专利名称：一种微波提取水酶法残渣中大豆膳食纤维的方法
技术领域：
本发明属于食品加工技术，主要涉及微波结合酸溶碱沉法提取水酶法残渣中水不溶性大豆膳食纤维的方法。
背景技术：
水酶法提取大豆油过程中产生的残渣大部分仅仅作为饲料、肥料来加以处理或任其腐烂，并没有真正发挥它的食用价值。残渣中含有大量的水不溶性大豆膳食纤维，是众多天然膳食纤维源中价廉质高的一种。因此开发生产优质的大豆膳食纤维，对实现残渣的升值转化，减轻残渣对环境造成污染具有深远的实际意义。水不溶性大豆膳食纤维的提取方法目前主要是酸溶碱沉法，由于酸溶碱沉提取需用大量的强酸和强碱，不仅要求设备酸、碱耐受性高，而且大量酸碱的排放将增加环境的二·次污染，所以减少酸碱用量的不同辅助提取方法逐步用于豆渣中水不溶性膳食纤维的提取。徐波等(2002)通过添加蛋白酶和脂肪酶辅助酸溶碱沉法，在近中性pH值条件下从豆渣中提取到70% 75%的水不溶性大豆膳食纤维，提取率和传统的酸溶碱沉法相当。尚永彪(2007)和李文佳(2010)均采用酸碱法提取豆渣中水不溶性大豆膳食纤维，产品中膳食纤维含量达75%左右。潘利华等(2011)采用超声辅助酸溶碱沉法提取水不溶性大豆膳食纤维，效果优于酸碱法，但还是存在提取时间较长、提取效率低的缺点。现有的水不溶性大豆膳食纤维提取技术存在着提取时间长、提取效率低、产品纯度较低、对环境造成污染等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供微波结合酸溶碱沉法提取水酶法残渣中水不溶性大豆膳食纤维的方法，达到缩短提取时间、降低成本、减少污染、提闻广品提取率及纯度的目的。本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的
一种微波提取水酶法残渣中大豆膳食纤维的方法，该方法包括以下步骤(1)大豆粉碎后采用挤压膨化预处理得到膨化物料，将膨化物料与水混合得到混合液，向混合液中加入碱性蛋白酶进行酶解，酶解后离心分离得到游离油、乳状液、水解液和残渣；(2)将步骤
(I)得到的残渣干燥、粉碎后分散于水中，用0. lmol/L乳酸溶液调节pH值为4. 5进行微波提取，微波提取条件为水与干燥的残渣比例10_30mL/g，微波功率为400-800W，过筛目数为20-100目，微波时间为10-30min，将微波提取液离心分离得上清液，用0. Imol/LNaOH调节上清液PH值为9后，静置，离心分离得沉淀物，将沉淀物水洗、干燥、粉碎后得水不溶性大豆膳食纤维。所述的微波提取优选条件为水与干燥的残渣比例为18. lmL/g,微波功率666W，过筛目数60目，微波时间19.9min。本方法采用微波结合酸溶碱沉法提取水不溶性大豆膳食纤维，微波具有很强的穿透性和很高的热效率，在快速振动的微波电磁场中，产生大量热量，使温度迅速上升，液态水汽化产生的压力将细胞膜和细胞壁破裂，使得膳食纤维释放到酸性溶剂中，再利用其碱性不溶的性质使膳食纤维沉淀出来，完成从大豆残渣中提取分离水不溶性大豆膳食纤维；该方法具有所需的工艺设备简单、成本低、提取时间短，产品提取效率高且纯度高的特点。
图I是本发明总工艺路线 图2是液料比与微波功率交互对提取率的响应面；
图3是液料比与过筛目数交互对提取率的响应面；
图4是液料比与微波时间交互对提取率的响应面；
图5是微波功率与过筛目数交互对提取率的响应面；· 图6是微波功率与微波时间交互对提取率的响应面；
图7是过筛目数与微波时间交互对提取率的响应面。
具体实施例方式下面结合附图对本发明具体实施例进行详细描述。一种微波提取水酶法残渣中大豆膳食纤维的方法，该方法包括以下步骤(1)大豆粉碎后采用挤压膨化预处理得到膨化物料，将膨化物料与水混合得到混合液，向混合液中加入碱性蛋白酶进行酶解，酶解后离心分离得到游离油、乳状液、水解液和残渣；(2)将步骤(I)得到的残渣干燥、粉碎后分散于水中，用0. lmol/L乳酸溶液调节pH值为4. 5进行微波提取，微波提取条件为水与干燥的残渣比例10-30mL/g，微波功率为400-800W，过筛目数为20-100目，微波时间为10-30min，将微波提取液离心分离得上清液，用0. Imol/LNaOH调节上清液pH值为9后，静置，离心分离得沉淀物，将沉淀物水洗、干燥、粉碎后得水不溶性大豆膳食纤维。所述的微波提取优选条件为水与干燥的残渣比例为18. lmL/g，微波功率666W，过筛目数60目，微波时间19.9min。
实施例微波提取水酶法残渣中水不溶性大豆膳食纤维最优参数筛选试验 I材料与方法
I.I材料、试剂^ I大豆I黑龙江农业科学院培植的垦农42，其中蛋白含量为41. 6%，油脂含量为21. 3%，
Alcalase减性内切蛋白酶 novo公司(I. 2X 105U/mL)·I. 2主要仪器设备
pHS-25型酸度计I上海伟业仪器厂
电子分析天平梅勒特-托利多仪器(上海)有限公司
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I. 3实验方法 I. 3. I大豆的成分测定 粗蛋白的测定GB6432-94标准方法进行 粗脂肪的测定GB5512-85中索氏抽提法进行测定 水分的测定GB304-87进行测定 灰分的测定GB5009. 4-85 膳食纤维的测定GB/T2222. 4-2008 I. 3. 2工艺流程
大豆—粉碎—水分调节—挤压膨化—粉碎—调节pH值和温度—酶解—灭酶 —离心—残渣—干燥—粉碎—调节pH酸性—微波提取—离心—上清液—调节pH 碱性—静置—离心—沉淀—水洗—干燥—粉碎—水不溶性大豆膳食纤维
1.3. 3计算公式
提取率~_得到的水不溶性大豆雛纤维质童 ..残渣中总膳食纤维质量^
2结果与讨论
2.I实验因素水平编码表
在单因素研究的基础上，选取液料比、微波功率、过筛目数和微波时间4个因素为自变量，以提取率为响应值，根据中心组合设计原理，设计响应面分析实验，其因素水平编码表见表表2-1。表2-1因素水平编码表
^ ^H I1
编码液料比A 微波功率B~过筛目数C~微波时间Ei ^ io400 I 20 I ~
.-I —I— 15 — 500 -................................40.................................1...............................15..............................1
1_i___I___j_I
I O I一 20600 j 60 ] 20 [
I]_ j 25 0080 J 25 I表2-2试验安排及结果
实验号j液料比A (mL/g) j微波功率B (W) j过筛目数C (目) j微波时间D(min) |提取率R (%)—
1~-1 -I -I-I48.21
2~ I -I -I-I41.79
3~-1 I -I-I69.24
4~ I I -I-I48.74
5~-1 -I I-I47.41
6~ I -I I-I44.97
7~-1 I I-I74.93
8~ I I I-I57.32
9~-1 -I -II60. 13
10~ I -I -II50.15
11~-1 I -II81.07
12~ I I -II70.38
13~-1 -I II51.98
14~ I -I II59.63
15~-1 I II88.97
16~ I I II70.53
17~-2 0 0063.81
18~2 0 0043.41
19~0 -2 0049.83
20~0 2 0089.42
21~0 0 -2046. 15
22~0 0 2053.81
23~0 0 0-270.36
24~0 0 0292. 11
25~0 0 0090.27
26~0 0 0083.44
27~0 0 0088.53
28~0 0 0085.47
29~0 0 0082.81
30~0 0 0083.43
31~0 0 0086.45
32~0 0 0088.37
33~0 0 0089.2
34~0 0 0092. 18
35~0 0 0086.94
36丨0 丨0 丨0丨0丨85.46
2.3响应面实验结果分析
通过统计分析软件Design-Expert进行数据分析，建立二次响应面回归模型如下
R=86. 88-4. 97A+9. 84B+1. 72C+5. 99D-3. 50AB+1. 05AC+0. 97AD+1.16BC+1. 33BD-0. 45CD-8. 86A2-4. 86B2-9. 77C2_1. 96D2
回归分析与方差分析结果见表2-3，交互相的响应面分析见图I-图7。表2-3回归与方差分析结果
養量I自由度I平方和I均方 |F值 |Pr>F
A_I_592. 32592. 32 52. 02 < 0.0001
B ~ 2322. 442322. 4~ 203. 96 '< 0. QQQl
C ~ 71.2471.24 —6.26 0.0207
D |l |860. 76|860. 76 丨75.60 |< 0.000权利要求
1.一种微波提取水酶法残渣中大豆膳食纤维的方法，该方法包括以下步骤(1)大豆粉碎后采用挤压膨化预处理得到膨化物料，将膨化物料与水混合得到混合液，向混合液中加入碱性蛋白酶进行酶解，酶解后离心分离得到游离油、乳状液、水解液和残渣；其特征在于(2)将步骤(I)得到的残渣干燥、粉碎后分散于水中，用0. lmol/L乳酸溶液调节PH值为4. 5进行微波提取，微波提取条件为水与干燥的残渣比例10-30mL/g，微波功率为400-800W，过筛目数为20-100目，微波时间为10_30min，将微波提取液离心分离得上清液，用0. Imol/LNaOH调节上清液pH值为9后，静置，离心分离得沉淀物，将沉淀物水洗、干燥、粉碎后得水不溶性大豆膳食纤维。
2.根据权利要求I所述的一种微波提取水酶法残渣中大豆膳食纤维的方法，其特征在于所述的微波提取优选条件为水与干燥的残渣比例为18. lmL/g，微波功率666W，过筛目数60目，微波时间19. 9min。
全文摘要
一种微波提取水酶法残渣中大豆膳食纤维的方法属于食品加工技术；该方法包括以下步骤(1)大豆粉碎后采用挤压膨化预处理得到膨化物料，将膨化物料与水混合得到混合液，向混合液中加入碱性蛋白酶进行酶解，酶解后离心分离得到游离油、乳状液、水解液和残渣；(2)将步骤(1)得到的残渣干燥、粉碎后分散于水中，调节pH值酸性进行微波提取，离心分离得上清液，调节上清液pH值碱性后静置，离心分离得沉淀物，将沉淀物水洗、干燥、粉碎后得水不溶性大豆膳食纤维；本方法工艺设备简单，操作控制方便，大大减少酸碱用量不但降低生产成本，减少污染，提取时间短，提取效率高，得到的水不溶性大豆膳食纤维纯度高。
文档编号A23L1/308GK102783657SQ20121030954
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者李杨, 江连洲, 王中江, 王胜男, 齐宝坤 申请人:东北农业大学