大豆膳食纖維制備工藝及其在食品中的應(yīng)用研究

趙貴興，劉麗君，陳 霞，劉昊飛，趙春杰，譚 懿

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆研究所，哈爾濱 150086；2.長(zhǎng)春大成集團(tuán)，長(zhǎng)春 130062；3.哈爾濱市濱江車站公安派出所，哈爾濱 150020）

大豆膳食纖維制備工藝及其在食品中的應(yīng)用研究

趙貴興1，劉麗君1，陳 霞1，劉昊飛1，趙春杰2，譚 懿3

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆研究所，哈爾濱 150086；2.長(zhǎng)春大成集團(tuán)，長(zhǎng)春 130062；3.哈爾濱市濱江車站公安派出所，哈爾濱 150020）

本研究以大豆餅粕為原料，通過L9（34）正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，就影響制備膳食纖維含量的堿濃度、溫度、時(shí)間和酶用量4項(xiàng)因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，確立了制備大豆膳食纖維的最佳工藝條件。利用本工藝，濕豆粕經(jīng)浸泡、堿處理、酶解、干燥和超微粉碎等程序，即可得到大豆膳食纖維，工藝產(chǎn)率為85%，產(chǎn)品纖維素含量為80%，還以豆粕膳食纖維為原料研制出大豆纖維系列食品。產(chǎn)品的各項(xiàng)理化指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)家食品添加劑的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

膳食纖維；豆粕；酶解

大豆膳食纖維（Soybean dietary fiber，簡(jiǎn)稱SBDF）系指在人體內(nèi)難以被酶解消化和吸收的高分子多糖類物質(zhì)的總稱，并分為水溶性和非水溶性兩大類。在成熟大豆中的SBDF約占全大豆總重量的5%～7%，大豆餅粕含SBDF為7%～10%。研究表明，SBDF在人體內(nèi)具有吸水、持油、吸附有機(jī)物、陽(yáng)離子交換、促進(jìn)腸蠕動(dòng)、通便、調(diào)節(jié)糖代謝、排毒、解毒護(hù)肝及改善腸環(huán)境等多種功能，可用于降血脂、降血壓、降血糖、減肥、預(yù)防冠心病、防治便秘、腸憩息癥、橫隔膜癥、痔瘡以及腸癌等腸道疾病，是一類比較理想的功能性保健食品添加劑。在以往大豆蛋白、大豆油及其他豆制品生產(chǎn)過程中，人們常將豆渣或餅粕用作飼料或肥料，其中的SBDF一直未得到應(yīng)有的開發(fā)利用，資源浪費(fèi)很大。為此，我們以大豆餅粕為原料，通過L9（34）正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法優(yōu)選了SBDF的制備工藝條件，所得SBDF產(chǎn)品含總膳食纖維80%以上，工藝產(chǎn)率約85%，產(chǎn)品有害元素含量及其他各項(xiàng)理化指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)家食品添加劑的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可安全用于生產(chǎn)各類保健食品。此外，實(shí)驗(yàn)室工藝放大實(shí)驗(yàn)以及中試生產(chǎn)結(jié)果也均表明本工藝較為簡(jiǎn)便可行，可用于SBDF的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。同時(shí)，工藝過程中的堿性提取液，經(jīng)進(jìn)一步處理還可得到濃縮大豆蛋白，如此使大豆餅粕得到了充分開發(fā)利用。

1 材料與方法

1.1 材料

大豆餅粕（原產(chǎn)地）；胰蛋白酶（Difco公司2-4單位/mg 1:250）；氫氧化鈉（A、R）

1.2 測(cè)定方法

蛋白質(zhì)含量測(cè)定：采用GB5009.5-85；

脂肪含量測(cè)定：采用GB5009.6-85；

水份含量測(cè)定：采用GB5009.3-85；

灰份含量測(cè)定：采用GB5009.4-85；

纖維素含量測(cè)定：采用GB500、9、10-85；

微生物指標(biāo)測(cè)定：采用GB4789、2、3、4、5、10、11-94；

有害元素測(cè)定：采用原子熒光光譜儀。

2 結(jié)果與討論

2.1 大豆膳食纖維的制備工藝與方法

（1）工藝流程

豆粕→水清洗→均質(zhì)→堿處理→酶解→分離→濕纖維→干燥→粉碎→纖維

（2）制備方法

大豆餅粕用清水沖洗去雜質(zhì)后，用膠體磨均質(zhì)處理，按原料重量的5.5%（W/W），加入5%NaOH溶液，加熱、保溫，然后用NaOH調(diào)pH值，加入原料重0.3%（W/W）的胰蛋白酶在一定溫度下保溫、酶解，用離心機(jī)分離，收集濾渣，于80～85℃烘干，粉碎，過70目篩，得大豆膳食纖維素產(chǎn)品。

2.2 大豆膳食纖維制備工藝的研究與確立

（1）大豆膳食纖維制備正交實(shí)驗(yàn)因素水平的選擇

豆粕中含蛋白質(zhì)和脂肪，蛋白質(zhì)會(huì)影響產(chǎn)品純度，脂肪經(jīng)氧化會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生異味，因此，在制備中應(yīng)盡量將兩者去除，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。為了確定工藝條件，采用堿處理，結(jié)合胰蛋白酶酶解，分別就氫氧化鈉和胰蛋白酶用量、堿浸溫度、堿浸時(shí)間等因素進(jìn)行研究。經(jīng)實(shí)驗(yàn)選擇了氫氧化鈉濃度（A）3%～5%，堿浸溫度（B）40～80℃，堿浸時(shí)間（C）40～80 min，胰蛋白酶濃度（D）0.3%～0.5%，為正交實(shí)驗(yàn)的因素水平。

（2）大豆膳食纖維制備工藝的正交實(shí)驗(yàn)

采用四因素三水平即L9（34）正交實(shí)驗(yàn)方法，按照正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)的工藝條件進(jìn)行膳食纖維的提取實(shí)驗(yàn)，并分別測(cè)定產(chǎn)品纖維素含量，每次實(shí)驗(yàn)平行三份樣品，取其平均值。

表1大豆膳食纖維制備工藝L9（34）正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

從正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，工藝條件各因素作用的主次順序是A＞D＞B＞C，各因素的最優(yōu)水平為NaOH濃度5%，溫度80℃，時(shí)間60 min，胰蛋白酶用量0.3%，以最佳條件做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，可得出纖維含量為80%的產(chǎn)品。

3 產(chǎn)品的理化指標(biāo)

經(jīng)過堿浸、酶解等工藝，提取的膳食纖維，其蛋白質(zhì)、脂肪含量與原料中蛋白質(zhì)，脂肪含量相比很低，說明膳食纖維純度較高，并且膳食纖維含量明顯高于原料中纖維含量（見表2）。

表2 大豆膳食纖維及其原料理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果%

3.1 產(chǎn)品感官指標(biāo)

豆粕膳食纖維素為乳白色，微細(xì)粉末，無異味，遇水膨脹，但不溶于水。

3.2 產(chǎn)品微生物指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

豆粕膳食纖維產(chǎn)品的細(xì)菌微生物指標(biāo)，均符合食品添加劑有關(guān)規(guī)定，結(jié)果見表3。

表3 大豆膳食纖維細(xì)菌指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

3.3 產(chǎn)品有害元素的測(cè)定結(jié)果

用原子熒光光譜法測(cè)定結(jié)果可見表4，豆渣膳食纖維產(chǎn)品中Pb、Hg、As等有害元素的含量均達(dá)到了食品添加劑的有關(guān)規(guī)定。

表4 大豆膳食纖維有害元素的測(cè)定結(jié)果mg/kg

4 大豆膳食纖維在食品中的應(yīng)用

采用制備好的大豆膳食纖維為原料，就纖維食品的配方劑型及其制備工藝進(jìn)行了研究，按原料（纖維素）50%～60%比例，添加一定量的淀粉、糊精、微量元素等，研制出纖維膨化食品，形狀為棒狀、球狀，質(zhì)地膨松、香酥。纖維素紙，白色紙狀物，具有一定的韌性，能食用。纖維素片，本產(chǎn)品為光滑灰白色片狀，具有一定的硬度，吸水后膨脹。纖維素膠囊，外觀好看，服用方便。

5 結(jié)論

（1）以豆粕為原料，通過L9（34）正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，建立了大豆膳食纖維的制備工藝。利用本工藝，豆粕經(jīng)堿浸、酶解、分離、干燥、粉碎等程序，即得大豆膳食纖維，工藝產(chǎn)率為85%。

（2）本工藝所得大豆膳食纖維產(chǎn)品纖維素含量為79.5%，色澤好、粒度均勻、低脂肪、低蛋白。產(chǎn)品中有害元素含量及細(xì)菌指標(biāo)和其他各項(xiàng)理化指標(biāo)均符合食品添加劑的有關(guān)規(guī)定。故本大豆膳食纖維是一種較理想的食品添加劑。

（3）利用所得大豆膳食纖維為原料，經(jīng)科學(xué)復(fù)配，就大豆纖維食品配方、劑型及其制備方法進(jìn)行研究，研制出大豆纖維膨化食品，纖維素紙，纖維素片等系列纖維食品，使大豆纖維在食品工業(yè)中得到了初步應(yīng)用。

（4）研究結(jié)果表明，本工藝具有簡(jiǎn)單易行、成本低、能耗小、基本無工業(yè)污染、宜推廣應(yīng)用等特點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的大豆纖維制備工藝。由此可見，本項(xiàng)目一經(jīng)推廣應(yīng)用，將會(huì)為國(guó)內(nèi)豆粕資源的深入開發(fā)利用開辟一條新途徑，也必將獲得較廣泛的社會(huì)效益和較高的經(jīng)濟(jì)效益。

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［6］趙貴興,陳霞,趙紅宇.大豆膳食纖維的功能及其在食品中的應(yīng)用[J].中國(guó)油脂,2006,31(10):27-28.

Process Technology and Application of Soybean Dietary Cellulose for Food

Zhao Guixing1,Liu Lijun1,Chen Xia1,Liu Haofei1,Zhao Chunjie2,Tan Yi3
（1.Soybean Research Institute,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150086,China 2.Changchun Dacheng Group,Changchun 130062,China 3.Harbin Binjiang Police Station of Railway Station,Harbin 150020,China）

Soybean meal were used as materials in the study.Four factors affecting the content of dietary cellulose was tested with L9(34)right angle experiment.These factors were alkali concentration,temperature,time and enzyme dosage.The research established the optimum conditions for preparation of soybean cellulose.Soybean dietary cellulose was obtained through soaking,alkali treatment,enzymatic hydrolysis,drying,superpulverization and other procedures.The process yield was 85%.The content of cellulose was 80%in the product.The soybean dietary cellulose as raw materials developed soybean cellulose series food in the paper.The product of the physicochemical indexes reached the relevant national standards for food additives.

Dietary cellulose;Soybean meal;Enzymatic hydrolysis

TS214.2

A

1674-3547(2013)03-0053-04

2013-05-20

趙貴興，男，博士在讀，副研，研究方向大豆加工及品質(zhì)分析研究，E-mail:zhaoguixing@163.com