專利名稱：膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食品加工領(lǐng)域，特別涉及膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方 法。
背景技術(shù)：
膳食纖維是一類不被機體吸收的碳水化合物，主要分為水溶性和非水溶性兩大 類。其中，可溶性膳食纖維可影響碳水化合物及脂類的代謝，所以，通常將膳食纖維中可溶 性膳食纖維的含量多少作為評定膳食纖維品質(zhì)的標準之一。在天然存在的膳食纖維原材料 中，可溶性膳食纖維的含量僅占3-4%。降低不溶性膳食纖維團聚性能可以提高膳食纖維中 可溶性膳食纖維的含量，方法包括化學方法(主要有酸法、堿法部分分解法)，生物技術(shù)方 法(酶法、發(fā)酵法)、物理方法(主要有超微粉碎技術(shù)、擠壓膨化技術(shù)、高壓蒸煮、高壓處理) 等。其中，擠壓膨化技術(shù)是指集輸送、混合、加熱和加壓等多種單元操作一體，能在短時間內(nèi) 實現(xiàn)部分大分子聚合物轉(zhuǎn)化為可溶性膳食纖維的技術(shù)。但是，單純的擠壓膨化處理雖能提 高可溶性膳食纖維的含量，卻不能有效的對膳食纖維進行降解和分散，導致可溶性膳食纖 維提高的幅度很有限。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方 法，運用該方法可以大幅度提升可溶性膳食纖維的含量。為達到上述目的，本發(fā)明的具體方案為膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方法，包括以下步驟a原料預(yù)處理將膳食纖維原料干燥后，粉碎過篩，備用；b混料將經(jīng)步驟a處理的膳食纖維原料與水、有機酸充分混勻后，再加入遇水能 與有機酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳氣體的無機堿，并充分混勻；c擠壓膨化將經(jīng)步驟b處理的物料擠壓膨化至無二氧化碳氣體生成，收集產(chǎn)物。進一步，所述膳食纖維原料為番茄皮、葡萄皮、豆渣、玉米、小麥、柑橘皮和麩皮中 的任一種或多種混合物；進一步，所述有機酸為檸檬酸、甲酸、酒石酸、草酸、蘋果酸或抗壞血酸，所述無機 堿為碳酸氫鈉或碳酸鈉； 進一步，所述膳食纖維原料為番茄皮，所述有機酸為檸檬酸，所述無機堿為碳酸氫 鈉；進一步，所述番茄皮、水、檸檬酸和碳酸氫鈉的質(zhì)量比為100 45 60 1 16 1 20 ；進一步，所述番茄皮、水、檸檬酸和碳酸氫鈉的質(zhì)量比為100 45 16 20。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的二氧化碳爆破擠壓膨化改性法是以擠壓膨化改 性法為基礎(chǔ)，在擠壓前調(diào)整膳食纖維原料的含水量，并添加遇水能產(chǎn)生二氧化碳氣體的有機酸和無機堿，在擠壓過程中有機酸與無機堿反應(yīng)生成大量的二氧化碳氣體，增大了擠壓過程的壓力，在擠壓通道出口處，隨著壓力的瞬間釋放，充斥于顆粒物料內(nèi)部間隙的二氧化 碳體積急劇膨脹，對顆粒物料產(chǎn)生爆破效果，從而極大地提高了膳食纖維的降解和分散程 度。與單純的擠壓膨化改性方法相比，本發(fā)明方法能使可溶性膳食纖維含量得到進一步提 升，最高可提升至原料的3倍以上。此外，本發(fā)明方法還具有操作方便、安全性高、環(huán)境污染 少等優(yōu)點。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進 行詳細的描述。對照實施例膳食纖維的擠壓膨化改性方法番茄皮(可溶性膳食纖維含量為3. 4%)烘干后取300g，經(jīng)粉碎機粉碎，過100目 篩，備用；向預(yù)處理后的番茄皮中加入135g水進行調(diào)質(zhì)；將調(diào)質(zhì)后的物料放入SYSLG30-IV 實驗雙螺桿膨化機(濟南賽百諾科技開發(fā)有限公司)中進行擠壓膨化處理，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)為 170r/min，擠壓膨化四階段溫度為50°C -90°C _130°C _170°C ；擠壓膨化處理完畢后，收集產(chǎn) 物，采用AOAC 991. 43法測得其中可溶性膳食纖維含量為5. 86%。實施例1膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方法番茄皮(可溶性膳食纖維含量為3. 4%)烘干后取300g，經(jīng)粉碎機粉碎，過100目 篩，備用；稱取檸檬酸3g，溶于180g水中，倒入預(yù)處理后的番茄皮中進行調(diào)質(zhì)，再加入碳酸 氫鈉固體粉末3. 75g混勻；將調(diào)質(zhì)后的物料放入SYSLG30-IV實驗雙螺桿膨化機(濟南賽 百諾科技開發(fā)有限公司)進行擠壓膨化處理，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)為170r/min，擠壓膨化四階段溫 度為50°C -90°C -130°C -170°C，至產(chǎn)物置水中無氣泡產(chǎn)生(表明檸檬酸與碳酸氫鈉反應(yīng)完 全)時停止擠壓膨化處理，收集產(chǎn)物，采用AOAC 991. 43法測得其中可溶性膳食纖維含量為 6. 02%。實施例2膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方法番茄皮(可溶性膳食纖維含量為3. 4%)烘干后取300g，經(jīng)粉碎機粉碎，過100目 篩，備用；稱取檸檬酸12g，溶于135g水中，倒入預(yù)處理后的番茄皮中進行調(diào)質(zhì)，再加入碳酸 氫鈉固體粉末15g混勻；將調(diào)質(zhì)后的物料放入SYSLG30-IV實驗雙螺桿膨化機(濟南賽百 諾科技開發(fā)有限公司)進行擠壓膨化處理，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)為170r/min，擠壓膨化四階段溫度 為50°C -90°C -130°C -170°C，至產(chǎn)物置水中無氣泡產(chǎn)生(表明檸檬酸與碳酸氫鈉反應(yīng)完 全)時停止擠壓膨化處理，收集產(chǎn)物，采用AOAC 991. 43法測得其中可溶性膳食纖維含量為 9. 45%。實施例3膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方法番茄皮(可溶性膳食纖維含量為3. 4% )烘干后取300g，經(jīng)粉碎機粉碎，過100目 篩，備用；稱取檸檬酸24g，溶于135g水中，倒入預(yù)處理后的番茄皮中進行調(diào)質(zhì)，再加入碳酸 氫鈉固體粉末30g混勻；將調(diào)質(zhì)后的物料放入SYSLG30-IV實驗雙螺桿膨化機(濟南賽百 諾科技開發(fā)有限公司)進行擠壓膨化處理，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)為170r/min，擠壓膨化四階段溫度 為50°C -90°C -130°C -170°C，至產(chǎn)物置水中無氣泡產(chǎn)生(表明檸檬酸與碳酸氫鈉反應(yīng)完 全)時停止擠壓膨化處理，收集產(chǎn)物，采用AOAC 991. 43法測得其中可溶性膳食纖維含量為11. 91%。實施例4膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方法番茄皮(可溶性膳食纖維含量為3. 4% )烘干后取300g，經(jīng)粉碎機粉碎，過100目篩，備用；稱取檸檬酸36g，溶于135g水中，倒入預(yù)處理后的番茄皮中進行調(diào)質(zhì)，再加入碳酸 氫鈉固體粉末45g混勻；將調(diào)質(zhì)后的物料放入SYSLG30-IV實驗雙螺桿膨化機(濟南賽百 諾科技開發(fā)有限公司)進行擠壓膨化處理，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)為170r/min，擠壓膨化四階段溫度 為50°C -90°C -130°C -170°C，至產(chǎn)物置水中無氣泡產(chǎn)生(表明檸檬酸與碳酸氫鈉反應(yīng)完 全)時停止擠壓膨化處理，收集產(chǎn)物，采用AOAC 991. 43法測得其中可溶性膳食纖維含量為
11.25%。實施例5膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方法番茄皮(可溶性膳食纖維含量為3. 4% )烘干后取300g，經(jīng)粉碎機粉碎，過100目 篩，備用；稱取檸檬酸48g，溶于135g水中，倒入預(yù)處理后的番茄皮中進行調(diào)質(zhì)，再加入碳酸 氫鈉固體粉末60g混勻；將調(diào)質(zhì)后的物料放入SYSLG30-IV實驗雙螺桿膨化機(濟南賽百 諾科技開發(fā)有限公司)中進行擠壓膨化處理，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)為170r/min，擠壓膨化四階段溫 度為50°C -90°C -130°C -170°C，至產(chǎn)物置水中無氣泡產(chǎn)生(表明檸檬酸與碳酸氫鈉反應(yīng)完 全)時停止擠壓膨化處理，收集產(chǎn)物，采用AOAC 991. 43法測得其中可溶性膳食纖維含量為
12.13%。比較對照實施例與實施例1 5可以看出，采用單純的擠壓膨化改性方法，處理后 番茄皮中可溶性膳食纖維的含量提高至原料的1. 72倍，而采用本發(fā)明的二氧化碳爆破擠 壓膨化改性方法，隨著檸檬酸和碳酸氫鈉用量的增加，處理后番茄皮中可溶性膳食纖維的 含量可提高至原料的1. 77 3. 57倍，即二氧化碳氣體的生成量對可溶性膳食纖維的含量 具有非常重要的影響。上述優(yōu)選實施例中，膳食纖維原料番茄皮可以簡單替換為葡萄皮、豆渣、玉米、小 麥、柑橘皮、麩皮等其他膳食纖維原料或多種膳食纖維原料的混合物，檸檬酸和碳酸氫鈉 也可以替換為其他遇水能生成二氧化碳氣體的有機酸和無機堿，同樣能達到本發(fā)明所述效 果。另外，螺桿轉(zhuǎn)速及擠壓膨化四階段溫度可根據(jù)擠壓膨化機的型號進行適當調(diào)整。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過參 照本發(fā)明的優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可 以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明 的精神和范圍。
權(quán)利要求
膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方法，其特征在于包括以下步驟a原料預(yù)處理將膳食纖維原料干燥后，粉碎過篩，備用；b混料將經(jīng)步驟a處理的膳食纖維原料與水、有機酸充分混勻后，再加入遇水能與有機酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳氣體的無機堿，并充分混勻；c擠壓膨化將經(jīng)步驟b處理的物料擠壓膨化至無二氧化碳氣體生成，收集產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方法，其特征在于 所述膳食纖維原料為番茄皮、葡萄皮、豆渣、玉米、小麥、柑橘皮和麩皮中的任一種或多種混 合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方法，其特征在 于所述有機酸為檸檬酸、甲酸、酒石酸、草酸、蘋果酸或抗壞血酸，所述無機堿為碳酸氫鈉 或碳酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方法，其特征在于 所述膳食纖維原料為番茄皮，所述有機酸為檸檬酸，所述無機堿為碳酸氫鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方法，其特征在于 所述番茄皮、水、檸檬酸和碳酸氫鈉的質(zhì)量比為100 45 60 1 16 1 20。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方法，其特征在于 所述番茄皮、水、檸檬酸和碳酸氫鈉的質(zhì)量比為100 45 16 20。
全文摘要
本發(fā)明涉及食品加工領(lǐng)域，特別涉及膳食纖維的二氧化碳爆破擠壓膨化改性方法，包括膳食纖維原料的預(yù)處理、將遇水能產(chǎn)生二氧化碳氣體的有機酸和無機堿與膳食纖維原料混合、再進行擠壓膨化處理等步驟；本發(fā)明方法通過二氧化碳氣體的爆破作用，提高了膳食纖維的降解度和分散度，使可溶性膳食纖維的含量得到大幅提升，最高可至原料的3倍以上，還具有操作方便、安全性高、環(huán)境污染少等優(yōu)點。
文檔編號A23L1/308GK101822385SQ201010168768
公開日2010年9月8日 申請日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者汪美鳳, 趙國華, 鄭剛 申請人:西南大學