一種利用竹筍下腳料生產微晶纖維素的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及竹筍產品的加工方法，特別是利用竹筍下腳料生產微晶纖維素的方 法，屬于食品加工技術領域。
【背景技術】
[0002] 竹筍在我國自古被當作"菜中珍品"，它質嫩味鮮，含有豐富的營養物質，如蛋白 質、氨基酸、糖類、脂肪、胡蘿卜素及多種維生素和礦物質，纖維素含量高，其在腸內可以增 加腸蠕動和促進消化吸收，減少人體對脂肪的吸收，降低與高血脂有關疾病的發病率。高纖 低脂、營養齊全的竹筍素有"寒土山珍"、"素食第一品"之稱，深受現代人喜愛。
[0003] 竹筍是一種季節性較強的蔬菜，主要生產季節集中在3-4月份，保鮮、儲藏性能不 好、保管不慎容易腐爛變質，不利于長途運輸。為了解決這些矛盾，通常都要加工成干筍或 罐頭等產品供人們選用。然而，竹筍中用于制作筍罐頭、干筍等筍制品的筍肉只占整個筍 體的較少部分，以毛竹筍為例，其筍肉占30%，其余均為筍頭和筍殼等下腳料，其比例高達 70%，而這些尚未有效利用的下腳料中的營養和保健成分多數與筍肉的相應成分相當或 略低，且如果處理不當就會造成環境的污染，給人們的生活、生產及健康帶來不利影響。因 此，從竹筍及其加工剩余物中尋找具有保健功效或應用價值的植物化學成分，開發高附加 值的產品，并拓展其它方面的用途，將成為竹筍深加工利用研究和開發的熱點問題。
[0004] 微晶纖維素（microcrystallinecellulose，MCC)是一種以 0-1，4 葡萄糖苷鍵 連接而成的線型分子，由纖維素經酸水解至極限聚合度（LOOP)的可自由流動白色或近白 色粉末狀固體產物。近年來，微晶纖維素被廣泛應用于醫藥、食品以及日用化工工業中，并 且在制備方法、性質和結構進行了深入研究。在醫藥工業上常作為藥物賦形劑和崩解劑。在 食品工業上，微晶纖維素與人們日常攝入的纖維素組分相同，所以是一種安全、可靠的食品 添加劑，主要功能有保持奶制品、罐頭制品和速溶飲品的穩定性；作為增桐劑能夠改善食物 的結構；因其具有的吸附性，可以通過對金屬離子的吸附獲得高礦物質含量的食品。
[0005] 目前，微晶纖維素的生產主要采用棉、木漿柏為原料，但這兩種原料資源有限，成 本高，因此，為了降低成本，合理的利用資源，就需要選用一些更好的原料來生產微晶纖維 素。在科研領域，很多研究人員研究其他原料制備微晶纖維素，比如麥秸桿、稻殼、甘蔗渣、 棉短絨等。目前，以稻草、甘蔗渣、棉短絨為原料所制備的MCC還沒有實現大規模的工業化 生產。竹筍在加工過程中產生大量的下腳料，且竹筍下腳料含有豐富的膳食纖維，利用其制 備微晶纖維素，不僅可以減少環境污染，也將開辟一條農副產品深加工綜合利用的新途徑。 [0006]目前國內外生產的微晶纖維素生產工藝和設備不同，性質也不盡相同，傳統的工 藝原理基本上是一樣的，主要是將植物原料經過預處理，得到純的纖維素，然后經過酸水 解、干燥、粉碎得到高質量的微晶纖維素。竹筍殼纖維呈"二高一低"的特點，其中纖維素含 量在36~40%，略高于水稻桿和小麥桿，與玉米桿、椰子殼相當，筍殼中半纖維素含量豐富，木 質素含量較低。竹筍下腳料主要難題之一就是有很大的苦澀味，傳統的方法不適合于竹筍 下腳料微晶纖維素的制備，且無法保留竹筍特有的香氣。因此，須采用合適的方法來利用竹 筍下腳料生產微晶纖維素，用作食品添加劑。
【發明內容】
[0007]鑒于上述不足之處，本發明的目的在于提供一種工藝簡單、纖維素得率高、具有竹 筍的香氣，無苦澀味，外觀美觀，口感圓潤的利用竹筍下腳料生產微晶纖維素的方法。本發 明還提供了一種長久保持該竹筍的香氣的纖維素微膠囊顆粒的制備方法。
[0008]為了達到上述目的，本發明采用了以下技術方案： 一種利用竹筍下腳料生產微晶纖維素的方法，包括以下步驟： 選取無霉斑、無異味、未腐爛變質的竹筍下腳料，如筍殼、老化的筍基、筍衣、品相不佳 的筍肉等，將洗干凈的竹筍下腳料切成均勻小塊，利用粉碎機粉碎成較小顆粒，在對其脫 除苦澀味，然后用含有少量脫木素催化劑的高沸醇來進行降解得到純度較高的纖維素，用 蒸餾水沖洗干凈，經漂白，分離固形物并用蒸餾水洗至中性，最后抽濾，烘干，超細粉碎制得 微晶纖維素。為了保留竹筍的香氣，采用明膠為原料做成壁材，制成微膠囊，保留竹筍香氣， 使其口感圓潤。經分析微晶纖維素的尺寸約20~30um，聚合度約為80~130,結晶度約 0. 75~0.80,符合要求。
[0009]具體為： (1) 原料篩選和清洗：選取無霉斑、無異味、未腐爛變質的竹筍下腳料，將這些下腳料在 滾筒清洗機中清洗； (2) 原料粉碎：將洗干凈的竹筍下腳料切成均勻小塊，用粉碎機粉碎成粒； (3) 除味：對步驟（2)所得的竹筍下腳料粒進行脫除苦澀味處理； (4) 烘干：將上述脫除苦澀味的竹筍下腳料粒進行烘干； (5) 分解：將上述烘干的竹筍下腳料粒和體積濃度為75%的乙醇，按料液比1 : 5的質 量比放入蒸煮鍋中，蒸煮溫度控制在180 ~ 210°C，蒸煮時間30 ~60min，然后降溫至70°C 左右，再添加占料液質量5%的脫木素催化劑進行催化，時間為90min; (6) 分離：將分解后的蒸煮原料過濾，得到濾渣，將濾渣用水洗滌2次，于50°C烘干，制 得纖維素，乙醇回收； (7) 漂白：對步驟（6)制得的纖維素進行漂白處理； (8) 水解：將經過漂白處理后的纖維素按每克纖維素加體積濃度4%鹽酸溶液IOmL的比 例進行水解，水解條件為在75°C下水解30min，然后于水解液中加入其體積1/2的蒸餾水， 待固液分層后，分離固形物并用蒸餾水洗至中性，抽濾，在80°C干燥條件下烘干； (9) 超細粉碎：將步驟（8)所得纖維素進行超細粉碎，制得微晶纖維素。
[0010] (10)微膠囊化：采用工業生產常用的明膠和阿拉伯膠復合作為壁材制備微膠囊， 明膠和阿拉伯膠的比例為1:1. 5,芯材(纖維素）和壁材的比例為1 :3,然后用噴霧干燥制成 微膠囊顆粒，干燥溫度為100~120°C。
[0011] 所述脫木素催化劑為雜多酸。
[0012] 本發明中： 由于竹筍是剛出土的芽，生長旺盛，通過細胞延長進行生長的同時也進行著次生壁的 形成和加厚，纖維素含量急劇增加，同時也伴隨著木質素的合成，這就導致竹筍迅速成熟 和老化，筍體變得堅韌，最后喪失可食性。因此，需要將纖維素和木質素分離，得到純度較高 的纖維素。
[0013]將原料粉碎，使其原料粒徑變小，比表面積增加，可及性提高，結晶度減小，降低 平均聚合度。傳統方法使用酸或堿處理來制備纖維，而本發明采用含有少量脫木素催化劑 的75%乙醇來進行降解得到純度較高的纖維素，該工藝特點是節能和無污染，流程與工藝 條件簡單，產品得率高。傳統方法是在酸堿條件下，可以降低纖維素原料中木質素的含量， 通過皂化作用使纖維素、木質素與半纖維素之間的緊密結構遭到破壞，降低纖維素原料的 聚合度和結晶度，同時可以使纖維素原料發生溶脹作用，增加可及度。竹筍下腳料中的半纖 維素的主要成分多戊糖易受酸堿作用而溶解；而由芳香族化合物苯丙烷為基本單位構成的 立體網狀結構的高分子一一木質素，性質比較活潑，與堿、酸作用溶解在蒸煮液中，但化學 結構受到