專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高活性玉米皮膳食纖維的生產(chǎn)方法及其產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種高活性玉米皮膳食纖維的生產(chǎn)方法及其產(chǎn)品，屬于農(nóng)產(chǎn)品深加工技術(shù)領(lǐng)域。二、 技術(shù)背景二十世紀(jì)七十年代以前，營(yíng)養(yǎng)學(xué)家認(rèn)為粗纖維是對(duì)人體不起營(yíng)養(yǎng)作用的一種非營(yíng)養(yǎng) 成份。隨著營(yíng)養(yǎng)學(xué)與醫(yī)學(xué)的深入研究和發(fā)展，尤其是二十世紀(jì)七十年代后期，人們發(fā)現(xiàn) 這種"非營(yíng)養(yǎng)素"與人體健康密切相關(guān)，它在預(yù)防人體的某些疾病方面起著重要的作用， "粗纖維" 一詞逐漸被"膳食纖維"所替代。Denis Burkitt和Hugh Trowell等人提出粗 糧或富含膳食纖維的食物可以預(yù)防西方社會(huì)中所發(fā)生的一些疾病如腸癌、憩室病、闌尾炎、 便秘、痔瘡、糖尿病、心臟病、高膽固醇癥及肥胖病等。美國(guó)食品與藥物管理局(FDA) 于1997年1月首次官方公布"燕麥中的水溶性膳食纖維可以降低心臟病的發(fā)病率"。 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證實(shí)，膳食纖維能夠預(yù)防心腦血管疾病、控制糖尿病、抑制腸癌、治療便秘、 減肥等。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院認(rèn)為膳食纖維對(duì)預(yù)防糖尿病有一定作用；美國(guó)糖尿病學(xué)會(huì)建 議糖尿病人每天攝取的膳食纖維應(yīng)達(dá)40克；歐洲糖尿病研究會(huì)認(rèn)為每天每1000卡熱 量膳食中應(yīng)包括水溶性纖維25克?，F(xiàn)在，許多國(guó)家都將膳食纖維作為一種重要營(yíng)養(yǎng)素，并提出人們飲食營(yíng)養(yǎng)中的合理攝 入量。中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦，每人每日攝入膳食纖維25-30g;美國(guó)FDA推薦，每人每日攝 入量20-35g;英國(guó)國(guó)家顧問(wèn)委員會(huì)建議，每人每日維攝入量為25g-30g。膳食纖維具有膨 脹作用、持水能力、膠體形成、離子交換、改善胃腸微生物菌落和產(chǎn)熱低的生理功能，可 溶性膳食纖維遇水會(huì)膨脹，可變成透明凝膠狀物質(zhì)，在胃腸中形成一種粘膜，減慢食物營(yíng) 養(yǎng)素的消化吸收，在腸道內(nèi)更容易被腸道菌發(fā)酵和利用，在許多方面具有比不溶性膳食纖 維更強(qiáng)的生理功能。研究表明，可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維比例對(duì)膳食纖維的生理 活性具有重要影響，合理的比例約為l: 3。西方發(fā)達(dá)國(guó)家早在二十世紀(jì)七十年代就開(kāi)始進(jìn)行膳食纖維的研究與開(kāi)發(fā)，現(xiàn)在，強(qiáng)化 膳食纖維功能食品在歐美及日本十分盛行，美、英、德、法在膳食纖維加工領(lǐng)域已形成一 定產(chǎn)業(yè)規(guī)模，并在食品市場(chǎng)占有一席之地。美國(guó)成立了膳食纖維協(xié)會(huì)(USDA )，在年銷(xiāo) 售60億美元方便谷物食品中，約20%是富含膳食纖維功能食品。日本從80年代后期
開(kāi)始，開(kāi)發(fā)富含可溶性膳食纖維的碳酸飲料、乳酸飲料及果汁等飲料，開(kāi)發(fā)利用的膳食纖 維資源有米糠、麥麩、甜菜渣、玉米、大豆、麻、果皮、種子多糖、魔芋、甲殼素等十 余種。國(guó)外巳研究的膳食纖維，主要有谷物、豆類(lèi)、果蔬、微生物多糖及其它天然纖維和 合成、半合成纖維，共計(jì)30多個(gè)品種，其中應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的有10余種，利用膳食纖 維治療疾病的方法也在一些國(guó)家應(yīng)運(yùn)而生。我國(guó)對(duì)于膳食纖維的制取、生產(chǎn)和應(yīng)用研究尚 處于起步階段，還不夠深入。本發(fā)明主要從膳食纖維資源開(kāi)拓和提取方法改進(jìn)兩方面對(duì)玉 米皮膳食纖維進(jìn)行了較為深入的研究，通過(guò)擠壓膨化提高了玉米皮膳食纖維中可溶性膳食 纖維含量，采用酶法處理進(jìn)一步去除膳食纖維中淀粉和蛋白質(zhì)，使玉米皮膳食纖維的含量 達(dá)到90%以上，提高了玉米皮膳食纖維的純度和生理活性，具有重要的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效 益以及市場(chǎng)前景。 三、發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明主要針對(duì)現(xiàn)代人民飲食生活中攝取的膳食纖維嚴(yán)重不足以及富含 膳食纖維的玉米淀粉加工副產(chǎn)品——玉米皮大量廢棄的現(xiàn)狀，以廉價(jià)的玉米皮為原料，采 用擠壓膨化和酶處理相結(jié)合的技術(shù)，改善玉米皮膳食纖維微觀(guān)結(jié)構(gòu)，提高可溶性膳食纖維 含量，制備出高活性、高純度的玉米皮膳食纖維，既可以直接食用也可以用于功能性食品 開(kāi)發(fā)，極大地提高了玉米皮綜合利用價(jià)值，具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。技術(shù)方案本發(fā)明提供的制備高活性玉米皮膳食纖維的生產(chǎn)方法，包括1) 玉米皮原料的擠壓膨化將玉米皮原料粉碎，過(guò)60目篩,然后以l: 4比例與玉米 淀粉混和進(jìn)行擠壓膨化。膨化時(shí)調(diào)節(jié)水分含量在12-24%，膨化溫度在110-22(TC,螺桿旋 轉(zhuǎn)速度在200-800轉(zhuǎn)/分。2) 酶法制備高活性玉米皮膳食纖維將膨化后的原料粉碎，用高溫-a淀粉酶進(jìn)行酶 解，設(shè)定pH6. 0-7. 5，酶解溫度90-IO(TC ，酶解時(shí)間30-60分鐘，加酶量0. 02-0. 5%。然 后，再用酸性蛋白酶進(jìn)行酶解，設(shè)定pH2.5-4.5，酶解溫度30-6(TC，酶解時(shí)間30-60分 鐘，加酶量0. 05-0. 25%。3) 玉米皮膳食纖維的干燥成型 將酶解產(chǎn)物離心過(guò)濾，收集沉淀物l;再將濾液濃縮后加入無(wú)水乙醇，低溫沉淀，收集沉淀物2; 將沉淀物1和沉淀物2在75 'C以下干燥成型，制得淺黃色的玉米皮膳食纖維。 上述一種高活性玉米皮膳食纖維的制備方法，所用高溫-a淀粉酶為肇東國(guó)科北方酶 制劑有限公司生產(chǎn)，酶活力為20000U/tnL;所用酸性蛋白酶為肇東國(guó)科北方酶制劑有限
公司生產(chǎn)，酶活力為20000U/mL，用氫氧化鈉或鹽酸溶液調(diào)節(jié)料液pH值。有益效果本發(fā)明針對(duì)我國(guó)玉米淀粉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量玉米皮廢棄物，通過(guò)擠壓 膨化和酶處理結(jié)合新技術(shù)，控制膨化和酶解工藝參數(shù)和條件，成功地制備出富含可溶性膳 食纖維的高活性天然玉米皮膳食纖維。通過(guò)采用雙螺桿擠壓膨化技術(shù)，改善玉米皮膳食纖 維結(jié)構(gòu)，提高可溶性膳食纖維的比例和含量,利用酶解技術(shù)除去膳食纖維中的淀粉、蛋白 等成分，制得高活性、高純度的玉米皮膳食纖維。本發(fā)明制取的玉米皮膳食纖維持水力和 溶脹力比常規(guī)方法制取的玉米皮膳食纖維強(qiáng)，而且可溶性膳食纖維含量多，生理活性高， 具有天然、安全、保健等特性，添加到食品中能夠提高食品的功能性，滿(mǎn)足廣大消費(fèi)者對(duì)純 天然保健食品的需求，具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。 本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下1. 采用擠壓膨化技術(shù)對(duì)玉米皮原料進(jìn)行處理，改善了玉米皮膳食纖維的結(jié)構(gòu)，可溶性膳 食纖維含量提高10-40%，同時(shí)為酶解處理提供了有利條件。2. 通過(guò)高溫-(i淀粉酶處理，可以去除玉米皮膳食纖維中的淀粉。3. 通過(guò)酸性蛋白酶處理，可以去除玉米皮膳食纖維中的蛋白，淀粉酶與蛋白酶處理后， 玉米皮膳食纖維的純度達(dá)90%以上。4. 將酶解后的膳食纖維低溫干燥成型，得淺黃色的高活性玉米皮膳食纖維，既可以直接 食用，也可以作為功能性食品配料，有廣闊的市場(chǎng)前景。四具體實(shí)施方式
將玉米皮原料粉碎、過(guò)60目篩，然后以1: 4比例與玉米淀粉(秦皇島驪驊淀粉股份 有限公司生產(chǎn)，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB12309-90)混和。調(diào)節(jié)水分含量12-24%，設(shè)定膨化溫度110-220 °C，控制螺桿旋轉(zhuǎn)速度200-800轉(zhuǎn)/分，然后進(jìn)行擠壓膨化。將膨化后的原料粉碎，用高溫-a淀粉酶進(jìn)行酶解，調(diào)節(jié)PH6. 0-7. 5，酶解溫度90-100 °C，酶解時(shí)間30-60分鐘，加酶量0. 02-0. 5%。然后，再用酸性蛋白酶進(jìn)行酶解，設(shè)定 pH2. 5-4. 5,酶解溫度30-60'C ，酶解時(shí)間30-60分鐘，加酶量0. 05-0. 25%。將酶解后的膳食纖維在75 °C以下干燥成型，最后制得淺黃色的玉米皮膳食纖維。 實(shí)施例l取200克干燥玉米皮，用FW177型中藥粉碎機(jī)(天津泰勒斯特儀器有限公司生產(chǎn))進(jìn) 行粉碎、過(guò)篩，加入800克玉米淀粉混和均勻，加入適量水分，用糧食水分測(cè)定儀測(cè)定水 分含量為18%即可。將調(diào)配后的原料粉倒入雙螺桿擠壓膨化機(jī)的喂料斗中，打開(kāi)電源，設(shè) 定膨化溫度18(TC，控制雙螺桿旋轉(zhuǎn)速度500轉(zhuǎn)/分，喂料斗螺桿轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分，然后進(jìn) 行擠壓膨化。用FW177型中藥粉碎機(jī)(天津泰勒斯特儀器有限公司生產(chǎn))將膨化后的原料粉碎，放 入酶解罐中，加入10升水，用氫氧化鈉或鹽酸溶液調(diào)節(jié)料液pH值為7.0，用YJ501型超 級(jí)恒溫器(上海索譜儀器有限公司生產(chǎn))控制酶解溫度95。C，邊攪拌邊加入0.15%的高溫 -a淀粉酶(肇東國(guó)科北方酶制劑有限公司生產(chǎn)，酶活力為20000U/mL)，攪拌酶解30分 鐘。然后，用鹽酸溶液調(diào)解料液pH值為3.0，用超級(jí)恒溫水浴鍋控制酶解溫度4(TC，邊 攪拌邊加入0.10%的酸性蛋白酶(肇東國(guó)科北方酶制劑有限公司生產(chǎn)，酶活力為 20000U/mL)，攪拌酶解45分鐘。將酶解產(chǎn)物離心過(guò)濾，將沉淀物收集；將濾液濃縮至3升，加入9升無(wú)水乙醇，低溫 沉淀4小時(shí)，將沉淀物與前一次沉淀物一起在45 t:真空干燥成型，最后制得淺黃色的玉 米皮膳食纖維185克。產(chǎn)品玉米皮膳食纖維的純度為92%，可溶性膳食纖維含量為50%， 比膨化前提高30%。實(shí)施例2取300克干燥玉米皮，粉碎、過(guò)篩，加入700克玉米淀粉混和均勻，加入適量水分， 用糧食水分測(cè)定儀測(cè)定水分含量為15%后，將調(diào)配的原料粉倒入雙螺桿擠壓膨化機(jī)的喂料 斗中，打開(kāi)電源，設(shè)定膨化溫度150'C，控制雙螺桿旋轉(zhuǎn)速度450轉(zhuǎn)/分，喂料斗螺桿轉(zhuǎn) 速500轉(zhuǎn)/分，然后進(jìn)行擠壓膨化。將膨化后的原料粉碎，放入酶解罐中，加入10升水，用氫氧化鈉或鹽酸溶液調(diào)解料 液pH值為7. 0，用超級(jí)恒溫水浴鍋控制酶解溫度95'C ，邊攪拌邊加入0. 15%的高溫-a淀 粉酶，攪拌酶解30分鐘。然后，用鹽酸溶液調(diào)解料液pH值為3. 0，用超級(jí)恒溫水浴鍋 控制酶解溫度40'C，邊攪拌邊加入0.10%的酸性蛋白酶，攪拌酶解45分鐘。將酶解產(chǎn)物離心過(guò)濾，將沉淀物收集；將濾液濃縮至3升，加入9升無(wú)水乙醇，低溫 沉淀4小時(shí)，將沉淀物與前一次沉淀物一起干燥成型，最后制得淺黃色的玉米皮膳食纖維 288克。產(chǎn)品玉米皮膳食纖維的純度達(dá)90%，可溶性膳食纖維含量為45%,比膨化前提高 25%。
權(quán)利要求
1、一種高活性玉米皮膳食纖維的生產(chǎn)方法，包括1)玉米皮原料的擠壓膨化將玉米皮原料粉碎，過(guò)60目篩，然后以1∶4比例與玉米淀粉混和，進(jìn)行擠壓膨化，膨化時(shí)玉米皮原料水分含量在12-24％，膨化溫度在110-220℃，螺桿旋轉(zhuǎn)速度在200-800轉(zhuǎn)/分；2)酶法制備高活性玉米皮膳食纖維將膨化后的原料粉碎，用高溫-α淀粉酶進(jìn)行酶解，設(shè)定pH6.0-7.5，酶解溫度90-100℃，酶解時(shí)間30-60分鐘，加酶量0.02-0.5％；再用酸性蛋白酶進(jìn)行酶解，設(shè)定pH2.5-4.5，酶解溫度30-60℃，酶解時(shí)間30-60分鐘，加酶量0.05-0.25％；3)玉米皮膳食纖維的干燥成型將酶解產(chǎn)物離心過(guò)濾，收集沉淀物1；再將濾液濃縮后加入無(wú)水乙醇，低溫沉淀，收集沉淀物2；將沉淀物1和沉淀物2在75℃以下干燥成型，制得淺黃色的玉米皮膳食纖維。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高活性玉米皮膳食纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于所用 高溫-a淀粉酶為肇東國(guó)科北方酶制劑有限公司生產(chǎn)，酶活力為20000U/niL。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種高活性玉米皮膳食纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于 所用酸性蛋白酶為肇東國(guó)科北方酶制劑有限公司生產(chǎn)，酶活力為20000U/mL。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種高活性玉米皮膳食纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于 用氫氧化鈉或鹽酸溶液調(diào)節(jié)料液pH值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種高活性玉米皮膳食纖維的生產(chǎn)方法，其特征在于用氫 氧化鈉或鹽酸溶液調(diào)節(jié)料液pH值。
6、 權(quán)利要求l-5之一所述高活性玉米皮膳食纖維的生產(chǎn)方法所獲得的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高活性玉米皮膳食纖維的生產(chǎn)方法及其產(chǎn)品，屬于農(nóng)產(chǎn)品深加工技術(shù)領(lǐng)域。包括將玉米皮原料粉碎后以1∶4比例與玉米淀粉混和，進(jìn)行擠壓膨化；先用高溫-α淀粉酶進(jìn)行酶解，再用酸性蛋白酶進(jìn)行酶解制備高活性玉米皮膳食纖維，離心過(guò)濾，在75℃以下干燥成型，制得淺黃色的玉米皮膳食纖維。本發(fā)明技術(shù)，可以改善玉米皮膳食纖維的微觀(guān)結(jié)構(gòu)及其組成，可溶性膳食纖維含量提高10-40％；利用酶解技術(shù)可以去除膳食纖維中的淀粉、蛋白質(zhì)等成分，膳食纖維含量達(dá)到90％以上。產(chǎn)品玉米皮膳食纖維高純度、高活性，滿(mǎn)足廣大消費(fèi)者對(duì)純天然高活性膳食纖維食品的需求，具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。
文檔編號(hào)A23L1/308GK101156691SQ20071013209
公開(kāi)日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月11日
發(fā)明者濤 周, 曹建民, 朱云飛, 李春陽(yáng), 宇 湯 申請(qǐng)人:江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院