大豆膳食纤维提取工艺研究进展(大豆膳食纤维提取工艺研究现状)

 食品加工技术     |      2024-04-05

大豆膳食纤维是指大豆中的不溶性碳水化合物。主要成分为非淀粉多糖,包括纤维素、混合键-葡萄糖、半纤维素、果胶、树胶、木聚糖、甘露糖等,是不能被人体消化酶消化的高分子糖类的总称。膳食纤维具有广泛的药理作用。可预防高脂肪、高糖的发生,刺激肠道蠕动,保护胃肠道,增加粪便量和排便次数,治疗婴幼儿腹泻,预防术后感染。随着人们对饮食健康的日益重视,越来越多的膳食纤维保健食品被研发出来。膳食纤维将有良好的开发应用前景。

一、大豆膳食纤维的作用

1.健康益处

膳食纤维虽然不能为人体提供任何营养,但对人体具有重要的生理作用。

(1)降低体内血液中胆固醇含量,预防动脉硬化和冠心病;

(2)改善血糖生成反应,促进血糖和胰岛素维持正常水平,对防治糖尿病有显着效果;国外学者研究发现,膳食纤维可以有效控制餐后血糖的上升,改善糖耐量,其中可溶性膳食纤维比不溶性膳食纤维更有效。膳食纤维,如可溶性膳食纤维,具有较强的保水能力,降低葡萄糖的吸收率,在糖尿病的预防和辅助治疗中受到广泛关注。

(3)改善大肠功能,促进胃肠正常蠕动,从而预防便秘和结肠癌;

(4)此外,膳食纤维还可以增加胃部饱腹感,减少食量,有减肥的功效。

2、食品原料

大豆膳食纤维可用作食品成分、作为增稠稳定剂、延长食品保质期、以及作为冷冻稳定剂。加工后的大豆膳食纤维可增强面团的结构性能,是高端面包烘焙的理想选择。理想的天然添加剂。此外,大豆膳食纤维还可用于糕点、饼干、膨化食品等低热量谷类食品中,也可用于各种保健饮料中。

2.大豆膳食纤维提取技术研究进展

目前,国内积极采用挤压成型技术、膜分离技术、发酵工程技术、酶反应工程技术、生物加工技术、现代食品分离技术、高压加工技术、微胶囊造粒技术、先进灭菌技术等现代技术。和国外。高新技术提高了豆制品的使用价值。不仅大大拓宽了大豆深加工利用范围,提高了综合开发能力,而且在加工过程中保持了大豆的营养成分。提取大豆膳食纤维的方法很多,包括化学法、酶解法、微生物发酵法、微波辅助提取法以及多方法组合等。

1、化学法

大豆膳食纤维的化学提取主要是指酸水解和碱水解相结合。由于提取膳食纤维的原料不同,所用的酸解和碱解的浓度和作用时间不同,大豆膳食纤维的得率也不同。这需要应用正交实验方法来估计最佳提取工艺。

2.酶解

酶解提取大豆膳食纤维的关键技术在于酶解反应。与化学方法相比,酶解法从大豆中提取膳食纤维的得率最高。原因如下:

(1)酶催化速率高、专一性强、无副反应。因此应用于生产时,收率高,质量好,有利于产品纯化,简化工艺步骤;

(2)酶作用条件温和,一般不需要高温、高压条件,因此设备要求简单,可节省煤、电等能源;

(3)大多数酶及其反应物无毒,适合工业化生产。但该工艺生产的膳食纤维可能存在鱼腥味浓、颜色暗的缺点。因此,在酶解提取大豆膳食纤维时,需要对豆渣进行预处理。

值得注意的是,在酶解提取大豆膳食纤维的过程中,提取温度、料液比和提取时间是影响豆渣中水溶性膳食纤维提取率的三个重要因素。其中,提取温度是主要因素,其次是时间,第三是料液比。

3、微生物发酵法

微生物发酵产生的膳食纤维生理活性显着增强,是优质膳食纤维。其生产工艺简单,成本低,易于实现工业化生产。

4.多种方法与提取工艺相结合

化学方法的酸性水解和碱性水解必须在适当的pH值、温度和时间下使糖苷键断裂,聚合度降低,膳食纤维完成从IDF到SDF的性变。并且在碱性溶液中,即使在非常温和的条件下,纤维素和半纤维素都会发生剥离反应,即具有还原性末端的糖基一一脱落,直至端基转化为偏聚糖酸基。直至反应稳定,分解的糖基最终在溶液中转化为突变的糖酸,并以其钠盐的形式存在于溶液中。

虽然两者都降低了膳食纤维的聚合度,但木糖钠盐用量的增加限制了IDF向SDF的转化,使得碱降解的SDF产率比酸降解的要差。相比之下,酶水解法具有催化速率高、无副反应、操作条件温和、设备要求简单、可节省煤炭和电能等特点。但由于反应特异性强,对底物要求较高。高,效果产量可变。因此,需要多种方法结合使用,扬长避短,从而最大限度地提高大豆膳食纤维的提取效率。

3、大豆膳食纤维的改性

膳食纤维的物理性质与其化学结构及其多相网络结构有关。网络结构中存在非晶区和结晶区,以及亲水区和疏水区。网络结构的维持依赖于不同强度的化学键和物理性质。影响。因此,膳食纤维的改性研究受到广泛关注。目前报道的大豆膳食纤维改性方法主要有化学法、生物法、超微粉碎、挤压蒸煮、瞬时高压作用、超高压食品加工技术等。

大豆膳食纤维的化学改性。酸的浓度和强度、碱的浓度和水的量都有利于可溶性纤维(SDF)的转化。变化主要发生在半纤维素部分,而纤维素则受到影响。很小。

超细研磨方式,间隙细小,动、定切削刃高速旋转,产生强大的剪切力、摩擦力和挤压力,对材料产生强大的破坏力;纤维在湿润状态下能充分吸水、伸展、膨胀,组织结构比较疏松,柔软而脆,比干燥状态更容易断裂。利用湿膨胀和干收缩有助于获得细颗粒。研磨过程中水的存在不仅有助于输送材料并提高进给性,而且还可以冷却系统以避免材料过热。超细粉碎的高强度力不仅破坏了水不溶性膳食纤维颗粒的结构并切断其连接,还可能影响颗粒的结晶状态,形成疏松的结晶区和晶间裂纹,强化粉碎效果,还可以降低粗糙度,提高膳食纤维的适口性。

液相超微粉碎技术主要利用微射流均质机对膳食纤维材料颗粒进行超微细化。但由于超细颗粒之间具有较强的自吸附特性,不可避免地会产生团聚,且经微射流均质机粉碎后的物料体系粘度略有增加,吸光度增加,透过率下降,折射率变化较小。总固体含量下降等现象。

基于微射流均质机的机理,有研究人员提出了瞬时高压作用方式,即压力变化的瞬时性和处理过程的瞬时性。当物料快速通过反应室时,微射流均质机的核心元件,在高压的作用下,物料在反应室内承受高达300MPa的压力。由于物料快速通过反应室,因此高压对物料的影响时间很短。压力变化率极高。物料通过加工腔时,受到高速冲击、高频振动(运动)、瞬时压降、高速剪切、空化等机械力作用,使物料超细粉碎,从而进一步粉碎材料。物理、化学性质都有影响,所以这个过程一般称为瞬时高压作用过程。

超高压食品加工技术是指将食品置于液体介质中,在100~1000MPa的压力下进行加工。超高压处理过程是纯物理过程,物料的体积在液体介质中被压缩。超高压产生的极高静压不仅会影响细胞形态,还会改变生物高分子三维结构中的氢键、离子键、疏水键等非共价键,引起蛋白质凝固和分解。淀粉变性。

综上所述,膳食纤维对人体健康具有重要意义。人们在日常生活中应增加膳食纤维的摄入量,注意谷类、豆类、蔬菜和水果等的摄入,这对于预防肥胖、结肠癌、心脏病等有重要意义。脑血管疾病具有深远的影响。因此,无论从国际市场还是国内市场,大豆膳食纤维都具有巨大的发展前景。研究人员正在积极利用豆渣等富含大豆膳食纤维的研究基质,不断优化提取工艺,以提高可溶性大豆膳食纤维的提取效率。这不仅可以解决豆渣等底物带来的环境问题和商业问题,还能带动相关产业的发展,促进膳食纤维保健食品的研发,具有良好的开发应用前景。