液；
膳食纤维提取步骤：将酶与所述初级原料液按1:25～60的体积比进行混合，得混合液，保持所述混合液温度为30～50℃，混合反应时间为60～200min，所述酶包括浓度为3.8～4.3ug/ml的纤维素酶和浓度为1.6～2.0ug/ml的蜗牛酶中的一种；
膳食纤维过滤浓缩步骤：将反应后的所述混合液进行浓缩过滤得膳食纤维浓缩液。
2.根据权利要求1所述的高品质膳食纤维的制备方法，其特征在于，将反应后的所述混合液进行浓缩过滤是采用超滤膜对反应后的所述混合液进行浓缩过滤。
3.根据权利要求1所述的高品质膳食纤维的制备方法，其特征在于，所述膳食纤维过滤浓缩步骤之后还包括
干燥步骤：将所述膳食纤维浓缩液进行喷雾干燥得膳食纤维。
4.根据权利要求3所述的高品质膳食纤维的制备方法，其特征在于，喷雾干燥至所述膳食纤维颗粒水分含量为5％～10％。
5.根据权利要求1所述的高品质膳食纤维的制备方法，其特征在于，所述超微粉碎步骤之前还包括
灭酶步骤：将洁净的富含膳食纤维的植物性材料置于93～100℃的环境下3～4min进行灭酶处理。
6.根据权利要求5所述的高品质膳食纤维的制备方法，其特征在于，所述灭酶步骤之后、所述超微粉碎步骤之前还包括
粉碎步骤：将灭酶处理后、洁净且富含膳食纤维的植物性材料进行粉碎得到粒径符合进行湿法超微粉碎的植物性颗粒。
7.根据权利要求6所述的高品质膳食纤维的制备方法，其特征在于，所述粉碎步骤之前还包括
初始提取材料清洗步骤：将富含膳食纤维的初始植物性材料进行清洗以去除表面脏污和杂质得所述洁净的富含膳食纤维的植物性材料。
8.根据权利要求6所述的高品质膳食纤维的制备方法，其特征在于，所述灭酶步骤之后、所述粉碎步骤之前还包括
水洗烘干步骤：将灭酶处理后的洁净的富含膳食纤维的所述植物性材料进行水洗去除其中的可溶性糖以及色素等杂质，然后将其进行烘干。
9.根据权利要求1所述的高品质膳食纤维的制备方法，其特征在于，所述植物性材料为柑橘渣。
10.一种高品质膳食纤维，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的高品质膳食纤维的制备方法制备得到。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180420 |