CN109315788A - 一种青稞膳食纤维的改性方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种青稞膳食纤维的改性方法，包括如下步骤：(1)青稞粉的制备，青稞粉碎过40‑100目；(2)青稞膳食纤维粉的制备，(3)青稞膳食纤维的酶解；(4)青稞膳食纤维的超声波处理；(5)超声后将混合液离心、干燥及粉碎处理、得到改性后青稞膳食纤维。本发明选用的原材料来源广泛、成本低廉、安全性高；采用超声波辅助酶解法对青稞膳食纤维进行改性，提高了水溶性膳食纤维含量，改善了青稞膳食纤维的生理活性，改性效率较高；本发明的技术能够满足工业化生产的需求。

Description

一种青稞膳食纤维的改性方法

技术领域

本发明涉及食品加工领域，具体涉及一种青稞膳食纤维的改性方法。

背景技术

青稞是大麦的一种特殊类型，因其成熟后内外颍与仔粒分离，仔粒裸露，无外壳，也被称为米大麦、元麦或裸麦。青稞是我国青藏高原地区独有的物种和最具高原特色的农作物，即作为主粮的同时也是在宗教节日用于祈福的祭祀品，深受藏民的喜爱。青稞有着“三高”和“两低”的特点，即有着较高含量的蛋白质、维生素和纤维以及较低含量的糖和脂肪，并且，现代医学也证实青稞有着极好的营养价值和保健作用，因此是谷物中的佳品。

膳食纤维被称为人类“第七大营养素”，在食品、医药等行业具有较高的应用价值。已有报道指出，水溶性膳食纤维具有良好的持水性、保水性和吸水膨胀性，可以在肠道中发酵，从而能够增强饱腹感、抑制肥胖、改善肠道菌群、清除外源有害物质、抑制或降低结肠癌的发病率等；同时，水溶性膳食纤维能够降低肠道及血液对脂肪、胆固醇、葡萄糖及淀粉类物质的吸收，从而可以预防或改善糖尿病、高血压、高血脂及多种心脑血管疾病。然而，青稞膳食纤维绝大部分是不溶性膳食纤维，因此，采用一定的方法对其进行改性，将青稞不溶性膳食纤维转化为水溶性膳食纤维，不仅可以改善青稞膳食纤维的保健功效，而且能够提高青稞膳食纤维的附加值，有利于推动青稞加工业的发展。

目前研究表明，不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维在人体内发挥的作用有所不同，某种膳食纤维的生理功能与二者的比例有很大联系。膳食中膳食纤维质量尤为重要，具有显著生理活性的高品质膳食纤维，才能更有效地预防疾病的侵害。有学者认为，高品质膳食纤维中可溶性膳食纤维的含量应该在10％以上，否则只能称为填充性膳食纤维，然而许多植物膳食纤维中可溶性膳食纤维含量很少，无法达到膳食平衡，且其口感较为粗糙，某些特性存在缺陷，无法满足其在食品、医药等领域的应用。因此膳食纤维改性的目的是提高膳食纤维中可溶性膳食纤维的比例。通过改性处理，促使膳食纤维的大分子组分连接键断裂，改变膳食纤维致密网状结构，使其具有更高的持水力和膨胀力，更好的发挥膳食纤维的生理功能。

中国专利CN104543738A公开了一种一种速溶青稞粉的制备方法，属食品加工领域。包括以下步骤：把青稞原料简要除去粗杂质，后粉碎成粉末状；把粉碎后的青稞和水按照一定的比例混合，90-100℃水浴灭酶；加入赤豆皮粉末，蛋白粉等，增加膳食纤维含量和改善口感；把上一步处理后的青稞过胶体磨，使其颗粒更小；然后加入一定量的高温α-淀粉酶、中温α-淀粉酶使其大部分被酶解成水溶性物质；冷却后加入麦芽糊精、植脂末，柠檬酸和稳定剂充分混合均质，得到的料液浓缩至一定浓度后进行喷雾干燥即得成品。本发明制得的速溶青稞粉速溶率高，膳食纤维含量高，β-葡聚糖含量高，微量元素丰富，口感清新香甜，营养易吸收，步骤简单，易于实现，成本低廉。

上述专利淀粉酶的用量大，利用率低，造成不必要的浪费，且酶处理时间长，效率较低，不利于节约成本，同时对青稞的处理方式单一，无法高效处理青稞中的不溶性膳食纤维，导致处理产物中的可溶性膳食纤维含量较低，口感粗糙。因此，开发一种处理青稞膳食纤维的方法十分有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种青稞膳食纤维的改性方法，目的在于提高青稞膳食纤维的可溶性含量，改善青稞膳食纤维的性状。

本发明采用的技术方案是：一种青稞膳食纤维的改性方法，包括如下步骤：

(1)青稞粉的制备:选择成熟度较好、颗粒饱满的青稞原料，进行筛选、除杂，粉碎过40-100目筛；

(2)青稞膳食纤维的制备：取青稞粉以料液质量比1:10～40与MES-TEIS缓冲液混合，在磁力搅拌器上搅拌30min～2h，混合液经耐高温α-淀粉酶、木瓜蛋白酶和糖化酶逐步酶解除杂，每一步酶解后均沸水浴15min；将混合液离心，弃上清液，取沉淀物热风干燥后研磨粉碎，过筛，得到青稞膳食纤维；

(3)将上一步得到的膳食纤维粉与MES-TEIS缓冲液按质量比1:10～25混合均匀，调整pH至6.5～7.5，加入纤维素酶酶解，放入超声设备中处理，将所得酶解物在沸水浴中加热10～20min钝化酶活后，离心，去除上清液，干燥沉淀，粉碎得到改性后的青稞膳食纤维。

优选的，所述步骤(1)中青稞原料要进行清洗筛选、除杂、烘干等预处理，粉碎机粉碎，过40-100目筛。

优选的，所述步骤(2)所述的缓冲液为磷酸盐配制的缓冲液，pH为4.5-8.5。

优选的，所述步骤(2)在所述耐高温α-淀粉酶的加入量为50μL/g,酶解温度为90℃，时间为60min。

优选的，所述步骤(2)中所述的木瓜蛋白酶的加入量为100μL/g，酶解温度为60℃，时间为60min。

优选的，所述步骤(2)中所述的糖化酶的加入量为100μL/g，酶解温度为60℃，时间为60min。

优选的，所述步骤(2)中离心机的使用条件为，转速是4000r/min,时间为20min。

优选的，所述步骤(2)中烘箱干燥条件为，温度60℃，时间为24h。

优选的，所述步骤(2)中离心沉淀用研磨粉碎。

优选的，所述步骤(3)中按酶与底物浓度比200-220U/g加入纤维素酶。

优选的，所述步骤(3)中超声处理条件为，频率25kHz，功率100-300W，时间为10-100min。

本发明的有益效果：

(1)本发明选用的青稞原材料来源广泛、成本低廉、安全性高；

(2)本发明采用超声波辅助酶解法对膳食纤维进行改性，酶解时间较短，得到的水溶性膳食纤维含量较多，改性效率较高；

(3)本发明与现有的高压改性技术相比，明显节约成本，省去昂贵的高压提取设备，同时超声波处理技术相对成熟，生产效率高，产物得率高，能够满足工业化生产的需求。

具体实施方式

实施例1

一种青稞膳食纤维的改性方法，包括如下步骤：

(1)青稞粉的制备:选择成熟度较好、颗粒饱满的青稞原料，进行筛选、除杂，粉碎过40目筛。

(2)青稞膳食纤维的制备：取20g青稞粉以料液质量比1:10与pH8.5的MES-TEIS缓冲液混合，在磁力搅拌器上搅拌2h,使溶液混匀，混合液经50μL/g耐高温α-淀粉酶90℃下酶解60min、沸水浴加热15min灭酶，100μL/g木瓜蛋白酶60℃下酶解60min和100μL/g糖化酶60℃下酶解60min，沸水浴加热15min，将混合液在离心条件为4000r/min离心20min，弃上清液，沉淀在60℃下热风干燥24h，粉碎机研磨粉碎，过60目筛，得到青稞5.6g膳食纤维。

(3)将步骤(2)得到的膳食纤维粉与缓冲液按质量比1:10混合均匀，调整pH至7.5，加入220U/g纤维素酶酶解，放入条件为频率25KHz，功率100W,时间30min，进行超声处理，将所得酶解物在沸水浴中加热10min钝化酶活后，4000r/min离心30min，去除上清液，沉淀在60℃干燥24h，研磨粉碎得到改性后的青稞膳食纤维。

实施例2

一种青稞膳食纤维的改性方法，包括如下步骤：

(1)青稞粉的制备:选择成熟度较好、颗粒饱满的青稞原料，进行筛选、除杂，粉碎过60目筛。

(2)青稞膳食纤维的制备：取20g青稞粉以料液质量比1:20与pH4.5的MES-TEIS缓冲液混合，在磁力搅拌器上搅拌1h,使溶液混匀，混合液经50μL/g耐高温α-淀粉酶90℃下酶解60min、沸水浴加热15min灭酶，100μL/g木瓜蛋白酶60℃下酶解60min和100μL/g糖化酶60℃下酶解60min，沸水浴加热15min,冷却后将混合液在离心条件为4000r/min离心20min，弃上清液，沉淀在60℃下热风干燥12h，粉碎机研磨粉碎，过60目筛，得到6.1g青稞膳食纤维。

(3)将步骤(2)得到的膳食纤维粉与缓冲液按质量比1:25混合均匀，调整pH至7.0，加入200U/g纤维素酶酶解，放入条件为频率25KHz，功率200W,时间60min，进行超声处理，将所得酶解物在沸水浴中加热15min钝化酶活后，4000r/min离心30min，去除上清液，沉淀在60℃干燥24h，粉碎得到改性后的青稞膳食纤维。

实施例3

一种青稞膳食纤维的改性方法，包括如下步骤：

(1)青稞粉的制备:选择成熟度较好、颗粒饱满的青稞原料，进行筛选、除杂，粉碎过100目筛。

(2)青稞膳食纤维的制备：取20g青稞粉以料液质量比1:30与pH7.0的MES-TEIS缓冲液混合，在磁力搅拌器上搅拌30min,使溶液混匀，混合液经80μL/g耐高温α-淀粉酶90℃下酶解50min、沸水浴加热15min灭酶，60μL/g木瓜蛋白酶60℃下酶解45min和80μL/g糖化酶60℃下酶解30min，沸水浴加热15min,冷却后将混合液在离心条件为4000r/min离心20min，弃上清液，沉淀在60℃下热风干燥16h，粉碎机研磨粉碎，过60目筛，得到5.5g青稞膳食纤维。

(3)将步骤(2)得到的膳食纤维粉与缓冲液按质量比1:15混合均匀，调整pH至7.5，加入210U/g纤维素酶酶解，放入条件为频率25KHz，功率200W,时,10min，进行超声处理，将所得酶解物在沸水浴中加热20min钝化酶活后，4000r/min离心30min，去除上清液，沉淀在60℃干燥24h，粉碎得到改性后的青稞膳食纤维。

实施例4

一种青稞膳食纤维的改性方法，包括如下步骤：

(1)青稞粉的制备:选择成熟度较好、颗粒饱满的青稞原料，进行筛选、除杂，粉碎过80目筛。

(2)青稞膳食纤维的制备：取20g青稞粉以料液质量比1:40与pH6.0的MES-TEIS缓冲液混合，在磁力搅拌器上搅拌2h,使溶液混匀，混合液经50μL/g耐高温α-淀粉酶90℃下酶解40min、沸水浴加热15min灭酶，50μL/g木瓜蛋白酶60℃下酶解30min和50μL/g糖化酶60℃下酶解45min，沸水浴加热15min,冷却后将混合液在离心条件为5000r/min离心15min，弃上清液，沉淀在60℃下热风干燥6h，粉碎机研磨粉碎，过60目筛，得到6.9g青稞膳食纤维。

(3)将步骤(2)得到的膳食纤维粉与缓冲液按质量比1:20混合均匀，调整pH至6.5，加入200U/g纤维素酶酶解，放入条件为频率35KHz，功率300W，时间100min，进行超声处理，将所得酶解物在沸水浴中加热16min钝化酶活后，4000r/min离心25min，去除上清液，沉淀在60℃干燥24h，粉碎得到改性后的青稞膳食纤维。

为检测本发明的效果，检测实施例1～4中制备的改性青稞膳食纤维中可溶性膳食纤维的含量，采用市售青稞粉作为对照，结果如下：

表1改性青稞粉中可溶性膳食纤维的含量测定结果

组别	可溶性膳食纤维含量(％)
		实施例1	49.2
实施例2	55.5
		实施例3	43.8
实施例4	33.9
		普通青稞粉	6.5

由上述结果可知，本发明可有效提高青稞膳食纤维中可溶性膳食纤维的含量百分比，有有效转化不溶膳食纤维，达到青稞膳食纤维整体改性的目的。

综上所述，通过利用较少的耐高温α-淀粉酶、木瓜蛋白酶、糖化酶及纤维素酶处理青稞粉，获得较高可溶性膳食纤维含量的青稞粉，生产效率明显提高，过程简单易操作，适合工厂化生产，同时辅以超声处理、研磨粉碎等物理处理方法可进一步提高处理效率，使得改性青稞膳食纤维的整体产率达到25％以上，原料利用率显著提升。

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种青稞膳食纤维的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)青稞粉的制备:选择成熟度较好、颗粒饱满的青稞原料，进行筛选、除杂，粉碎过40-100目筛；

(2)青稞膳食纤维的制备：取青稞粉以料液质量比1:10～40与MES-TEIS缓冲液混合，在磁力搅拌器上搅拌30min～2h，混合液经耐高温α-淀粉酶、木瓜蛋白酶和糖化酶逐步酶解除杂，每一步酶解后均沸水浴15min；将混合液离心，弃上清液，取沉淀物热风干燥后研磨粉碎，过筛，得到青稞膳食纤维；

(3)将上一步得到的膳食纤维粉与MES-TEIS缓冲液按质量比1:10～25混合均匀，调整pH至6.5～7.5，加入纤维素酶酶解，放入超声设备中处理，将所得酶解物在沸水浴中加热10～20min钝化酶活后，离心，去除上清液，干燥沉淀，粉碎得到改性后的青稞膳食纤维。

2.如权利要求1所述青稞膳食纤维的改性方法，其特征在于：所述步骤(1)中青稞原料要进行筛选、除杂、烘干，粉碎机粉碎，过40～100目筛。

3.如权利要求1所述青稞膳食纤维的改性方法，其特征在于：所述步骤(2)所述的缓冲液的pH为4.5-8.5。

4.如权利要求1所述青稞膳食纤维的改性方法，其特征在于：所述步骤(2)在所述耐高温α-淀粉酶的加入量为50μL/g，酶解时间为60min。

5.如权利要求1所述青稞膳食纤维的改性方法，其特征在于：所述步骤(2)中所述的木瓜蛋白酶的加入量为100μL/g，酶解时间为60min。

6.如权利要求1所述青稞膳食纤维的改性方法，其特征在于：所述步骤(2)中所述的糖化酶的加入量为100μL/g，酶解时间为60min。

7.如权利要求1所述青稞膳食纤维的改性方法，其特征在于：所述步骤(2)中离心的转速是4000r/min,时间为20min。

8.如权利要求1所述青稞膳食纤维的改性方法，其特征在于：所述步骤(2)中干燥的时间为12～24h。

9.如权利要求1所述青稞膳食纤维的改性方法，其特征在于：所述步骤(3)中按酶与底物浓度比200～220U/g加入纤维素酶。

10.如权利要求1所述青稞膳食纤维的改性方法，其特征在于：所述步骤(3)中超声处理条件为，频率25kHz，功率100～300W，时间为10～100min。