麦麸膳食纤维的制备与改性研究_刘玉林

太大 , 否则将影响脱水除淀粉糊精的效果 。将干燥好的麦麸膳食纤维用 Brabender 试验磨粉碎 , 然后过
40 目和 120 目铜筛 , 留存 120 目铜筛且通过 40 目铜筛者为成品膳食纤维粉 。 留存 40 目筛上物可用
Brabender 试验磨重新粉碎 , 少量通过 120 目筛下留存物的细颗料则另行处理 。 1 .3 挤压蒸煮试验
从表 3 可知 :酶法处理纯度只有 65 .1 %, 碱法处理 NaOH 浓度每提高 0 .3 mol/ L 纯度提高 1 %～
4.8 %。而产品得率方面 , 酶法处理是 74 .3 %, 碱法处理 NaOH 浓度每提高 0 .3 mol/ L , 则得率下降
11.4 %～ 13 .4 %。
由结果(表 4)可知 :酶法和碱法得到的产品外在质量差异主要是色泽和口感 。 物理性质也存在一
2 50
20(18.7) 10.98
2 .3 挤压蒸煮对膳食纤维组成及含量的 注 :＊为设备水泵所标刻度 , 括号 中为物料挤出后的水分质量分数
影响
表 6 给出麦麸膳食纤维挤压前后以及不同挤压条件总膳食纤维 、半纤维素 、木质素以及可溶性纤维
变化的情况 , 挤压条件的加剧 , 随着可溶性纤维含量提高 , 半纤维素受到的影响最大 , 变化最大 , 而纤维
表 2 碱处理膳食纤维干基 的化学组成
各成分占 干基的质量分数/ %
淀粉 4 .3 3 .7 3 .2 2 .1
半 纤维素 39 .9 35 .7 30 .2 18 .1
纤维素 19 .4 24 .5 32 .0 44 .7
木质素 6 .8 8 .4 10 .8 15 .0
脂肪 5 .6 4 .8 4 .0 3 .4
挤压机工作状态时螺杆转速在 200 ～ 250 r/ min 范围内变化 , 喂水量相当于固体物料进料质量的
20 %～ 40 %。在挤压过程中进料速率保持 20 kg/ h , 挤出物温度在模头前测定 。同时通过测定带动螺 杆旋转的电机能耗 , 来控制挤压机进物料时的稳定性 。
挤压工艺条件设置三个参数 :温度 、螺杆转速 、喂水量 , 每个参数设置四个水平 。
(4)脱水 、干燥 、粉碎 、分级 :将处理过的麸皮装入离心机的专用布袋中 , 然后置入离心机中 , 以 3000
r/ min 的转速脱水 5 min , 取出后均匀置于铁盘上 , 放入鼓风干燥箱中在 110 ℃烘 4 ～ 5 h 。 如果酶法处 理的麸皮离心脱水效果不佳 , 可先加适量热水搅拌 , 然后再立即脱水 , 脱水动作要迅速 , 温度下降值不能
0.2 ～ 0 .8 0 .62 4 .7 2 .9 2 .4
2 .2 挤压蒸煮对膳食纤维水溶性的影响 酶处理麦麸膳食纤维由于水洗离心 , 所以水溶性膳食纤维含量非常低 , 几乎接近零 。 经过挤压蒸煮
以后 , 水溶性明显增加 , 不同组合的工艺条件 , 按顺序溶解度逐渐提高 , 最高可达 10 .98 %, 且与挤压机 械能耗成正相关关系 。
关键词 麦麸 ;膳食纤维 ;提取 ;改性 中图法分类号 T S202
21 世纪是功能食品的时代 , 而膳食纤维是一种很重要的功能食品基料 。 麦麸由于来源广泛 , 价格 低廉而备受世人关注 。国内外很多学者研究过麦麸膳食纤维的提取与改性方法[ 1 ～ 3] 。 碱处理是一种 常用方法 , 但没有考虑其破坏作用 , 所以本文重点研究碱处理对膳食纤维内在成分及外部品质的影响 。 常规的改性方法有一定效果但不明显 。 而挤压蒸煮技术集输送 、混合 、剪切 、加热加压等多种单元操作 于一体 , 能在极短时间内实现聚合物直接或间接转化 。 本文旨在研究挤压蒸煮的改性效果 、原因及对物 理性质的影响 。
喂水量 kg/ kg
1
1 60
2 20
10
2
1 60
2 50
15
3
1 80
2 20
15
4
2 00
2 50
20
注 :＊为设备水泵所标刻度
蛋白质 15 .3 11 .4 7 .0 3 .2
灰分 8 .7 1 1 Байду номын сангаас5 1 2 .8 1 3 .5
从表 1 和表 2 还可知 , 酶法膳食纤
表 3 不同处理的膳食纤维的得率及纯度
维的主要组成 成分是半 纤维素 , 其次 是纤维素 。 而高浓度碱处理则主要成 分是纤维素 , 其次是半纤维素 。
20
min , 使存留于麦麸中的淀粉水解为可溶性的糊精以利于水洗除去 。
(3)碱水解 、洗涤 :在反应装置中继续加入 NaOH 水溶液 , 其浓度依次为 0 .2 mol/ L , 0 .5 mol/ L , 0 .8
mol/ L , 1 .1 mol/ L , 保温在 90 ℃以上 , 搅拌反应 30 min , 将碱处理以后的麸皮 , 用自来水边冲洗 , 边搅 拌 , 洗涤至呈中性为止 。
素 、木质素受到的影响很小 。 这说明受挤压作用影响最大的是半纤维素 。 水溶物与半纤维素两者相加 ,
在干基中所占的质量分数为 43 .3 %左右 , 基本上为定值 , 这说明水溶性膳食纤维主要由半纤维素转化
而来 。
表 6 挤压蒸煮对膳食纤维组成及含量的影响
序号
挤 压 条 件
温度 ℃
螺杆转速 r/ min
经挤压处理后麦麸膳食纤维会粘结为条状物 , 可用锤片粉碎机进行粉碎 , 锤片线速度 100 m/ s , 粉
碎物通过 1 mm 筛孔的筛子 。 1 .4 麦麸膳食纤维的分析[ 4]
不溶性膳食纤维(IDF):酶中性洗涤剂法 。 参见 GB9822 -88
酸性洗涤纤维(ADF):参见 AOAC7 .076 质量分数 72 %的硫酸木质素[ 酸性洗涤木质素(ADL)] :参见 AOAC7 .077
45
麦 麸 酶处理膳食纤维
淀粉 26 .50
4 .9
表 1 麦麸及酶处理膳食纤维干基的化学组成
半纤维素 32 .20
43 .2
各成分占干基的 质量分数/ %
纤维素
木质素
脂肪
11 .50 3 .60
16 .5
5 .4
4 .72 6 .5
蛋白质 15.62
1 7 .1
灰分 5 .86
1 材料和方法
1 .1 材料与仪器 耐高温淀粉酶 , 无锡酶制剂厂 , 酶的质量活力 2 000 U/ g ; 反应装置 :具有夹套保温以及搅拌装置 ; 提取装置 :由带有回流冷凝器的 300 mL 锥形瓶和可将 100 mL 水在 5 ～ 10 min 内由室温升至沸腾
的可调电热板组成 ; BC21N°143 双螺杆挤压机 。
定差异 , 从膳食纤维的生理作用角度考虑 , 酶法明显优于碱法(如表 4)。
外观
表 4 不同处理的膳食纤维物理 性质与感官品质
未处理小麦 麸皮 片大 、粗糙 、含面粉
酶处理膳食纤维 淡黄色 , 粒度均匀
0 .8 mol/ L 的 N aOH 处理膳食纤维
棕黄色 , 粒度均匀
口感
粒度/ mm 阳离子交换能力/(mol/ kg) 膨胀力/(mL/ g) 持水力 Ⅰ/(mL/ g) 持水力 Ⅱ/(mL/ g)
收稿日期 :1997-03-28 第一作者简介 :刘 玉林 , 男 , 30 岁 , 农学硕士 , 湖北农学院农工系讲师
44
湖 北 农 学 院 学 报 1998 年
～
20
min
,
然后加入适量的耐高温淀粉酶(按麸皮总质量的
1 250
～
1 20 0
加入),
保温条件下搅拌水解
很强的 麸皮 味, 有粗 涩 感 , 食后引起胃痛和胃胀
2～ 7 0 .64 5 .8 2 .6 2 .2
注 :持水力 Ⅰ 表示使用方法一测定 ;持水力 Ⅱ 表示使用方法二测定
无异味 , 咀 嚼后 可很 快吸 水软化 , 食后无不良感觉
0.2～ 1 0 .67 5 .1 3 .8 3 .1
有一定残留 的碱 味 , 但咀 嚼后可很快软化
以上两种处理膳食纤维的得率以
得率/ % 纯度/ %
酶处理
74 .3 65 .1
0.2 mol/ L 0 .5 mol/ L 0 .8 mol/ L 1 .1 mo l/ L
的碱处理 的碱处理 的碱处理 的碱处理
62 .3
48 .9
37 .5
2 5 .7
66 .1
68 .6
73 .0
7 7 .8
及纯度见表 3 。
6 .4
由结果(表 2)可知 , 使用梯度碱浓度处理 , 可以除掉大部分的蛋白质 , 但是膳食纤维的主要组成成 分半纤维素受到碱的作用 , 损失很大 , 虽然纯度很高 , 但得率很低(如表 2)。
处理方法
用 0 .2 mol/ L 的 N aOH 处理 用 0 .5 mol/ L 的 N aOH 处理 用 0 .8 mol/ L 的 N aOH 处理 用 1 .1 mol/ L 的 N aOH 处理
2 结果与讨论
2 .1 制备工艺的比较研究 由结果(表 1)可知 , 由于淀粉粒与麸皮结合比较牢固 , 所以淀粉酶水解淀粉程度只能达到 81 .6 %,
残留量比较大 , 淀粉残留量大将影响产品的风味 , 同时影响产品的纯度 。 另一方面蛋白质 、膳食纤维基 本上没有受到影响 。
第 1 期 刘玉林等 :麦麸膳食纤维的制备与改性研究
喂水量 水溶性纤维 kg/ kg 的比例/ %
纤维增加幅度越大 。 同时 , 喂水量增加 , 以
1
16 0
便维持机械运转时的稳定 , 物料挤出以后
2
16 0
3
18 0
的实际水分含量也相应增加 。
4
20 0
2 20