專利名稱：一種高活性玉米皮膳食纖維的生產方法及其產品的制作方法
技術領域：
本發明為一種高活性玉米皮膳食纖維的生產方法及其產品，屬于農產品深加工技術領域。二、 技術背景二十世紀七十年代以前，營養學家認為粗纖維是對人體不起營養作用的一種非營養 成份。隨著營養學與醫學的深入研究和發展，尤其是二十世紀七十年代后期，人們發現 這種"非營養素"與人體健康密切相關，它在預防人體的某些疾病方面起著重要的作用， "粗纖維" 一詞逐漸被"膳食纖維"所替代。Denis Burkitt和Hugh Trowell等人提出粗 糧或富含膳食纖維的食物可以預防西方社會中所發生的一些疾病如腸癌、憩室病、闌尾炎、 便秘、痔瘡、糖尿病、心臟病、高膽固醇癥及肥胖病等。美國食品與藥物管理局(FDA) 于1997年1月首次官方公布"燕麥中的水溶性膳食纖維可以降低心臟病的發病率"。 現代醫學研究證實，膳食纖維能夠預防心腦血管疾病、控制糖尿病、抑制腸癌、治療便秘、 減肥等。美國國立衛生研究院認為膳食纖維對預防糖尿病有一定作用；美國糖尿病學會建 議糖尿病人每天攝取的膳食纖維應達40克；歐洲糖尿病研究會認為每天每1000卡熱 量膳食中應包括水溶性纖維25克。現在，許多國家都將膳食纖維作為一種重要營養素，并提出人們飲食營養中的合理攝 入量。中國營養學會推薦，每人每日攝入膳食纖維25-30g;美國FDA推薦，每人每日攝 入量20-35g;英國國家顧問委員會建議，每人每日維攝入量為25g-30g。膳食纖維具有膨 脹作用、持水能力、膠體形成、離子交換、改善胃腸微生物菌落和產熱低的生理功能，可 溶性膳食纖維遇水會膨脹，可變成透明凝膠狀物質，在胃腸中形成一種粘膜，減慢食物營 養素的消化吸收，在腸道內更容易被腸道菌發酵和利用，在許多方面具有比不溶性膳食纖 維更強的生理功能。研究表明，可溶性膳食纖維和不溶性膳食纖維比例對膳食纖維的生理 活性具有重要影響，合理的比例約為l: 3。西方發達國家早在二十世紀七十年代就開始進行膳食纖維的研究與開發，現在，強化 膳食纖維功能食品在歐美及日本十分盛行，美、英、德、法在膳食纖維加工領域已形成一 定產業規模，并在食品市場占有一席之地。美國成立了膳食纖維協會(USDA )，在年銷 售60億美元方便谷物食品中，約20%是富含膳食纖維功能食品。日本從80年代后期
開始，開發富含可溶性膳食纖維的碳酸飲料、乳酸飲料及果汁等飲料，開發利用的膳食纖 維資源有米糠、麥麩、甜菜渣、玉米、大豆、麻、果皮、種子多糖、魔芋、甲殼素等十 余種。國外巳研究的膳食纖維，主要有谷物、豆類、果蔬、微生物多糖及其它天然纖維和 合成、半合成纖維，共計30多個品種，其中應用于實際生產的有10余種，利用膳食纖 維治療疾病的方法也在一些國家應運而生。我國對于膳食纖維的制取、生產和應用研究尚 處于起步階段，還不夠深入。本發明主要從膳食纖維資源開拓和提取方法改進兩方面對玉 米皮膳食纖維進行了較為深入的研究，通過擠壓膨化提高了玉米皮膳食纖維中可溶性膳食 纖維含量，采用酶法處理進一步去除膳食纖維中淀粉和蛋白質，使玉米皮膳食纖維的含量 達到90%以上，提高了玉米皮膳食纖維的純度和生理活性，具有重要的社會價值和經濟效 益以及市場前景。 三、發明內容技術問題本發明主要針對現代人民飲食生活中攝取的膳食纖維嚴重不足以及富含 膳食纖維的玉米淀粉加工副產品——玉米皮大量廢棄的現狀，以廉價的玉米皮為原料，采 用擠壓膨化和酶處理相結合的技術，改善玉米皮膳食纖維微觀結構，提高可溶性膳食纖維 含量，制備出高活性、高純度的玉米皮膳食纖維，既可以直接食用也可以用于功能性食品 開發，極大地提高了玉米皮綜合利用價值，具有廣闊的市場發展前景。技術方案本發明提供的制備高活性玉米皮膳食纖維的生產方法，包括1) 玉米皮原料的擠壓膨化將玉米皮原料粉碎，過60目篩,然后以l: 4比例與玉米 淀粉混和進行擠壓膨化。膨化時調節水分含量在12-24%，膨化溫度在110-22(TC,螺桿旋 轉速度在200-800轉/分。2) 酶法制備高活性玉米皮膳食纖維將膨化后的原料粉碎，用高溫-a淀粉酶進行酶 解，設定pH6. 0-7. 5，酶解溫度90-IO(TC ，酶解時間30-60分鐘，加酶量0. 02-0. 5%。然 后，再用酸性蛋白酶進行酶解，設定pH2.5-4.5，酶解溫度30-6(TC，酶解時間30-60分 鐘，加酶量0. 05-0. 25%。3) 玉米皮膳食纖維的干燥成型 將酶解產物離心過濾，收集沉淀物l;再將濾液濃縮后加入無水乙醇，低溫沉淀，收集沉淀物2; 將沉淀物1和沉淀物2在75 'C以下干燥成型，制得淺黃色的玉米皮膳食纖維。 上述一種高活性玉米皮膳食纖維的制備方法，所用高溫-a淀粉酶為肇東國科北方酶 制劑有限公司生產，酶活力為20000U/tnL;所用酸性蛋白酶為肇東國科北方酶制劑有限
公司生產，酶活力為20000U/mL，用氫氧化鈉或鹽酸溶液調節料液pH值。有益效果本發明針對我國玉米淀粉生產過程中產生的大量玉米皮廢棄物，通過擠壓 膨化和酶處理結合新技術，控制膨化和酶解工藝參數和條件，成功地制備出富含可溶性膳 食纖維的高活性天然玉米皮膳食纖維。通過采用雙螺桿擠壓膨化技術，改善玉米皮膳食纖 維結構，提高可溶性膳食纖維的比例和含量,利用酶解技術除去膳食纖維中的淀粉、蛋白 等成分，制得高活性、高純度的玉米皮膳食纖維。本發明制取的玉米皮膳食纖維持水力和 溶脹力比常規方法制取的玉米皮膳食纖維強，而且可溶性膳食纖維含量多，生理活性高， 具有天然、安全、保健等特性，添加到食品中能夠提高食品的功能性，滿足廣大消費者對純 天然保健食品的需求，具有廣闊的市場發展前景。 本發明的主要優點和積極效果如下1. 采用擠壓膨化技術對玉米皮原料進行處理，改善了玉米皮膳食纖維的結構，可溶性膳 食纖維含量提高10-40%，同時為酶解處理提供了有利條件。2. 通過高溫-(i淀粉酶處理，可以去除玉米皮膳食纖維中的淀粉。3. 通過酸性蛋白酶處理，可以去除玉米皮膳食纖維中的蛋白，淀粉酶與蛋白酶處理后， 玉米皮膳食纖維的純度達90%以上。4. 將酶解后的膳食纖維低溫干燥成型，得淺黃色的高活性玉米皮膳食纖維，既可以直接 食用，也可以作為功能性食品配料，有廣闊的市場前景。四具體實施方式
將玉米皮原料粉碎、過60目篩，然后以1: 4比例與玉米淀粉(秦皇島驪驊淀粉股份 有限公司生產，執行標準GB12309-90)混和。調節水分含量12-24%，設定膨化溫度110-220 °C，控制螺桿旋轉速度200-800轉/分，然后進行擠壓膨化。將膨化后的原料粉碎，用高溫-a淀粉酶進行酶解，調節PH6. 0-7. 5，酶解溫度90-100 °C，酶解時間30-60分鐘，加酶量0. 02-0. 5%。然后，再用酸性蛋白酶進行酶解，設定 pH2. 5-4. 5,酶解溫度30-60'C ，酶解時間30-60分鐘，加酶量0. 05-0. 25%。將酶解后的膳食纖維在75 °C以下干燥成型，最后制得淺黃色的玉米皮膳食纖維。 實施例l取200克干燥玉米皮，用FW177型中藥粉碎機(天津泰勒斯特儀器有限公司生產)進 行粉碎、過篩，加入800克玉米淀粉混和均勻，加入適量水分，用糧食水分測定儀測定水 分含量為18%即可。將調配后的原料粉倒入雙螺桿擠壓膨化機的喂料斗中，打開電源，設 定膨化溫度18(TC，控制雙螺桿旋轉速度500轉/分，喂料斗螺桿轉速600轉/分，然后進 行擠壓膨化。用FW177型中藥粉碎機(天津泰勒斯特儀器有限公司生產)將膨化后的原料粉碎，放 入酶解罐中，加入10升水，用氫氧化鈉或鹽酸溶液調節料液pH值為7.0，用YJ501型超 級恒溫器(上海索譜儀器有限公司生產)控制酶解溫度95。C，邊攪拌邊加入0.15%的高溫 -a淀粉酶(肇東國科北方酶制劑有限公司生產，酶活力為20000U/mL)，攪拌酶解30分 鐘。然后，用鹽酸溶液調解料液pH值為3.0，用超級恒溫水浴鍋控制酶解溫度4(TC，邊 攪拌邊加入0.10%的酸性蛋白酶(肇東國科北方酶制劑有限公司生產，酶活力為 20000U/mL)，攪拌酶解45分鐘。將酶解產物離心過濾，將沉淀物收集；將濾液濃縮至3升，加入9升無水乙醇，低溫 沉淀4小時，將沉淀物與前一次沉淀物一起在45 t:真空干燥成型，最后制得淺黃色的玉 米皮膳食纖維185克。產品玉米皮膳食纖維的純度為92%，可溶性膳食纖維含量為50%， 比膨化前提高30%。實施例2取300克干燥玉米皮，粉碎、過篩，加入700克玉米淀粉混和均勻，加入適量水分， 用糧食水分測定儀測定水分含量為15%后，將調配的原料粉倒入雙螺桿擠壓膨化機的喂料 斗中，打開電源，設定膨化溫度150'C，控制雙螺桿旋轉速度450轉/分，喂料斗螺桿轉 速500轉/分，然后進行擠壓膨化。將膨化后的原料粉碎，放入酶解罐中，加入10升水，用氫氧化鈉或鹽酸溶液調解料 液pH值為7. 0，用超級恒溫水浴鍋控制酶解溫度95'C ，邊攪拌邊加入0. 15%的高溫-a淀 粉酶，攪拌酶解30分鐘。然后，用鹽酸溶液調解料液pH值為3. 0，用超級恒溫水浴鍋 控制酶解溫度40'C，邊攪拌邊加入0.10%的酸性蛋白酶，攪拌酶解45分鐘。將酶解產物離心過濾，將沉淀物收集；將濾液濃縮至3升，加入9升無水乙醇，低溫 沉淀4小時，將沉淀物與前一次沉淀物一起干燥成型，最后制得淺黃色的玉米皮膳食纖維 288克。產品玉米皮膳食纖維的純度達90%，可溶性膳食纖維含量為45%,比膨化前提高 25%。
權利要求
1、一種高活性玉米皮膳食纖維的生產方法，包括1)玉米皮原料的擠壓膨化將玉米皮原料粉碎，過60目篩，然后以1∶4比例與玉米淀粉混和，進行擠壓膨化，膨化時玉米皮原料水分含量在12-24％，膨化溫度在110-220℃，螺桿旋轉速度在200-800轉/分；2)酶法制備高活性玉米皮膳食纖維將膨化后的原料粉碎，用高溫-α淀粉酶進行酶解，設定pH6.0-7.5，酶解溫度90-100℃，酶解時間30-60分鐘，加酶量0.02-0.5％；再用酸性蛋白酶進行酶解，設定pH2.5-4.5，酶解溫度30-60℃，酶解時間30-60分鐘，加酶量0.05-0.25％；3)玉米皮膳食纖維的干燥成型將酶解產物離心過濾，收集沉淀物1；再將濾液濃縮后加入無水乙醇，低溫沉淀，收集沉淀物2；將沉淀物1和沉淀物2在75℃以下干燥成型，制得淺黃色的玉米皮膳食纖維。
2、 根據權利要求1所述一種高活性玉米皮膳食纖維的生產方法，其特征在于所用 高溫-a淀粉酶為肇東國科北方酶制劑有限公司生產，酶活力為20000U/niL。
3、 根據權利要求1或2所述一種高活性玉米皮膳食纖維的生產方法，其特征在于 所用酸性蛋白酶為肇東國科北方酶制劑有限公司生產，酶活力為20000U/mL。
4、 根據權利要求1或2所述一種高活性玉米皮膳食纖維的生產方法，其特征在于 用氫氧化鈉或鹽酸溶液調節料液pH值。
5、 根據權利要求3所述一種高活性玉米皮膳食纖維的生產方法，其特征在于用氫 氧化鈉或鹽酸溶液調節料液pH值。
6、 權利要求l-5之一所述高活性玉米皮膳食纖維的生產方法所獲得的產品。
全文摘要
本發明提供了一種高活性玉米皮膳食纖維的生產方法及其產品，屬于農產品深加工技術領域。包括將玉米皮原料粉碎后以1∶4比例與玉米淀粉混和，進行擠壓膨化；先用高溫-α淀粉酶進行酶解，再用酸性蛋白酶進行酶解制備高活性玉米皮膳食纖維，離心過濾，在75℃以下干燥成型，制得淺黃色的玉米皮膳食纖維。本發明技術，可以改善玉米皮膳食纖維的微觀結構及其組成，可溶性膳食纖維含量提高10-40％；利用酶解技術可以去除膳食纖維中的淀粉、蛋白質等成分，膳食纖維含量達到90％以上。產品玉米皮膳食纖維高純度、高活性，滿足廣大消費者對純天然高活性膳食纖維食品的需求，具有廣闊的市場發展前景。
文檔編號A23L1/308GK101156691SQ20071013209
公開日2008年4月9日 申請日期2007年9月11日 優先權日2007年9月11日
發明者濤 周, 曹建民, 朱云飛, 李春陽, 宇 湯 申請人:江蘇省農業科學院