專利名稱：用酶-堿法結(jié)合脫脂制備水不溶性大豆渣膳食纖維的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膳食纖維，尤其是涉及一種采用酶-堿法結(jié)合脫脂制備高純度水不溶性大 豆渣膳食纖維的方法。
背景技術(shù)：
膳食纖維在人體內(nèi)有特定的生理功能和保健功效，目前已被公認(rèn)為是平衡膳食結(jié)構(gòu)必要 的"第七大營(yíng)養(yǎng)素"。在飲食中適當(dāng)增加膳食纖維的含量，對(duì)許多"現(xiàn)代病"的防治都有積極的 意義，如冠心病、心腦血管疾病、膽結(jié)石、大腸癌、糖尿病和肥胖癥等，可使大部分癥狀緩解 或治愈。
大豆渣是十分安全的膳食纖維來(lái)源，其中膳食纖維含量高達(dá)50%以上。我國(guó)是大豆的主
要生產(chǎn)國(guó)和產(chǎn)品消費(fèi)國(guó)，豆制品加工總規(guī)模很大，大豆渣等下腳料產(chǎn)量十分可觀。但以往大 豆渣主要作為動(dòng)物飼料，利用程度有限，此外大量的大豆渣更被當(dāng)作生產(chǎn)廢料拋棄，由于大 豆渣營(yíng)養(yǎng)豐富，極易腐爛，不僅造成資源的極大浪費(fèi)，而且還帶來(lái)極大的環(huán)境問題。因此利 用大豆渣提取膳食纖維不僅是提高原料綜合利用的一條有效途徑，而且能產(chǎn)生良好的社會(huì)效
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大豆渣的主要成分除膳食纖維之外，還包括蛋白質(zhì)和油脂，許多研究表明，脂肪存在導(dǎo) 致的油脂氧化是使大豆渣產(chǎn)生異味、形成所謂"豆腥味"的最主要原因。"豆腥味"使膳食纖維 的食用品質(zhì)降低，限制了其作為食品添加劑的廣泛應(yīng)用。因此，在大豆渣膳食纖維的提取中， 最重要的工作即除去油脂，若需要高純度的膳食纖維，則還需除去所含的蛋白質(zhì)。針對(duì)要除 去的對(duì)象，膳食纖維的提取方法常用的有化學(xué)法(主要為堿法)和生物法(主要為酶法)。堿 法處理制備的膳食纖維產(chǎn)品具有純度高、油脂殘留與蛋白質(zhì)殘留量低、異味小等特點(diǎn)。但在 強(qiáng)堿條件下，纖維素和半纖維素易分解，產(chǎn)品的得率不高，且顏色較深。此外堿法生產(chǎn)不溶 性膳食纖維會(huì)產(chǎn)生大量含堿廢液，污染環(huán)境，而處理這些廢液需要額外投入大量的人力物力。
采用脂肪酶催化脂肪水解達(dá)到脫脂的目的(即酶法)，得到的不溶性膳食纖維色澤淺、質(zhì)
量好，且酶法條件溫和，對(duì)設(shè)備的要求也較低。但是酶法提取率受溫度、酶活和pH等諸多 因素的影響，而且作用時(shí)間較長(zhǎng)，在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用存在一定困難。此外，酶法提取的 不溶性膳食纖維中蛋白質(zhì)含量較高，雖然產(chǎn)品的得率較高，但是對(duì)比堿法提取產(chǎn)品，酶法得到的不溶性膳食纖維的脫脂率和純度相對(duì)較低。
目前對(duì)于大豆渣不溶性膳食纖維的研究，在國(guó)內(nèi)外己有較多的報(bào)道及相關(guān)專利公開，對(duì) 于分別單獨(dú)采用脂肪酶法或堿法脫脂的方法也有報(bào)道，但是關(guān)于結(jié)合脂肪酶水解法一氫氧化
鈉堿法提取的結(jié)合工藝，則未見報(bào)道。
對(duì)大豆渣膳食纖維不溶性產(chǎn)品的研究的相關(guān)專利申請(qǐng)如中國(guó)專利03132575.0、 94112163.1、 200310109934.0、 200410084268.4、 200410098853.X等，這些專利申請(qǐng)皆為提取 或制備大豆渣不溶性膳食纖維。在中國(guó)專利03132575.0公開的大豆膳食纖維的制備方法中采 用酸法脫腥脫脂調(diào)。在中國(guó)專利200310109934.0中采用大豆渣勻漿后，進(jìn)行高溫滅活(卯 IO(TC)，加入0.1% 0.15%的脂肪酶進(jìn)行脫脂。
陳霞等(陳霞，楊香久，徐永華等，大豆渣膳食纖維制備工藝的研究，大豆科學(xué)，2001， 20 (2): 128-132)采用堿處理，結(jié)合胰蛋白酶酶解，除去大豆渣中的脂肪和蛋白質(zhì)，認(rèn)為最 佳反應(yīng)工藝條件是NAOH濃度為5X、反應(yīng)溫度80度、反應(yīng)時(shí)間60min，溶液加量為原料 重量的5.5% (W/W)，胰酶加入量0.3%，制得大豆渣膳食纖維含量為80% (干基)。駱光林 等(駱光林，査理斯，酶法提取大豆膳食纖維，食品科技，2000， 4: 61)采用生物蛋白酶與 脂肪酶制取大豆膳食纖維，其中脂肪酶水解脂肪以達(dá)到脫脂作用，具體水解條件是40°C， pH7.5，固液比為1:10， 一走酶量，反應(yīng)6 8h，期間通過加緩沖劑保持pH不變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的大豆渣膳食纖維制備方法中單獨(dú)采用堿法或酶法所存在的 缺點(diǎn)，提供一種用酶-堿法結(jié)合脫脂制備水不溶性大豆渣膳食纖維的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是采用酶法"M法提取不溶性膳食纖維，即先采用脂肪酶法作用，再結(jié) 合堿法處理，制備高純度不溶性膳食纖維。
本發(fā)明包括以下步驟
1) 大豆渣原料干燥后粉碎，得大豆渣粉；
2) 在大豆渣粉中加水，混勻，過膠體磨，得大豆渣液A;
3) 將步驟2)得到的大豆渣液A預(yù)煮，預(yù)煮得大豆渣液B;
4) 控制預(yù)煮后的大豆渣液B的溫度為55°C，在大豆渣液B中加入堿性脂肪酶進(jìn)行反應(yīng)，
得脂肪酶作用反應(yīng)后的大豆渣液C;
5) 向步驟4)所得的脂肪酶作用反應(yīng)后的大豆渣液C加入NaOH，加熱，攪拌，得大豆 渣液D;
6) 將大豆渣液D離心分離，收集沉淀，將沉淀用水重懸，離心，收集沉淀，重復(fù)將沉淀用水重懸，離心，收集沉淀的步驟至少1次，最后收集的沉淀烘干，粉碎，即為水不溶性 大豆渣膳食纖維，密閉保存。
在步驟l)中，大豆渣原料干燥后最好粉碎至80目。
在步驟2)中，按質(zhì)量比，大豆渣粉水最好為l : (15 25)，過膠體磨最好至少l次。
在步驟3)中，預(yù)煮的溫度可為70~90°C，最好為8(TC，最好用NaOH溶液調(diào)節(jié)大豆渣 液的pH值至8 10，最好pH值為9.5，預(yù)煮時(shí)間為30min。用NaOH溶液調(diào)節(jié)大豆渣液的 NaOH溶液的濃度按摩爾比最好為5mol丄—、
在步驟4)中，脂肪酶的濃度最好為80 120 u.mL'1，反應(yīng)液的pH最好控制在9.5，反 應(yīng)的時(shí)間最好為2 4h。
在步驟5)中，NaOH的加入量最好為使NaOH在大豆渣液中的終濃度達(dá)到0.5% 1.5%; 加熱的溫度最好為80 95'C,加熱最好保持lh。
在步驟6)中，將大豆渣液D離心分離最好采用三足式離心機(jī)，濾布最好為400目，離 心的速度最好為3500rpm/min，離心的時(shí)間最好為30min;烘干的溫度最好不超過70°C，粉 碎最好過120目篩。
本發(fā)明在脂肪酶作用時(shí)，利用脂肪酶特異性作用于甘油三酸酯的酯鍵，使油脂水解成甘 油和脂肪酸，甘油可溶于水中。在隨后的堿處理步驟中，堿可以與脂肪酶作用未除盡的油脂 產(chǎn)生皂化作用生成可溶性皂鹽，還可與脂肪酸形成皂鹽，這些皂鹽在隨后的水洗步驟中皆可 被水洗除去。此外，堿作用還可以除去大豆蛋白質(zhì)。酶、堿作用再結(jié)合后續(xù)的水洗步驟可以 使大豆渣原料中的主要雜質(zhì)即油脂、蛋白質(zhì)被除去，極大地提高了產(chǎn)品膳食纖維的純度。
本發(fā)明相對(duì)于單用酶法可以得到更高純度和高油脂去除率的產(chǎn)品，特別是高蛋白質(zhì)去除 率的產(chǎn)品，可以縮短酶法單獨(dú)作用時(shí)的工作時(shí)間，降低酶使用量，從而降低生產(chǎn)成本。由于 脂肪酶法處理已先行除去部分油脂，堿處理中堿的濃度及用量可以降低，作用時(shí)間也縮短， 因此減少了污染，降低了操作成本，產(chǎn)品的色澤也更淺、更好。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
大豆渣干燥粉碎至過80目篩，取300g大豆渣粉，按料液比為1 : 15的量加水混勻，過 膠體磨3次，調(diào)節(jié)大豆渣液預(yù)煮溫度為7(TC、 pH值8，預(yù)煮30min，加入脂肪酶，使體系中 酶液濃度達(dá)80u.mU1，持續(xù)攪拌，保持反應(yīng)時(shí)間2h;后調(diào)節(jié)體系溫度至8(TC，加入NaOH， 使其在料液中濃度達(dá)到0.5%，保持作用lh，期間均勻攪拌；作用結(jié)束后對(duì)料液離心分離， 3500rpm/min，離心30min，收集沉淀。將沉淀用純凈水重懸，離心(3500rpm/min，離心30min)，收集沉淀，重復(fù)該步驟3次，將收集到的沉淀在7(TC烘箱烘干，粉碎至過120目篩，即得不 溶性膳食纖維，于干燥環(huán)境室溫密閉保存。產(chǎn)品的得率為47.3%，色澤淺，不溶性膳食纖維 純度達(dá)92.5%，油脂含量0.80%，蛋白質(zhì)含量3.29%。 實(shí)施例2
大豆渣干燥粉碎至過80目篩，取300g大豆渣粉，按料液比為1 :20的量加水混勻，過 膠體磨3次，調(diào)節(jié)大豆渣液預(yù)煮溫度為80°C、 pH值9.5，預(yù)煮30min，加入脂肪酶，使體系 中酶液濃度達(dá)100iunl/1，持續(xù)攪拌，保持反應(yīng)時(shí)間3h及pH9.5;后調(diào)節(jié)體系溫度至85 °C ， 加入NaOH，使其在料液中濃度達(dá)到0.75%，保持作用lh，期間均勻攪拌；作用結(jié)束后用三 足離心機(jī)對(duì)料液離心分離，3500rpm/min，離心30min，收集沉淀。將沉淀用純凈水重懸，離 心G500rpm/min，離心30min)，收集沉淀，重復(fù)該步驟3次，將收集到的沉淀在70'C真空 烘箱烘干，粉碎至過120目篩，即得不溶性膳食纖維，于干燥環(huán)境室溫密閉保存。產(chǎn)品的得 率為45.5%，色澤淺，不溶性膳食纖維純度達(dá)93.8%，油脂含量0.48%，蛋白質(zhì)含量2.6%。
實(shí)施例3
大豆渣干燥粉碎至過80目篩，取300g大豆渣粉，按料液比為l :25的量加水混勻，過 膠體磨3次，調(diào)節(jié)大豆渣液預(yù)煮溫度為90°C、 pH值lO，預(yù)煮30min，加入脂肪酶，使體系 中酶液濃度達(dá)120 u.mL"，持續(xù)攪拌，保持反應(yīng)時(shí)間4h;后調(diào)節(jié)體系溫度至90°C，加入NaOH， 使其在料液中濃度達(dá)到1.5%，保持作用lh，期間均勻攪拌；作用結(jié)束后對(duì)料液離心分離， 3500rpm/min，離心30min，收集沉淀。將沉淀用純凈水重懸，離心G500rpm/min，離心30min)， 收集沉淀，重復(fù)該步驟3次，將收集到的沉淀在7(TC烘箱烘干，粉碎至過120目篩，即得不 溶性膳食纖維，于干燥環(huán)境室溫密閉保存。產(chǎn)品的得率為41.1%，色澤淺，不溶性膳食纖維 純度達(dá)94.5%，油脂含量0.37%，蛋白質(zhì)含量2.15%。
權(quán)利要求
1. 用酶-堿法結(jié)合脫脂制備水不溶性大豆渣膳食纖維的方法，其特征在于包括以下步驟1)大豆渣原料干燥后粉碎，得大豆渣粉；2)在大豆渣粉中加水，混勻，過膠體磨，得大豆渣液A；3)將步驟2)得到的大豆渣液A預(yù)煮，預(yù)煮得大豆渣液B；4)控制預(yù)煮后的大豆渣液B的溫度為55℃，在大豆渣液B中加入堿性脂肪酶進(jìn)行反應(yīng)，得脂肪酶作用反應(yīng)后的大豆渣液C；5)向步驟4)所得的脂肪酶作用反應(yīng)后的大豆渣液C加入NaOH，加熱，攪拌，得大豆渣液D；6)將大豆渣液D離心分離，收集沉淀，將沉淀用水重懸，離心，收集沉淀，重復(fù)將沉淀用水重懸，離心，收集沉淀的步驟至少1次，最后收集的沉淀烘干，粉碎，即為水不溶性大豆渣膳食纖維，密閉保存。
2. 如權(quán)利要求1所述的用酶~ 法結(jié)合脫脂制備水不溶性大豆渣膳食纖維的方法，其特 征在于在步驟l)中，大豆渣原料干燥后粉碎至80目。
3. 如權(quán)利要求1所述的用酶~ 法結(jié)合脫脂制備水不溶性大豆渣膳食纖維的方法，其特 征在于在步驟2)中，按質(zhì)量比，大豆渣粉水為1 : 15 25,過膠體磨至少1次。
4. 如權(quán)利要求1所述的用酶-堿法結(jié)合脫脂制備水不溶性大豆渣膳食纖維的方法，其特 征在于在步驟3)中，預(yù)煮的溫度為70 90°C，用NaOH溶液調(diào)節(jié)大豆渣液的pH值至8 10， 預(yù)煮時(shí)間為30min。
5. 如權(quán)利要求1所述的用酶J法結(jié)合脫脂制備水不溶性大豆渣膳食纖維的方法，其特 征在于在步驟3)中，用NaOH溶液調(diào)節(jié)大豆渣液的NaOH溶液的濃度按摩爾比為5moLU1。
6. 如權(quán)利要求1所述的用酶~ 法結(jié)合脫脂制備水不溶性大豆渣膳食纖維的方法，其特 征在于在步驟4)中，脂肪酶的濃度為80 120u.mL—1。
7. 如權(quán)利要求1所述的用酶~ 法結(jié)合脫脂制備水不溶性大豆渣膳食纖維的方法，其特 征在于在步驟4)中，反應(yīng)液的pH控制在9.5，反應(yīng)的時(shí)間為2 4h。
8. 如權(quán)利要求1所述的用酶~ 法結(jié)合脫脂制備水不溶性大豆渣膳食纖維的方法，其特 征在于在步驟5)中，NaOH的加入量為使NaOH在大豆渣液中的終濃度達(dá)到0.5% 1.5%。
9. 如權(quán)利要求1所述的用酶~ 法結(jié)合脫脂制備水不溶性大豆渣膳食纖維的方法，其特 征在于在步驟5)中，加熱的溫度為80 95'C，加熱保持lh。
10.如權(quán)利要求1所述的用酶"M法結(jié)合脫脂制備水不溶性大豆渣膳食纖維的方法，其特 征在于在步驟6)中，將大豆渣液D離心分離采用三足式離心機(jī)，濾布為400目，離心的速 度為3500rpm/min，離心的時(shí)間為30min;烘干的溫度不超過70°C，粉碎過120目篩。
全文摘要
用酶-堿法結(jié)合脫脂制備水不溶性大豆渣膳食纖維的方法，涉及一種膳食纖維。提供一種用酶-堿法結(jié)合脫脂制備水不溶性大豆渣膳食纖維的方法。大豆渣原料干燥后粉碎得大豆渣粉；在大豆渣粉中加水混勻，過膠體磨得大豆渣液A；將大豆渣液A預(yù)煮，得大豆渣液B；控制預(yù)煮后的大豆渣液B的溫度為55℃，在大豆渣液B中加入堿性脂肪酶進(jìn)行反應(yīng)，得脂肪酶作用反應(yīng)后的大豆渣液C；向脂肪酶作用反應(yīng)后的大豆渣液C加入NaOH，加熱，攪拌，得大豆渣液D；將大豆渣液D離心分離，收集沉淀，將沉淀用水重懸，離心，收集沉淀，重復(fù)將沉淀用水重懸，離心，收集沉淀的步驟至少1次，最后收集的沉淀烘干，粉碎，即為水不溶性大豆渣膳食纖維，密閉保存。
文檔編號(hào)A23L1/28GK101433292SQ200810072409
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者冬 劉, 周麗珍, 唐旭蔚, 孫海燕, 艷 李, 李世敏 申請(qǐng)人:深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院