豆渣提取膳食纤维工艺研究

豆渣提取膳食纤维工艺研究

赵彦生姜冬东

赵彦生姜冬东（九三集团哈尔滨惠康食品有限公司）

摘要：膳食纤维在食品营养和临床医学上有重要作用。利用豆渣制备膳食纤维素源，一方面可以充分利用豆粉生产的下脚料，另一方面豆渣中纤维素含量较高，原材料来源广、含量高等优点。本实验选择豆渣为研究对象。

关键词：豆渣膳食纤维工艺

1课题背景

膳食纤维是指人体内难以被酶解消化高分子多糖类物质的总称。膳食纤维广泛存在于谷类、豆类、水果、蔬菜以及海藻植物中。利用豆渣制备膳食纤维素源，一方面可以充分利用豆粉生产的下脚料，变废为宝综合利用，另一方面豆渣中纤维素含量较高，原材料来源广、含量高等优点。

大豆是我国主要农作物之一，豆制品加工企业每年产生大量的副产物—豆渣，是获得豆渣膳食纤维的最有效途径。它所获得的膳食纤维与人体的营养和疾病有密切关系，能预防和治疗各种疾病，被称为继；“淀粉、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质和水”之后的“第七营养素”，是人类饮食不可缺少的营养成分之一。因膳食纤维在食品营养和临床医学上有重要作用。因此，被应用于各种食品或强化膳食纤维的功能性食品上。

大豆膳食纤维作为一种功能因子，广泛用于制作功能性食品。大都集中在豆制品的副产品—豆渣中，加工过程中往往做为副产品被卖饲料。豆渣中膳食纤维含量高，而且，植酸含量低。因此，其对钙、锌等矿物元素的吸附性小，对人体的营养吸收无太大影响。且纤维含量高，纤维质结构好，是难得的物美价廉的食物纤维源。所以，本实验选择豆渣为研究对象。

目前，提取膳食纤维的方法归纳为：物理、化学和生物技术三大类。但物理提取方法存在着局限性，许多功能性的改变单纯很难实现。生物技术提取中，酶的价格使生产成本增加[3]，而化学方法提取的途径多且成本相对较低，适合生产。目前已经被多种方法所改良，如强酸、强碱、醇等。

2膳食纤维的简介和生理功能

2.1膳食纤维的组成

从具体的组成成份看，包括阿拉伯半乳聚糖、阿拉伯聚糖、半乳聚糖、阿拉伯木聚糖、木糖葡聚糖、纤维素和木质素等，根据膳食纤维生理功能的有无可以将其分为两类：作为能量填冲剂的普通膳食纤维和作为生理活性物质的膳食纤维；根据膳食纤维的溶解性，可以分为可溶性膳食纤维(SDF)和不溶性膳食纤维(IDF)。

可溶性膳食纤维有广泛的生理作用许多方面具有比不溶性膳食纤维更强的生理作用。已有研究表明:膳食纤维中的不溶性成分主要作用于肠道产生机械蠕动效果，而可溶性成分则更多的发挥代谢功能。因此，膳食纤维中可溶性成分的组成比例是影响膳食纤维生理功能的一个重要因素。

2.2膳食纤维的生理功能①既具有较强的吸水能力和预防肠道疾病的作用。②具有吸附有机物的功能与预防心血管疾病的作用。③对阳离子有结合、交换的功能和降低血压的作用。④有改变肠道系统中微生物群落组成的物理特性。

此外，增加食物中的膳食纤维还可以降低糖尿病患者空腹时及餐后的血糖，延缓病人的饥饿感。由于膳食纤维对糖代谢、脂类代谢及消化道等方面有重要功能，对预防肥胖症、大肠癌、糖尿病及高血脂起着重要作用。因而，提取膳食纤维具有重要的意义。

3膳食纤维的国内外概况

3.1国外概况

本世纪六十年代，美国学者Burkiu&Trowell发现；西欧各国常见的文明病（心脏病、胆结石、糖尿病、高血压等），在非洲大陆土著居民中几乎没有，进而研究发现这主要与日常摄取的DF量有关。七十年代西方国家率先开展DF及DF食品的研究与开发工作；八十年代已有系列的DF食品问世。西方一些国家陆续将DF作为一种功能性食品原料用于食品工业，多种添加DF的点心、面包、果酱、饮料等高纤维食品应运而生，并形成了一定的市场规模。美、日等国近年来已将DF食品作为预防大肠癌、冠心病、糖尿病等疾病的主要食品。

3.2国内概况

我国在膳食纤维的研究与开发起步较晚，尤其是膳食纤维的分析方法相对国外发达国家尚处于较低水平，但我国膳食纤维来源广阔，数量很大，所以有着十分广阔的开发前景。

4试验方法

方法与步骤

4.1豆渣提取膳食纤维的生产工艺流程

豆渣→干燥→粉碎→超临界CO2萃取纤维脂类→称样→加水→调pH→过滤→乙醇处理→抽滤→烘干→称重→成品

4.2豆渣纤维的制备

将豆渣于80～100℃条件下干燥至水分含量小于6%然后粉碎得粒度小于0.174mm的豆渣纤维。

4.3豆渣纤维脂类的萃取

根据超临界流体萃取技术的原理，操作时萃取压力、温度、时间、萃取剂流量是影响萃取率的主要因素

准确称取一定量的豆渣纤维装入料筒，并注意原料不应装得过满，保证顶隙度在5cm以上。将料筒放入萃取缸，装好压环、密封圈，旋紧上堵头，开启制冷，使CO2体开始循环，将萃取缸、分离器I、分离器II、控温仪分别调整到所设定的温度；当温度降至0℃左右，萃取缸、分离器I、分离器II温度达到所设定的温度后，打开阀门1(CO2在冷循环中进行液化)，然后打开高压泵进行加压，当萃取缸内压力符合要求时，调节阀门3，4控制分离器I和分离器II的压力达到平衡，并且萃取缸内压力小变，开启阀门2进行回流，达到所选定的萃取时间后，从分离器I和分离器II的出料口收集萃取物。当萃取缸内压力降到表压为零时，打开上堵头，取出料筒，得脱脂处理的豆渣纤维[3]。工艺参数为：提取压力30MPa，温度为45℃，萃取剂流量为23L/h，提取时间为100min，可以使提取率达到4.86%。

4.4豆渣膳食纤维的提取

称取一定量的豆渣纤维样品，加水，调PH，在水溶液中进行提取可溶性纤维的过滤，将滤液以4倍体积的无水乙醇处理，静置30min。通过烘干称量的多孔玻璃漏斗进行抽滤，并用乙醇清洗盛滤液的容器，将漏斗及沉淀物置于105℃烘箱中，烘干至恒重，称重。工艺参数为：提取温度为100℃，pH为4，加水量80mL，提取时间为5min，可以使提取率达到4.69%。

5结论

采用超临界CO2流体萃取技术脱除豆渣纤维中脂类物质，具有高效，低耗，无污染无萃取剂残留等优点，同时还具有脱色及脱除异杂味的作用，使产品颜色和风味更高纯正。试验得到的萃取率较高。

采用化学处理方法乙醇制备膳食纤维，尽管提取率较高、其工艺相对简单、去除淀粉、蛋白质比较彻底，但这一过程几乎导致了100%的可溶性纤维素、超过50%的半纤维素和10～30%的纤维素损失掉，因此存在一定的局限性。

参考文献：

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[2]和锦凤.论膳食纤维[J].食品与发酵工业.1997；（5）：63~68．[4]尤新.功能性低聚糖.食品工业科技[J].Vo1.222001(6):1~4.

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