黃豆殼皮轉化為膳食纖維的工藝方法
【專利摘要】本發明公開了一種黃豆殼皮轉化為膳食纖維的工藝方法，解決了現黃豆殼皮轉化膳食纖維存在工藝溫度過高，制得的產品顏色深、顆粒粗、不易漂白、有異味、口感差、纖維產量低的問題。技術方案包括將黃豆殼皮粗磨用2N食用HCl先進行酸法水解，然后水洗至中性后離心脫水，得到酸解脫水顆粒；然后將酸解脫水顆粒用2N食用KOH進行堿法水解，然后水洗至中性后離心脫水，得到堿解脫水顆粒；最后對堿解脫水顆粒進行熱風干燥后磨細制得。本發明工藝簡單、生成成本低、脫色效果好、無異味、口感好、降解效果好、易于破碎、纖維含量高。
【專利說明】黃豆殼皮轉化為膳食纖維的工藝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種食品加工領域，具體的說是一種黃豆殼皮轉化為膳食纖維的工藝方法。
【背景技術】
[0002]黃豆加工后的殘留物-豆殼中富含纖維，色素類等植物化合物，特別是含有又廉價又豐富的優質膳食纖維資源，這類膳食纖維具有防止便秘、解毒防癌，促進腸道健康等多重功能，并且，其具有較強持油、持水和增容特性，可用于糕點、餅干、膨化食品和各類保健飲料中，是比較理想的天然添加劑和面粉品質改良劑，將其添加到食品還能提高食品的保水性和保形性，提高冷凍-融化特性等。以黃豆殼皮作為原料進一步加工成膳食纖維是目前技術人員正在極積研究的課題。
[0003]目前，僅有黃豆豆渣為原料轉化成膳食纖維的方法，如酸法、堿法、膜分離法、發酵法等。上述方法均有優缺點，傳統酸法及堿法通常在高溫(100-110°c)下進行，雖然工藝簡單、生產周期較短，但存在脫色困難，工藝溫度過高，制得的產品顏色深、顆粒粗、不易漂白、有異味、口感差、纖維產量低的問題；膜分離法效果好，但受技術限制，目前仍無法工業上應用；發酵法周期長且得到的纖維含量也有提高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種工藝簡單、脫色效果好、無異味、口感好、降解效果好、易于破碎、纖維含量高的黃豆殼皮轉化為膳食纖維的工藝方法。
[0005]技術方案包括包括下述步驟:
[0006]步驟(I):將黃豆殼皮粗磨用2N食用HCl先進行酸法水解，然后水洗至中性后離心脫水，得到酸解脫水顆粒；
[0007]步驟(2)將酸解脫水顆粒用2N食用KOH進行堿法水解,然后水洗至中性后離心脫水，得到堿解脫水顆粒；
[0008]步驟(3)對堿解脫水顆粒進行熱風干燥后磨細制得。
[0009]所述步驟(I)為:將除掉雜質的黃豆的殼皮粗磨成1.2±0.2厘米大小的粗顆粒，水分含量為55%-60% ;加入2N食用HCl在60°C調節pH為1.5-2.0進行酸水解作用2小時；然后用水洗至中性，用離心機進行離心脫水處理，得到酸解脫水顆粒。
[0010]所述步驟(2)為:調節酸解脫水顆粒的水分含量為55%_60%，然后加入2N食用KOH在60°C調節pH為10.5-11.0進行堿法水解作用2小時；然后用水洗至中性,用離心機進行離心脫水處理。
[0011]所述步驟(3)為:對堿解脫水顆粒采用用60°C熱風干燥，控制最終水分含量為10%-12%，然后細磨成150-250微米制得。
[0012]所述步驟(3)中對堿解脫水顆粒先進行高壓降解后再進行熱風干燥。
[0013]所述高壓降解步驟為:調節堿解脫水顆粒的水分含量為30%_40%，在121±2°C、15 ± 2磅壓力降解30 ± 5分鐘。
[0014]本申請是針對黃豆豆殼的處理工藝，由于豆殼與豆渣具體成份組成并不完全相同，豆殼中以纖維及色素為主，含有少量油脂、蛋白質、和淀粉，而豆渣中油脂、蛋白質、和淀粉的含量則遠比豆殼中高，且豆殼更為堅硬、更難降解轉化。因此對于黃豆豆殼而言，還要兼顧豆殼的降解和除色要求。發明人對現有各種方法進行了深入研究和比較，發現利用酸法和堿法進行水解提取是最為簡單有效的，進行一步，基于人體胃的環境PH在1.5-2.0，小腸的環境PH偏堿性，大腸的環境pH的認識，通過模擬出人體的酸性環境，用2N食用HCl調節黃豆殼皮水解溶液的PH值為1.5-2.0，可以對豆渣進行有效水解，以除去豆殼中除纖維以外的少量蛋白質，油脂，糖類等化合物；進一步的，酸法水解后并不直接進行堿法水解，而是進行水洗至中性以脫除黃豆殼皮中的水溶性的有色化合物。因為在人體的胃腸道消化系統中，胃的環境PH在1.5-2.0，pH值應嚴格控制在上述范圍，過高會影響對淀粉等多糖類的水解效果，過低會對水解所用的容器有腐蝕。
[0015]然后再用2N食用KOH調節黃豆殼皮水解溶液的pH值為10.5-11.0以制造模擬小腸的堿性環境，用堿法水解蛋白質，同時高強度的堿可以打斷酯鍵以釋放出結合態的植物化學物質成為游離態，例如花青素，花色苷等，這里采用KOH調節pH值是因為在人體的胃腸道消化系統中，小腸的環境PH偏堿性，pH值應嚴格控制在上述范圍；過高會對水解所用的容器有腐蝕，過低會對蛋白質的水解不徹底；同理，在堿法水解后，再進行一次水洗至中性，通過二次水洗，將可溶性物質基本去除，保證脫色效果。
[0016]這里，由于人體的溫度不會過高，因此所述酸法水解和堿法水解的溫度均控制在60±5°C下進行，無需高溫處理，工藝條件更為溫和，避免高溫操作帶來的處處缺點，易于控制和操作，保證水解效果的同時使產品的口感、色澤更佳。通過酸法水解結合堿法水解，并嚴格控制相關工藝參數可以降解大分子以及聚合度高的分子，有效提高產品中膳食纖維的含量。
[0017]進一步的，步驟(I)和步驟(2)中均采用離心脫水步驟，可以將黃豆殼皮中的油脂類和脂溶性的色素除去，以保證終產品無異味、色澤更白細、口感更好。
[0018]優選在步驟(3)的熱風干燥前進行高壓降解，配合前述的酸法和堿法水解，通過高壓降解，將余下未被水解的大分子以及聚合度高的分子進一步降解，使分子的高聚合度降解成低聚合度，在使用相同磨機、相同功率條件下，黃豆殼更易被破碎磨細，使終產品顆粒更小，更易被人體吸收，水溶性和持水力更佳。由于高溫易使產品變色，因此高壓降解的溫度、時間以及壓力應嚴格控制，優選在121°C、15磅壓力高壓降解30分鐘為好。在此另一目的采用高壓蒸氣滅菌是基于食品安全的考慮:在該條件下可以殺死真菌的孢子。
[0019]有益效果:
[0020](I)利用人體胃腸消化功能的原理，模擬胃中的酸性pH環境以達到酸法水解多糖等碳水化合物；再模擬小腸的堿性PH環境通過堿法水解打斷酯鍵以釋放出結合態的植物化學物質成為游離態，兩者結合提高了黃豆殼皮的水解效果。
[0021 ] ( 2),在酸法水解和堿法水解后均有水洗至中性的步驟,通過兩次水洗可以將水溶性的有色化合物脫色，而采用離心脫水可以將油脂類和脂溶性的色素除去。
[0022](3)通過增設的高壓降解，使分子的高聚合度降解成低聚合度，使黃豆殼更易被破碎磨細，使終產品顆粒更小，更易被人體吸收，水溶性和持水力更佳，并且兼具殺菌的作用，可殺滅真菌的孢子，更符合食品安全要求。
[0023](4)本發明嚴格要求工藝順序，各步驟耗時不長，因此保證了產品質量的同時，可以縮短總體工藝周期。本方法不僅適用于黃豆殼皮，還可推廣到從蠶豆，綠豆，豌豆等豆類的外殼的深加工，工藝簡單可靠，產量穩定。
[0024](5)以黃豆殼皮為原料生產的膳食纖維接近白色，無異味、口感好、纖維含量高(膳食纖維得率大于95% (干重))、易于破碎，持水力和水溶指數高、更易于與面粉混合。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為對照組粉末中的高分子和低分子重量的可溶性膳食纖維的高壓液相色譜圖；
[0026]圖2為處理組粉末中的高分子和低分子重量的可溶性膳食纖維的高壓液相色譜圖；
[0027]圖3為對照組粉末的顆粒大小的分布曲線；
[0028]圖4為處理組粉末的顆粒大小的分布曲線；
[0029]圖5為對照組加入全麥面粉后的表觀粘性、儲能和損耗模量曲線；
[0030]圖6對處理組粉末加入全麥面粉后的表觀粘性、儲能和損耗模量曲線；
[0031]具體實施方法
[0032]實施例1
[0033]步驟一:除掉雜質的黃豆的殼皮粗磨成1.2厘米大小的粗顆粒，水分含量為55%(質量百分比)；加入2N食用HCl在60°C調節pH為2.0進行酸法水解作用2小時；然后用水洗至中性，用離心機在5，OOOg離心力下作用10分鐘進行脫水處理，得到酸解脫水顆粒；
[0034]步驟二:調節酸解脫水顆粒的水分含量為55% (質量百分比)；加入2N食用KOH在65°C調節pH為10.5進行堿法水解作用2小時；然后用水洗至中性，用離心機在5，OOOg離心力下作用10分鐘進行脫水處理，得到堿解脫水顆粒；
[0035]步驟三:調節堿解脫水顆粒的水分含量為35%，然后在123°C，15磅壓力高壓降解35分鐘，再60°C熱風干燥，最終水分含量為10% ;細磨成150-250微米后進行真空包裝，得到口感好、無異味的膳食纖維I。
[0036]實施例2
[0037]步驟一:除掉雜質的黃豆的殼皮粗磨成1.4厘米大小的粗顆粒，水分含量為60%(質量百分比)；加入2N食用HCl在55°C調節pH為1.5進行酸法水解作用2小時；然后用水洗至中性，用離心機在5，OOOg離心力下作用10分鐘進行脫水處理，得到酸解脫水顆粒；
[0038]步驟二:調節酸解脫水顆粒的水分含量為55% (質量百分比)；加入2N食用KOH在60°C調節pH為11進行堿法水解作用2小時；然后用水洗至中性,用離心機在5，OOOg離心力下作用10分鐘進行脫水處理，得到堿解脫水顆粒；
[0039]步驟三:調節堿解脫水顆粒的水分含量為40%，然后在119°C，13磅壓力高壓降解30分鐘，再60°C熱風干燥，最終水分含量為12% ;細磨成150-250微米后進行真空包裝，得到口感好、無異味的膳食纖維2。
[0040]實施例3
[0041]步驟一:除掉雜質的黃豆的殼皮粗磨成10厘米大小的粗顆粒，水分含量為57%(質量百分比);加入2N食用HCl在65°C調節pH為2.0進行酸法水解作用2小時；然后用水洗至中性，用離心機在5，OOOg離心力下作用10分鐘進行脫水處理，得到酸解脫水顆粒；
[0042]步驟二:調節酸解脫水顆粒的水分含量為60% (質量百分比)；加入2N食用KOH在60°C調節pH為10.5進行堿法水解作用2小時；然后用水洗至中性,用離心機在5，OOOg離心力下作用10分鐘進行脫水處理，得到堿解脫水顆粒；
[0043]步驟三:調節堿解脫水顆粒的水分含量為37%，然后在121°C，17磅壓力高壓降解25分鐘，再55°C熱風干燥，最終水分含量為10% ;細磨成150-250微米后進行真空包裝，得到口感好、無異味的膳食纖維3。
[0044]實施例4
[0045]除步驟二中，調節酸解脫水顆粒的水分含量為60%改為28%外，其余同實施例1，得到口感好、無異味的膳食纖維4。
[0046]實施例5
[0047]除步驟三中，最終水分含量改為11%外，其余同實施例2，得到口感好、無異味的膳食纖維5。
[0048]實施例6
[0049]實步驟一中，pH值改為1.5外，其余同實施例3，得到口感好、無異味的膳食纖維6。
[0050]實驗1:
[0051]將沒有經過加工的黃豆殼皮的磨碎物作為對照組，將實施例1得到的膳食纖維I作為處理組，它們的色澤的變化結果如下:
[0052]黃豆殼粉末和膳食纖維I的顏色變化
【權利要求】
1.一種黃豆殼皮轉化為膳食纖維的工藝方法，其特征在于，包括下述步驟: 步驟(1):將黃豆殼皮粗磨用2N食用HCl先進行酸法水解，然后水洗至中性后離心脫水，得到酸解脫水顆粒； 步驟(2)將酸解脫水顆粒用2N食用KOH進行堿法水解，然后水洗至中性后離心脫水，得到堿解脫水顆粒； 步驟(3)對堿解脫水顆粒進行熱風干燥后磨細制得。
2.如權利要求1所述的黃豆殼皮轉化為膳食纖維的工藝方法，其特征在于，所述步驟(1)為:將除掉雜質的黃豆的殼皮粗磨成1.2±0.2厘米大小的粗顆粒，水分含量為.55%-60% ;加入2N食用HCl在60±5°C調節pH為1.5-2.0進行酸水解作用2小時；然后用水洗至中性，用離心機進行離心脫水處理，得到酸解脫水顆粒。
3.如權利要求1或2所述的黃豆殼皮轉化為膳食纖維的工藝方法，其特征在于，所述步驟(2)為:調節酸解脫水顆粒的水分含量為55%-60%，然后加入2N食用KOH在60 ±5°C調節pH為10.5-11.0進行堿法水解作用2小時；然后用水洗至中性，用離心機進行離心脫水處理。
4.如權利要求1所述的黃豆殼皮轉化為膳食纖維的工藝方法，其特征在于，所述步驟(3)為:對堿解脫水顆粒采用用60°C熱風干燥，控制最終水分含量為10%-12%，然后細磨成.150-250微米制得。
5.如權利要求1-4任一項所述的黃豆殼皮轉化為膳食纖維的工藝方法，其特征在于，所述步驟(3)中對堿解脫水顆粒先進行高壓降解后再進行熱風干燥。
6.如權利要求5所述的黃豆殼皮轉化為膳食纖維的工藝方法，其特征在于，所述高壓降解步驟為:調節堿解脫水顆粒的水分含量為30%-40%，在121±2°C、15±2磅壓力降解.30 ±5分鐘。
【文檔編號】A23L1/308GK103876165SQ201410102747
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月19日 優先權日:2014年3月19日
【發明者】楊軍, 肖安紅, 王維春 申請人:武漢輕工大學