專利名稱：一種豆渣膳食纖維超微粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品加工領(lǐng)域，特別涉及一種豆渣膳食纖維超微粉及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國傳統(tǒng)的豆制品在加工過程中，會產(chǎn)生大量的豆渣。豆渣中含有豐富的蛋白質(zhì)、 脂肪、膳食纖維等，是良好的健康食物資源。但由于豆渣具有令人難以接受的異味、口感極差并存在抗?fàn)I養(yǎng)因子等因素，如果直接食用或?qū)⑵涮砑又疗渌称分校瑒t會大大影響產(chǎn)品的口感、質(zhì)地及功能的發(fā)揮。目前豆渣大都簡單地作為飼料處理，這不僅在經(jīng)濟(jì)上是很大的損失，而且極大地浪費(fèi)了寶貴的食物資源。特別的是，若不及時(shí)處理，豆渣會很快腐敗變質(zhì)發(fā)臭，成為一大污染源。實(shí)際上豆渣是人類難得的膳食纖維源，其纖維含量高、纖維質(zhì)構(gòu)好、組成成分功能性好，可以加工成高純度、高質(zhì)量、高附加值、應(yīng)用廣泛的低熱量的膳食纖維。目前在美國、 日本、澳大利亞等國已實(shí)現(xiàn)豆渣食用的產(chǎn)業(yè)化。日本仁月株式會社將豆渣膳食纖維與低聚糖、雙歧桿菌等科學(xué)調(diào)配為微生態(tài)制劑，供給老年人和少兒食用，企業(yè)效益顯著；西歐國家將加工好的膳食纖維直接加入主食食用；澳大利業(yè)豆渣食品在20世紀(jì)90年代曾轟動(dòng)全世界。近年來，膳食纖維作為一種功能性食品基料正風(fēng)靡全球，并廣泛用于食品工業(yè)中， 已成為繼碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、維生索、礦物質(zhì)和水之后的第七營養(yǎng)素。豆渣是諸多天然膳食纖維原料中的一種，它不僅取材方便，價(jià)格低廉.而且是一種很好的膳食纖維源。臨床研究業(yè)已證明，大豆纖維具有明顯的生理和醫(yī)療功能，包括顯著降低血液中的膽固醇含量，促進(jìn)血糖和胰島素保持正常水平；對防治糖尿病效果顯著；促進(jìn)腸胃蠕動(dòng)以達(dá)到預(yù)防便秘與結(jié)腸癌。盡管大豆纖維有如此好的功效，但由于其具有水溶性低、風(fēng)味較差、不耐貯藏等缺陷而長期未被很好利用。解決此類問題的技術(shù)是豆制品行業(yè)現(xiàn)實(shí)的迫切需要。豆渣中除了含有豐富的膳食纖維外，還含有蛋白質(zhì)、脂肪等，是良好的健康食物資源。但由于豆渣具有令人難以接受的異味、口感極差并存在抗?fàn)I養(yǎng)因子等因素，如果直接食用或?qū)⑵涮砑又疗渌称分?，則會大大影響產(chǎn)品的口感、質(zhì)地及功能的發(fā)揮。生產(chǎn)過程對豆渣若不及時(shí)處理，豆渣會很快腐敗變質(zhì)發(fā)臭，成為一大污染源。對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的豆渣及時(shí)處理，并進(jìn)而加工成高品質(zhì)的膳食纖維，是豆制品生產(chǎn)行業(yè)實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好，擴(kuò)展資源利用價(jià)值，提高經(jīng)濟(jì)效益所追求的目標(biāo)。而先進(jìn)適用的加工技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵手段。 這方面的技術(shù)研發(fā)在國內(nèi)外行業(yè)內(nèi)方興未艾，技術(shù)方法概括起來有生物法(酶法或發(fā)酵)、 物理法、化學(xué)法，或綜合處理法。這些方法各有優(yōu)劣。文獻(xiàn)“一種發(fā)酵法制備豆渣可溶性膳食纖維的方法(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，中國專利信息CNlOl 161103) ”報(bào)道了將新鮮的豆渣在60 80°C干燥12 14h后，粉碎過40目篩，按照豆渣水為1 20 25的比例配制發(fā)酵培養(yǎng)基，調(diào)整pH為4 4.5，在121°C條件下滅菌15 20min得到液體；將里氏木霉按液體體積的3% 4%接種到培養(yǎng)基中，在28 30°C條件下，140 160r/min搖床培養(yǎng)3 4d。經(jīng)滅菌、過濾、濃縮后，采用無水乙醇沉淀，沉淀物真空干燥后得到成品。文獻(xiàn)“大豆膳食纖維的制備方法(哈高科大豆食品有限責(zé)任公司，中國專利信息， CN1582761)”報(bào)道了如下制備方法(1)濕豆渣取含水量為75-88 %的豆渣加入調(diào)質(zhì)罐。 (2)調(diào)質(zhì)在調(diào)質(zhì)罐內(nèi)加入溫度80-95°C工藝水，使?jié)穸乖c工藝水充分混合為豆渣漿，將豆渣漿含水量調(diào)至60-90%后，加入濃度為10% -30%的食品級鹽酸，將豆渣漿的pH值調(diào)至 3. 0-6. 5后，保持溫度80-850C，保持0. 5-2小時(shí)，用氫氧化鈉(NaOH,濃度為10% -30)調(diào)pH 值至6. 5-10. 0，添加雙氧水，用量15-30L/T干物質(zhì)，之后保持時(shí)間0. 1_2小時(shí)后進(jìn)入壓濾工序。(3)壓濾將調(diào)質(zhì)好的豆渣漿打入高位槽內(nèi)貯存，再將豆渣漿打入壓濾機(jī)，壓濾額定工作壓力0. 3-1. OMPa，過濾工作溫度40-90°C、壓濾機(jī)油缸壓力10-30MP，經(jīng)壓濾后的濾餅含水量50-80%，濾餅厚度10-50mm。(4)閃蒸干燥將濾餅運(yùn)送至閃蒸干燥機(jī)，閃蒸干燥機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度為150-200°C，閃蒸干燥出風(fēng)溫度50-90°C，干燥后的濾餅含水15_30%。(5)粗磨將干燥后的濾餅打碎成均勻散碎粉末后，進(jìn)行微波殺菌。(6)微波殺菌殺菌前物料水分15-30%， 殺菌后物料水分3-15%。(7)粉碎將微波殺菌后的物料粉碎，粉碎機(jī)盤轉(zhuǎn)速1000-40001·/ min，分級葉輪轉(zhuǎn)速300-3500r/min，粉碎后干粉物料粒度為100-380目，干粉經(jīng)冷卻轉(zhuǎn)到下一工序。(8)包裝將冷卻后的干粉進(jìn)行包裝。文獻(xiàn)“IHP處理對豆渣膳食纖維的改性研究”(劉成梅熊慧薇劉偉，食品科學(xué)，2005/09)報(bào)道了就瞬時(shí)高壓(Instantaneous High Pressure, IHP)對豆?jié)O膳食纖維(Dietary Fiber, DF)的改性作用進(jìn)行了研究.酶法制備的豆渣膳食纖維經(jīng)過以 Microfluidizer為物質(zhì)基礎(chǔ)的IHP作用處理后，持水力、膨脹率和結(jié)合水力均增大；使用流變儀在一定條件下對制備DF溶液粘度進(jìn)行測定，研究了制備DF溶液粘度的時(shí)間、速度和溫度敏感性；通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，DF纖維束沒有明顯的截?cái)喱F(xiàn)象，但是IHP作用處理后DF 顆粒粒度減小，透光率提高，組織更加松散。文獻(xiàn)“豆渣膳食纖維擠壓改性工藝條件的研究”(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品與工程學(xué)院) 采用雙螺桿膨化技術(shù)，研究豆渣膳食纖維(SDF)擠壓改性工藝條件.結(jié)果表明，影響豆渣擠壓改性的主要因素是物料粒度，其次是膨化溫度和物料含水量，螺桿轉(zhuǎn)速影響最小，最佳工藝條件是物料粒度65目、物料含水量40%、膨化溫度120°C、螺桿轉(zhuǎn)速150r/min，在此條件下SDF含量達(dá)到27. 60%。文獻(xiàn)“提高大豆渣膳食纖維中可溶性成分的方法研究”(涂宗財(cái)李金林，農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007/05)報(bào)道了以大豆渣為原料，采用微生物發(fā)酵、微射流均質(zhì)機(jī)高壓均質(zhì)處理和高溫蒸煮的方法來提高大豆膳食纖維中可溶性成分含量，研究不同發(fā)酵時(shí)間、不同處理壓力和蒸煮溫度以及蒸煮時(shí)間對提高豆渣可溶性膳食纖維(SDF)含量的影響.結(jié)果表明 利用發(fā)酵法可提高可溶性膳食纖維的含量達(dá)15%之多，并且在發(fā)酵的前6天，SDF含量增長很快，6d后SDF的含量變化較少；而高壓均質(zhì)處理法提高可溶性膳食纖維含量的幅度在 10% 28%之間，并隨著處理壓力的升高而增大；高溫蒸煮法能提高可溶性膳食纖維的含量20%，121°C，20min為較理想的蒸煮條件。文獻(xiàn)“大豆膳食纖維生產(chǎn)”(深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院，國家科技成果網(wǎng)2008)報(bào)道了該項(xiàng)目利用生物法、化學(xué)法和食品工程高新技術(shù)去除豆渣中的脂肪、腥味及色素等物質(zhì)，制得的大豆膳食纖維微細(xì)粉色白、無豆腥味、纖維含量大于70 %，灰分含量小于8 %，脂肪含量小于0.5%，蛋白質(zhì)含量小于15%。大豆膳食纖維既可作為保健食品原料添加至各種食品中以補(bǔ)充人體生理所需的膳食纖維量、增加產(chǎn)品保健功能，也可作為填充劑、增稠劑等添加至肉制品、果醬等食品中以改進(jìn)產(chǎn)品風(fēng)味、提高產(chǎn)品品質(zhì)和附加值，市場潛力巨大。從食品安全、工廠實(shí)用性、技術(shù)先進(jìn)性等方面綜合考慮，采用濕法超微粉碎與擠壓技術(shù)及時(shí)處理鮮豆渣并一步加工出大豆膳食纖維粉，將膳食纖維的制備與膳食纖維改性兩大步驟融為一個(gè)過程，是值得研究開發(fā)的新工藝。該工藝過程全部采用物理處理方式，避免了外加物殘留等造成的安全性或?qū)Ξa(chǎn)品成分組成造成負(fù)面效應(yīng)等問題，并且無副產(chǎn)物的產(chǎn)生，可實(shí)現(xiàn)資源利用與環(huán)境保護(hù)同步完成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種豆渣膳食纖維超微粉及其制備方法及制備方法，它從食品安全、工廠實(shí)用性、技術(shù)先進(jìn)性等方面綜合考慮，采用濕法超微粉碎與擠壓技術(shù)及時(shí)處理鮮豆渣并一步加工出大豆膳食纖維粉。其優(yōu)勢在于將膳食纖維的制備與膳食纖維改性兩大步驟融為一個(gè)過程，簡化了工藝；該工藝過程全部采用物理處理方式，產(chǎn)品組成合理，性能優(yōu)良，避免了外加物殘留等造成的安全性或?qū)Ξa(chǎn)品成分組成造成負(fù)面效應(yīng)等問題，并且無副產(chǎn)物的產(chǎn)生，可實(shí)現(xiàn)資源利用與環(huán)境保護(hù)同步完成。本發(fā)明所述豆渣膳食纖維超微粉膳食纖維超微粉，粒度大于等于500 (目)，且組成為總膳食纖維(m/m)彡60，可溶性膳食纖維(m/m)彡6。本發(fā)明所述豆渣膳食纖維超微粉膳食纖維超微粉，其物化性能為溶解度 (mg/100mL)彡 100 ；持水力(g/g)彡 6 ；膨脹力(mL/g)彡 1. 0 ；黏度(mPa. S)彡 1. 5。制備豆渣膳食纖維超微粉的方法，有以下步驟A.將鮮豆渣通入蒸汽，加熱，進(jìn)行滅酶并脫腥；或?qū)⑹秤脡A加入到鮮豆渣中混勻后，再進(jìn)行滅酶并脫腥。加熱溫度90°C以上，加熱時(shí)間10分鐘 40分鐘。不斷排除廢氣。B.加適量水將豆渣調(diào)成溶液狀，用膠體磨反復(fù)研磨至質(zhì)地均勻、手感細(xì)膩的溶液；C.用高壓均質(zhì)機(jī)將豆渣溶液進(jìn)行均質(zhì)與擠壓處理，均質(zhì)壓力在40MPa以上。反復(fù)均質(zhì)，直至處理液成為乳狀液；D.進(jìn)噴霧干燥機(jī)干燥，干燥條件為進(jìn)風(fēng)溫度160°C 220°C，出風(fēng)溫度55°C 100°C。進(jìn)料流量和噴霧轉(zhuǎn)盤速度以噴出液呈良好霧狀，并不粘壁為宜。收集干燥粉末，即得大豆膳食纖維粉。本工藝過程基本采用物理處理方式，避免了外加物殘留等造成的安全性或?qū)Ξa(chǎn)品成分組成造成負(fù)面效應(yīng)等問題，并且無副產(chǎn)物的產(chǎn)生，可實(shí)現(xiàn)資源利用與環(huán)境保護(hù)同步完成。工藝過程簡便，生產(chǎn)設(shè)備常用，易于操作。經(jīng)本工藝制備的豆渣膳食纖維粉，粒度(目)彡500，總膳食纖維(m/m)彡60， 可溶性膳食纖維(m/m) >6 ；溶解度(mg/100mL) ^ 100，持水力(g/g) >6，膨脹力(mL/ g) ^ 1. 0，黏度(mPa. 5) ^ 1. 5。粒度屬于超微粉范圍，與常規(guī)干燥、粉碎等工藝制備的豆渣膳食纖維粉相比，纖維組成更合理，物化性能更優(yōu)越。豆渣膳食纖維超微粉有如下優(yōu)勢1、功能增強(qiáng)。高溫短時(shí)的擠壓處理會對纖維產(chǎn)品的功能持性產(chǎn)生良好的影響。豆渣纖維經(jīng)擠壓機(jī)處理后，由于高溫、高剪切、高擠壓力的作用，大分子的不溶性纖維組分會斷裂部分連接鍵，轉(zhuǎn)變成較小分子的可溶性組分，變化幅度達(dá)3% -15% (依擠壓條件的不同而異)，這樣就會增加產(chǎn)品的持水力與膨脹力，另外持水力、膨脹力又與纖維的比表面積 (粒度)有一定的關(guān)系，粒度越小比表面積越大，持水力與膨脹力就相應(yīng)增大。加工后其持水力可增加為自身重量的7倍左右。而膳食纖維功能的發(fā)揮與纖維的持水力、膨脹力有很大的相關(guān)關(guān)系。2、口感、色澤改善。通過超細(xì)粉碎后，由于細(xì)度得以提高，大大改善了普通豆渣纖維的“粗拉”的口感，這對于老年人尤其重要，因?yàn)槔夏耆说奈改c道功能減弱，纖維較粗，極易損傷某些消化道部位。同時(shí)由于細(xì)度的提高，也使豆渣的色澤變白。3、鈍化了引起不良風(fēng)味的因子。由于高溫、高剪切的擠壓作用，起到了殺菌作用； 同時(shí)鈍化了脂肪氧化酶的活性以消除豆腥味；破壞了胰蛋白酶抑制因子等抗?fàn)I養(yǎng)因子。4、產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。超細(xì)豆渣膳食纖維粉還有良好的乳化性與增稠性。作為食品添加劑強(qiáng)化膳食纖維，可作點(diǎn)心、膨化小食品、面包、糕點(diǎn)、餡芯等食品配料用，廣泛用于焙烤制品、草莓飲料、果汁、熱奶、番茄醬、面條、調(diào)味料、干湯料、谷物制品、快餐小吃中。功能性超細(xì)豆渣膳食纖維粉在許多產(chǎn)品的開發(fā)中得到良好的應(yīng)用，如豆渣膳食纖維咀嚼片、豆渣蔬菜片、高纖維油炸豆渣脆片、高膳食纖維早餐谷物食品、高膳食纖維餅干等領(lǐng)域。這些特點(diǎn)使得在超細(xì)豆渣膳食纖維粉在功能性食品、現(xiàn)代工程食品、食品添加劑、 食品配料等各個(gè)方面有著良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明可聯(lián)動(dòng)用于豆制品生產(chǎn)企業(yè)，在線處理鮮豆渣，在生產(chǎn)豆制品的同時(shí)，聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)超細(xì)豆渣膳食纖維粉，不但做到副產(chǎn)物資源的合理利用，還實(shí)現(xiàn)廢渣基本零排放，具有雙重效益。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述豆渣為豆制品生產(chǎn)在線產(chǎn)出的新鮮濕豆渣或由新鮮濕豆渣干燥而得的干豆渣。本實(shí)施例采用新鮮濕豆渣。所用堿均為食用堿，屬食品添加劑或加工助劑。實(shí)施例1A.加熱處理將碳酸鈉用適量水溶解后，加入到鮮豆渣中，拌勻。碳酸鈉的用量為鮮豆渣的0.5% (M/M)。通入蒸汽于豆渣中，加熱20分鐘，保持90°C的溫度，進(jìn)行滅酶并脫腥。B.研磨加適量水將豆渣調(diào)成溶液狀，用膠體磨反復(fù)研磨3次，使成質(zhì)地均勻、手感細(xì)膩的溶液；C.均質(zhì)擠壓用高壓均質(zhì)機(jī)將豆渣溶液進(jìn)行均質(zhì)與擠壓處理，均質(zhì)壓力45MPa左右，反復(fù)均質(zhì)2次，使處理液成為乳狀液；D.噴霧干燥將均質(zhì)后的乳狀液泵進(jìn)噴霧干燥機(jī)干燥，干燥條件為進(jìn)風(fēng)溫度 180°C，出風(fēng)溫度60°C。進(jìn)料流量和噴霧轉(zhuǎn)盤速度以噴出液呈良好霧狀，并不粘壁為宜。收集干燥粉末，即得大豆膳食纖維粉。實(shí)施例2A.加熱處理將蒸汽通入鮮豆渣，加熱35分鐘，保持95°C的溫度，進(jìn)行酶的鈍化并脫腥。不斷排除廢氣。
B.研磨加適量水將豆渣調(diào)成溶液狀，用膠體磨反復(fù)研磨四次，使成質(zhì)地均勻、手感細(xì)膩的溶液；C.均質(zhì)擠壓用高壓均質(zhì)機(jī)將豆渣溶液進(jìn)行均質(zhì)與擠壓處理，均質(zhì)壓力60MPa左右，反復(fù)均質(zhì)3次，使處理液成為乳狀液；D.噴霧干燥將均質(zhì)后的乳狀液泵進(jìn)噴霧干燥機(jī)干燥，干燥條件為進(jìn)風(fēng)溫度 200°C，出風(fēng)溫度80°C。進(jìn)料流量和噴霧轉(zhuǎn)盤速度以噴出液呈良好霧狀，并不粘壁為宜。收集干燥粉末，即得大豆膳食纖維粉。 采用本發(fā)明方法制備的豆渣膳食纖維超微粉有以下特點(diǎn)粒度(目)彡500，總膳食纖維(m/m)彡60，可溶性膳食纖維(m/m)彡6。物化性質(zhì)溶解度(mg/100mL)彡100 ；持水力(g/g)彡6 ；膨脹力(mL/g) ^ 1. O ； 黏度(mPa. S)彡 1. 5。本發(fā)明制備產(chǎn)品與國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 22494大豆膳食纖維粉質(zhì)量指標(biāo)的比照見下表 (質(zhì)量指標(biāo)比照表)。質(zhì)量指標(biāo)比照表
權(quán)利要求
1.一種豆渣膳食纖維超微粉及其制備方法，其特征在于通過將豆渣加熱滅酶脫腥、 研磨、均質(zhì)、擠壓、干燥等過程處理獲得豆渣膳食纖維超微粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豆渣膳食纖維超微粉，其特征在于所述豆渣膳食纖維超微粉粒度(目)彡500，總膳食纖維(m/m)彡60，可溶性膳食纖維(m/m)彡6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豆渣膳食纖維超微粉，其特征在于溶解度 (mg/100mL)彡 100 ；持水力(g/g)彡 6 ；膨脹力(mL/g)彡 1. 0 ；黏度(mPa. S)彡 1. 5。
4.制備權(quán)利要求1所述的豆渣膳食纖維超微粉的制備方法，其特征在于有以下步驟a.將蒸汽通入鮮豆渣，加熱，進(jìn)行滅酶并脫腥；或在鮮豆渣中加入適量食用堿混合均勻后，再通入蒸汽加熱。b.加適量水將豆渣調(diào)成溶液狀，用膠體磨研磨至質(zhì)地均勻、手感細(xì)膩狀溶液。c.用高壓均質(zhì)機(jī)將豆渣溶液進(jìn)行均質(zhì)與擠壓處理，使之成為乳狀液。d.進(jìn)噴霧干燥機(jī)干燥，收集干燥粉末，即得大豆膳食纖維粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟a中所述為加熱溫度90°C以上，加熱時(shí)間10分鐘 40分鐘。加入的堿為食用堿(NaOH、NaCO3> NaHCO3中的一種)，加入量為鮮豆渣重量的0. 0. 8% (m/m)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟c中所述為均質(zhì)壓力為40MPa以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟d中所述的干燥條件為進(jìn)風(fēng)溫度 160°C 220°C，出風(fēng)溫度55°C 100°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種豆渣膳食纖維超微粉及其制備方法。本發(fā)明采用濕法超微粉碎與擠壓技術(shù)及時(shí)處理鮮豆渣并一步加工出大豆膳食纖維粉，即通過將豆渣加熱滅酶脫腥、研磨、均質(zhì)、擠壓、干燥等過程處理獲得豆渣膳食纖維超微粉。本發(fā)明將豆渣膳食纖維的制備與膳食纖維改性兩大步驟融為一個(gè)過程，簡化了工藝；該工藝過程全部采用物理處理方式，避免了外加物殘留等造成的安全性或?qū)Ξa(chǎn)品成分組成造成負(fù)面效應(yīng)等問題，并且無副產(chǎn)物的產(chǎn)生，可實(shí)現(xiàn)資源利用與環(huán)境保護(hù)同步完成。本發(fā)明產(chǎn)品豆渣膳食纖維超微粉，比之普通豆渣膳食纖維粉，功能增強(qiáng)，口感、色澤改善，鈍化了引起不良風(fēng)味的因子，廣泛應(yīng)用于食品與保健食品等領(lǐng)域。
文檔編號A23L1/20GK102258177SQ20101018462
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者馮璨, 周令國, 周雅琳, 祝義偉, 肖 琳 申請人:重慶食品工業(yè)研究所