CN108713764A - 一种豆渣可溶性膳食纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种豆渣可溶性膳食纤维及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：取新鲜豆渣经水反复洗涤，粉碎、过筛，置于恒温干燥箱烘干，备用；在粉碎干燥后的豆渣中加入蒸馏水润湿，调节溶液pH值，高温高压预处理，制备得到预处理豆渣；在预处理豆渣中添加植物蛋白水解复合酶，水提并灭酶；再添加木瓜蛋白酶，水提并灭酶；冷却后抽滤，滤液用4倍体积无水乙醇沉淀过夜，离心，弃上清液，沉淀水溶，恒温干燥至恒重，制备得到豆渣可溶性膳食纤维。本发明不仅可以减少环境污染，使资源的利用率最大化，同时可以满足市场需要，开发出新的功能食品，增加附加值，变废为宝，提高人们生活质量。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体地说，涉及一种豆渣可溶性膳食纤维及其制备方法。
背景技术
我国是大豆的主要生产国，年产大豆约1400～1700万t，资源丰富；同时，我国也是大豆的主要消费国，在2008～2009年，消费量超过5500万t，其中进口大豆约3800万t，国产大豆1700万t。
大豆营养丰富，蛋白质含量约为35％～40％，除蛋氨酸外，其余必需氨基酸的组成、比例与动物蛋白相似，而且富含谷类蛋白质缺乏的赖氨酸，是与谷类蛋白质互补的天然理想食品；脂肪含量约为15％～20％，其中不饱和脂肪酸占85％，亚油酸高达50％，而且消化率高，还含有较多的磷脂；碳水化合物含量约为25％～30％。此外，大豆中还含有丰富的矿物质元素，尤以磷、铁、钙的含量为高，每100g大豆中分别含有磷571mg、铁11mg、钙367mg，明显多于谷类。大豆中维生素B1、维生素B2和烟酸等B族维生素含量也比谷类多数倍，并含有一定数量的胡萝卜素和丰富的维生素E。
我国豆制品开发历史悠久，且生产和出售数量相当庞大，主要集中于大豆油、豆腐、豆皮、腐乳等产品的开发，且在开发此类豆制品的过程中，会产生大量豆渣，豆渣的产量大概占到大豆原料的30％以上。
豆渣是生产大豆分离蛋白、豆浆、豆腐、豆粉等豆制品的主要副产品，按每加工1t大豆产生2.5t豆渣计，目前国内每年约排放1500万t豆渣[5-7]。但由于豆渣颗粒大，口感粗糙、水分含量高、易腐烂、不耐储存等缺陷，目前豆渣的利用率很低。一般比较传统的做法是用豆渣来饲喂动物，直接作为动物饲料，食用极少，附加值低；更有甚者，将豆渣作为废料，直接废弃，这样既污染环境，又造成资源的极大浪费。
分析研究表明，豆渣营养价值高，医药效果显著。豆渣中具有丰富的优质蛋白、不饱和脂肪酸、多种人体必需氨基酸、膳食纤维(Dietary Fiber,DF)，还含有铁、钙、镁、锌、钾、磷等多种矿物元素及维生素B1、B2及烟酸等B族维生素。我国中医认为，大豆及豆渣是很好的食疗原料，具有健脾宽中、润燥利水、除湿等良好功效；如果将其外用，还可起消炎、解毒作用，并且对治疗疮痛肿毒、外伤出血、褥疮和冻疮等都有很好的疗效；且豆渣原料易得，成本低廉。
随着人们生活水平的提高，膳食日趋精细，高热量、高蛋白、高脂肪和精细食品大量摄入，导致的富贵病(糖尿病、肥胖、肠道癌、便秘、胆结石、心血管疾病、脂肪肝等)越来越普遍。1993年2月9日，我国国务院颁发的《九十年代中国食物结构改革与发展纲要》指出：由于膳食不平衡或营养过剩而造成的“文明病”已在我国出现，肥胖症、高血压、冠心病、糖尿病和结肠癌等已成为危害我国人民健康的主要疾病。因此，在这种背景下，膳食纤维的营养功能及其研究开发是我国的一个十分重要的课题。
膳食纤维是一种复杂的混合物，根据其能否溶解于水中可分为可溶性膳食纤维(Soluble Dietary Fiber,SDF)和不可溶性膳食纤维(Insoluble Dietary Fiber,IDF)，虽然不能给人体带来任何营养成分，但却对人体具有重要的生理功能，它的加入不会影响体内蛋白质、脂肪以及碳水化合物的代谢吸收[15-19]。大量研究发现，膳食纤维对以上各种疾病有明显的预防和治疗作用，在降低血脂、血清中胆固醇与低密度脂蛋白等水平方面更具有明显的效果，具有突出的保健功能，已经被认为调节机体功能的“第七大营养素”，认为它具有与传统的六大营养素(蛋白质、脂肪、水、矿物质、维生素、碳水化合物)相同的机能，即改善人体营养状况的，因而近年来膳食纤维已经成为热门话题。
豆渣中含有丰富的膳食纤维，是生产大豆膳食纤维的重要原料和前提。据有关资料报道，大豆中膳食纤维的含量约为70％，具有预防肛肠疾病、心血管疾病、减轻体重、改善糖尿病患者健康状况、改善口腔和牙齿功能、防治胆结石等生理功能。
可溶性膳食纤维是指不能被人体消化道分泌的消化酶所消化，但可溶于温水或热水，且其水溶液又能被四倍体积无水乙醇再沉淀的那部分膳食纤维，主要由一些胶类物质和糖类物质组成；而不可溶性膳食纤维主要由纤维素、半纤维素、木质素、原果胶和壳聚糖等物质组成，纤维的软化程度不够，影响添加食品的口感及品质。SDF作为膳食纤维的一种，具有广泛的营养保健功效和特殊的生理活性，以其丰富的营养价值、生理功能和广泛的实际应用，越来越被国内外学者及民众所认识和关注。大量研究表明，膳食纤维的溶解性是影响其生理功能的重要因素。可溶性膳食纤维不仅具有较好的物化性质，而且在许多特性上具有比不可溶性膳食纤维更好的生理功能，其应用范围较IDF更加广泛，具有高持水率、膨胀率及不消化特性，能调整肠道、降低肝脏胆固醇、预防心血管疾病、减轻体重、改善口腔和牙齿功能等。SDF在结肠中几乎能被彻底水解，产生的短链酸比IDF要多，改善肠内菌群结构、抑制有害物质的吸收、利于有害物质***，故对结肠癌的防治效果比IDF更好。此外，经常摄取膳食纤维，可以调节血清中胆固醇，预防胆结石，减少中性脂质，防止肥胖，降低血压。还能抑制胰岛素和葡萄糖原的分泌，预防糖尿病。
研究表明，大豆可溶性膳食纤维是一种安全的优质膳食纤维，对促进人类健康有积极的作用。其除了具有以上生理功能外，还具有其特殊的食疗作用，如取自种子内部的膳食纤维其吸水率高达700％，比小麦纤维的吸水率400％高很多，是优质的膳食纤维品种，尤其是其含有的低聚糖双岐因子，是制备减肥等保健食品最好的天然原料之一，在不需要节食的条件下能达到良好的减肥效果。大豆可溶性膳食纤维还是一类具有营养保健功效和特定功能的食品配料或添加剂，可作为新型功能性食品添加剂应用于食品加工中，在含乳饮料工业上的应用前景非常广阔，受到了食品界和医学界的广泛关注。因此，合理开发利用豆渣可溶性膳食纤维具有广阔的市场潜力和良好的功能前景。
鉴于大豆膳食纤维的来源丰富，营养价值高，具有特殊的生理功能。随着人们生活水平的提高，自我保健意识也不断增强，大豆膳食纤维作为一种安全的优质膳食纤维，已经得到了人们的认可，以此为原料制备的功能性产品也日益得到人们的青睐。豆渣的综合利用也已成为科研工作者共同关注的问题。
我国对膳食纤维的研究和发展起步较晚，目前，国内提取膳食纤维多用饱和氢氧化钙和低浓度的氢氧化钠为溶剂，所制备的可溶性纤维得率虽较高，但对可溶性膳食纤维的破坏较大，产品灰分大，苦涩味较重，尤其是凝析过程中产生的钙盐很难去除，影响利用效果，而且环境污染大。近年来，新的提取方法不断涌现，如酶提取法、微波提取法和超声波提取法等。由于微波提取法具有提取时间短、能耗低、溶剂用量少、收率高和成本低等优点，目前已经成为天然活性成分提取的重要手段。提取出来的膳食纤维虽不能够被人体直接消化，但大众化方便携带的面包、饼干等食品可以作为膳食纤维的载体。将其添加到面团中，不仅增加了膳食纤维、钙等的含量，还可提高面包等糕点的保水性，延长其货架寿命。从豆渣中提取的可溶性膳食纤维，其脂肪和蛋白质已基本被除去，通过烘烤，豆渣的腥味也被除去，加到面包中无异味，增加食品中营养物质的同时，也满足市场需要，开发出新的功能性食品，提高人们的生活质量，同时提升相关豆制品加工行业的竞争力，受到大家的广泛关注，也渐渐被人们开发应用。
我国豆制品加工种类多样，豆渣中膳食纤维含量丰富，高于其他谷类，是生产膳食纤维的良好原料，开发前景广阔。
现有技术中的豆渣是丢弃的，这样造成了资源浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种豆渣可溶性膳食纤维及其制备方法，本发明不仅可以减少环境污染，使资源的利用率最大化，同时可以满足市场需要，开发出新的功能食品，增加附加值，变废为宝，提高人们生活质量。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种豆渣可溶性膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、原料预处理：取新鲜豆渣经水反复洗涤，以去除所含水溶性蛋白质及部分可溶性糖和色素类物质，粉碎、过筛，置于恒温干燥箱烘干，备用；
步骤2、在步骤1制备得到的粉碎干燥后的豆渣中加入蒸馏水润湿，调节溶液pH值，高温高压预处理，制备得到预处理豆渣；
步骤3、在步骤2制备得到的预处理豆渣中添加植物蛋白水解复合酶，水提并灭酶；再添加木瓜蛋白酶，水提并灭酶；
步骤4、冷却后抽滤，滤液用4倍体积无水乙醇沉淀过夜，离心，弃上清液，沉淀水溶，恒温干燥至恒重，制备得到豆渣可溶性膳食纤维。
可选地，所述步骤1中的筛目数为80-120目，烘干温度为45-55℃。
可选地，所述步骤2中的粉碎干燥后的豆渣与水的质量比为1:5-1:25；pH值为3.0-7.0，高温为115-125℃，高压为0.05-0.15Mpa，预处理时间为1-2h。
可选地，所述步骤3中的植物蛋白水解复合酶的添加量占步骤2制备得到的预处理豆渣的1％-5％，添加植物蛋白水解复合酶的水提时间为2.0-3.0h，温度为40-60℃；灭酶温度为95-105℃，灭酶时间为8-12min。
可选地，所述步骤3中的木瓜蛋白酶的添加量占步骤2制备得到的预处理豆渣的1％-5％；添加木瓜蛋白酶的水提时间为1.0-3.0h，灭酶温度为95-105℃，灭酶时间为8-12min。
可选地，所述步骤4中的离心转速为4500-5500rpm，离心时间为12-18min。
本发明还公开了一种上述的制备方法制备得到的豆渣可溶性膳食纤维。
与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
本发明采用既减少环境污染，为豆渣可溶性膳食纤维的进一步开发应用提供理论基础，消除豆渣原料的弊端，又能研制出质量高、廉价、方便保存的食用大豆可溶性膳食纤维，开发出新的功能性产品，具有非常良好的工业化应用前景。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
具体实施方式
以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本发明公开了一种豆渣可溶性膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、原料预处理：取新鲜豆渣经水反复洗涤，以去除所含水溶性蛋白质及部分可溶性糖和色素类物质，粉碎、过80-120目筛，置于恒温干燥箱45-55℃烘干，备用；
步骤2、在步骤1制备得到的粉碎干燥后的豆渣中加入蒸馏水润湿，其中，粉碎干燥后的豆渣与水的质量比为1:5-1:25；调节溶液pH值为3.0-7.0，115-125℃高温0.05-0.15MPa高压预处理1-2h，制备得到预处理豆渣；
步骤3、在步骤2制备得到的预处理豆渣中添加植物蛋白水解复合酶，40-60℃，水提2.0-3.0h，95-105℃灭酶8-12min；再添加1％-5％的木瓜蛋白酶，水提1.0-3.0h，95-105℃灭酶8-12min；
其中，植物蛋白占预处理豆渣的质量总量的1％-5％，木瓜蛋白酶占预处理豆渣的质量总量的1％-5％；
步骤4、冷却后抽滤，滤液用4倍体积无水乙醇沉淀过夜，4500-5500rpm，离心12-18min，弃上清液，沉淀水溶，恒温干燥至恒重，制备得到豆渣可溶性膳食纤维。
可溶性膳食纤维的提取率的计算公式为：
SDF提取率(％)＝(可溶性膳食纤维质量(g)/原料豆渣质量(g))×100％。
实施例1
一种豆渣可溶性膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、原料预处理：取新鲜豆渣经水反复洗涤，以去除所含水溶性蛋白质及部分可溶性糖和色素类物质，粉碎、过100目筛，置于恒温干燥箱50℃烘干，备用；
步骤2、在步骤1制备得到的粉碎干燥后的豆渣中加入蒸馏水润湿，其中，粉碎干燥后的豆渣与水的质量比为1:10；调节溶液pH值为6.0，120℃高温0.10MPa高压预处理1.5h，制备得到预处理豆渣；
步骤3、在步骤2制备得到的预处理豆渣中添加3％的植物蛋白水解复合酶，50℃，水提3h，100℃灭酶10min；再添加3％的木瓜蛋白酶，水提1.5h，100℃灭酶10min；
步骤4、冷却后抽滤，滤液用4倍体积无水乙醇沉淀过夜，5000rpm，离心15min，弃上清液，沉淀水溶，恒温干燥至恒重，制备得到豆渣可溶性膳食纤维。
本实施例可溶性膳食纤维的提取率为14.36％。
实施例2
一种豆渣可溶性膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、原料预处理：取新鲜豆渣经水反复洗涤，以去除所含水溶性蛋白质及部分可溶性糖和色素类物质，粉碎、过80目筛，置于恒温干燥箱45℃烘干，备用；
步骤2、在步骤1制备得到的粉碎干燥后的豆渣中加入蒸馏水润湿，其中，粉碎干燥后的豆渣与水的质量比为1:5；调节溶液pH值为7.0，115℃高温0.15MPa高压预处理1h，制备得到预处理豆渣；
步骤3、在步骤2制备得到的预处理豆渣中添加5％的植物蛋白水解复合酶，40℃，水提3.0h，95℃灭酶12min；再添加5％的木瓜蛋白酶，水提3.0h，95℃灭酶12min；
步骤4、冷却后抽滤，滤液用4倍体积无水乙醇沉淀过夜，4500rpm，离心18min，弃上清液，沉淀水溶，恒温干燥至恒重，制备得到豆渣可溶性膳食纤维。
本实施例可溶性膳食纤维的提取率为14.21％。
实施例3
一种豆渣可溶性膳食纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、原料预处理：取新鲜豆渣经水反复洗涤，以去除所含水溶性蛋白质及部分可溶性糖和色素类物质，粉碎、过120目筛，置于恒温干燥箱55℃烘干，备用；
步骤2、在步骤1制备得到的粉碎干燥后的豆渣中加入蒸馏水润湿，其中，粉碎干燥后的豆渣与水的质量比为1:25；调节溶液pH值为3.0，125℃高温0.05MPa高压预处理2h，制备得到预处理豆渣；
步骤3、在步骤2制备得到的预处理豆渣中添加1％％的植物蛋白水解复合酶，60℃，水提2.0h，105℃灭酶8min；再添加1％的木瓜蛋白酶，水提1.0h，105℃灭酶8min；
步骤4、冷却后抽滤，滤液用4倍体积无水乙醇沉淀过夜，5500rpm，离心12min，弃上清液，沉淀水溶，恒温干燥至恒重，制备得到豆渣可溶性膳食纤维。
本实施例可溶性膳食纤维的提取率为13.35％。
其中，粉碎干燥后的豆渣与水的质量比会影响豆渣可溶性膳食纤维的提取率，如表1所示，料液比如表1所示，其余条件同实施例1，当料液比从1:5增加到1:10时，SDF提取率有较大的提高，而料液比在1:10到1:25范围内，SDF提取率的提高趋势变化缓慢，差距较小。
表1料水比对豆渣中可溶性膳食纤维提取率影响
如表2所示，pH值如表1所示，其余条件同实施例1，当pH在3.0～5.0，随着pH的不断升高，豆渣中SDF的提取率呈明显的上升趋势；当pH大于5.0时，豆渣中SDF的提取率缓慢下降。造成SDF的提取率变化的原因是所选用的植物蛋白水解复合酶的最适作用pH值在4.5～6.0之间。
表2pH对豆渣中可溶性膳食纤维提取率影响
如表3所示，植物蛋白水解复合酶添加量如表1所示，其余条件同实施例1，植物蛋白水解复合酶的添加量在1.0％～3.0％，随着复合酶添加量的不断增加，豆渣中SDF的提取率呈明显上升趋势；而植物蛋白水解复合酶的添加量大于3.0％时，SDF提取率的提高趋势变化缓慢，差距较小，这表明复合酶的添加量为3.0％时，已经接近酶量的饱和点，随着酶量的继续增加，SDF的提取率变化甚小。
表3植物蛋白水解复合酶添加量对豆渣中可溶性膳食纤维提取率影响
如表4所示，植物蛋白水解复合酶水解时间如表1所示，其余条件同实施例1，随着植物蛋白水解复合酶水解时间的延长，SDF的提取率逐渐提高，在1.0h～2.5h的范围内，SDF的提取率提高较快，随着时间的继续延长，SDF的提取率提高趋缓。
表4植物蛋白水解复合酶水解时间对豆渣中可溶性膳食纤维提取
率影响
如表5所示，植物蛋白水解复合酶作用温度如表1所示，其余条件同实施例1，植物蛋白水解复合酶作用温度在40℃～50℃，SDF提取率一直呈上升趋势；当作用温度大于50℃时，SDF的提取率呈下降趋势。造成SDF提取率变化的原因可能是植物蛋白水解复合酶的最适作用温度区间为45℃～55℃，温度偏低，复合酶的酶解作用较低；温度过高，复合酶会受热失活，考虑到温度过高对设备的要求也相应提高，而且增加了能耗。
表5植物蛋白水解复合酶作用温度对豆渣中可溶性膳食纤维提取
率影响
上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种豆渣可溶性膳食纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、原料预处理：取新鲜豆渣经水反复洗涤，以去除所含水溶性蛋白质及部分可溶性糖和色素类物质，粉碎、过筛，置于恒温干燥箱烘干，备用；
步骤2、在步骤1制备得到的粉碎干燥后的豆渣中加入蒸馏水润湿，调节溶液pH值，高温高压预处理，制备得到预处理豆渣；
步骤3、在步骤2制备得到的预处理豆渣中添加植物蛋白水解复合酶，水提并灭酶；再添加木瓜蛋白酶，水提并灭酶；
步骤4、冷却后抽滤，滤液用4倍体积无水乙醇沉淀过夜，离心，弃上清液，沉淀水溶，恒温干燥至恒重，制备得到豆渣可溶性膳食纤维。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的筛目数为80-120目，烘干温度为45-55℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的粉碎干燥后的豆渣与水的质量比为1:5-1:25；pH值为3.0-7.0，高温为115-125℃，高压为0.05-0.15Mpa，预处理时间为1-2h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中的植物蛋白水解复合酶的添加量占步骤2制备得到的预处理豆渣的1％-5％，添加植物蛋白水解复合酶的水提时间为2.0-3.0h，温度为40-60℃；灭酶温度为95-105℃，灭酶时间为8-12min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中的木瓜蛋白酶的添加量占步骤2制备得到的预处理豆渣的1％-5％；添加木瓜蛋白酶的水提时间为1.0-3.0h，灭酶温度为95-105℃，灭酶时间为8-12min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中的离心转速为4500-5500rpm，离心时间为12-18min。
7.一种由权利要求1-6中任一权利要求所述的制备方法制备得到的豆渣可溶性膳食纤维。
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| CN201810449427.8A CN108713764A (zh) | 2018-05-11 | 2018-05-11 | 一种豆渣可溶性膳食纤维及其制备方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109874971A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-06-14 | 安徽到家营养食品有限公司 | 一种改善烘培口感的改性低筋面粉的加工方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101297687A (zh) * | 2008-06-19 | 2008-11-05 | 南昌大学 | 水溶性膳食纤维的生产方法 |
| CN102499408A (zh) * | 2011-11-17 | 2012-06-20 | 江南大学 | 一种富可溶性膳食纤维的功能性杨梅饮料的制作方法 |
| CN105231288A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-01-13 | 广西大学 | 一种酶法提取豆渣中可溶性膳食纤维的工艺 |
-
2018
- 2018-05-11 CN CN201810449427.8A patent/CN108713764A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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| CN101297687A (zh) * | 2008-06-19 | 2008-11-05 | 南昌大学 | 水溶性膳食纤维的生产方法 |
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| CN105231288A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-01-13 | 广西大学 | 一种酶法提取豆渣中可溶性膳食纤维的工艺 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 吴晖等: "大豆水溶性膳食纤维的提取研究", 《现代食品科技》 * |
| 谢翔等: "豆渣高温改性结合超声辅助酶解生产水溶性膳食纤维的工艺研究", 《食品工业科技》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109874971A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-06-14 | 安徽到家营养食品有限公司 | 一种改善烘培口感的改性低筋面粉的加工方法 |
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