一種利用微生物發(fā)酵制備大豆渣水溶性膳食纖維的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用微生物發(fā)酵制備大豆渣水溶性膳食纖維的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]膳食纖維被稱為人體必需的“第七營養(yǎng)素”，和蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)一樣對人體健康必不可少。在營養(yǎng)學(xué)界，膳食纖維被稱為“綠色清道夫”，能保持人體腸道通暢，排毒通便，清脂養(yǎng)顏，維護(hù)肌膚健康。專家們一致認(rèn)為:膳食纖維將是21世界主導(dǎo)食品之一。
[0003]膳食纖維根據(jù)溶解性可分為水溶性和不溶性膳食纖維，二者在人體內(nèi)皆有特定的生理功能和保健功效，但具體作用不同。不溶性成分的作用被認(rèn)為主要在于使腸道產(chǎn)生機(jī)械蠕動效果，可防止肥胖癥、便秘、腸癌等。水溶性成分則對生理代謝有更大的促進(jìn)作用，如可防止膽結(jié)石、排除有害金屬離子、防止糖尿病、降低血清與肝臟膽固醇、抑制餐后血糖上升和防止高血壓及心臟病等。高品質(zhì)膳食纖維的可溶性成分含量應(yīng)該達(dá)到10%以上，具有較好的膨脹性和持水性，這樣的產(chǎn)品才具備強(qiáng)的生理活性，具有明顯的保健作用，可以作為各種食品的添加劑以及用于生產(chǎn)保健食品。
[0004]我國是大豆的主要生產(chǎn)國和產(chǎn)品消費國，豆制品加工總規(guī)模很大，大豆渣產(chǎn)量十分可觀。大豆渣膳食纖維被認(rèn)為是十分安全的膳食纖維來源而引起重視，然而大豆渣中膳食纖維的含量雖高達(dá)50%以上，但其中多數(shù)為不溶性膳食纖維，而水溶性膳食纖維含量很低(僅占原料的3%左右)，這大大影響了大豆渣膳食纖維的生理功能活性，因而限制了其使用范圍。因此研究開發(fā)大豆渣水溶性膳食纖維的制備方法具有重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案概述如下:
利用微生物發(fā)酵制備大豆渣水溶性膳食纖維的方法，采用以微生物發(fā)酵制得的大豆渣水溶性膳食纖維，結(jié)合高溫高壓蒸煮和微生物發(fā)酵代謝物對粗纖維的改性，提高水溶性膳食纖維得率，對得到的水溶性膳食纖維料液進(jìn)行超濾透析、濃縮及噴霧干燥。
[0006]步驟如下:
(1)菌種馴化方式
1)取一新鮮的斜面活化菌種，加入20mL生理鹽水，用接種環(huán)刮下孢子，制成孢子懸浮液，取lmL孢子懸浮液接種于裝有60mL發(fā)酵培養(yǎng)基的250mL三角瓶中，添加一定量CaC03，34。。，200r/min搖床培養(yǎng)60 h，活化2次；
2)將步驟1)的菌種取lmL接入60mL混合液中(大豆渣:水=1:1)，200r/min搖床培養(yǎng)60 h，大豆渣為濕基，含水量為80% ；
3)將步驟2)中的菌種取lmL接入100mL混合液中(大豆渣:7jC=1:9), 200r/min搖床培養(yǎng)60 h。菌種總數(shù)達(dá)到109個/mL，作為發(fā)酵劑；
(2)大豆渣:水=1:20-30，大豆渣為濕基，含水量為80%。過膠體磨至少1次，調(diào)節(jié)pH為6-6.5，置于高壓滅菌鍋中121°C，滅菌20min，作為發(fā)酵培養(yǎng)基； (3)將馴化后的米根霉接入步驟(2)的培養(yǎng)基中，接種量為5%-7%，34°C，靜止培養(yǎng)5-7d ；
(4)向步驟(3)中的培養(yǎng)基置于高壓滅菌鍋中121°C，滅菌20min；
(5)將步驟(4)中的混合液進(jìn)行離心，離心的速度為3500rpm，離心的時間為30min，離心后將上清液保留，沉淀物分散在2倍水中進(jìn)行攪拌蒸煮，時間為30min ；
(6)將步驟(5)中的混合液進(jìn)行離心，離心的速度為3500rpm，時間為30min，離心后將上清液保留，沉淀物經(jīng)水洗、干燥、粉碎為大豆渣水不溶性膳食纖維；
(7)將步驟(5)、(6)的上清液收集到一起進(jìn)行超濾，超濾可選用截留相對分子量為1K?lOKDa的超濾膜，料液進(jìn)口壓力3X 105Pa，出口壓力0.5 X 105Pa，用純凈水進(jìn)行超濾透析2h后，濃縮至截留液體積為料液原體積的20%?25% ;噴霧干燥的進(jìn)口溫度為135°C，出口溫度為80°C，得到的是大豆渣水溶性膳食纖維。
【具體實施方式】
[0007]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
實施例1:
1.取大豆渣500g(濕基，含水80%)，按料液比為1:20的量加水混勻，經(jīng)2次膠體磨處理，調(diào)節(jié)pH為6.0，置于高壓滅菌鍋中121°C，滅菌20min，作為發(fā)酵培養(yǎng)基；
2.接入制備好的米根霉發(fā)酵劑，添加量為5%，34°C，靜止培養(yǎng)5d;培養(yǎng)結(jié)束后置于高壓滅菌鍋中121°C，滅菌20min ;對混合料液離心分離，3500rpm,離心30min，收集上清液、沉淀物；
3.按沉淀物質(zhì)量的2倍量加水，攪拌蒸煮30min;再次離心分離,3500rpm,離心30min,收集上清液、沉淀物；沉淀物經(jīng)水洗、干燥、粉碎為大豆渣水不溶性膳食纖維；
4.收集兩次離心后的上清液，對上清液進(jìn)行超濾透析、濃縮，收集超濾截留液，超濾選用截留相對分子量為lKDa的超濾膜，料液進(jìn)口壓力3X 105Pa，出口壓力0.5X 105Pa，用純凈水進(jìn)行超濾透析2h后，濃縮至截留液體積為料液原體積的20% -25%的時間為9h ；
5.截留液進(jìn)行噴霧干燥，進(jìn)口溫度135°C，出口溫度80°C，收集噴霧干粉，即得水溶性膳食纖維粉末產(chǎn)品；
產(chǎn)品得率(水溶性膳食纖維占總質(zhì)量百分比)為25.7%，經(jīng)A0AC法測定產(chǎn)品中水溶性膳食纖維含量為83.8%，蛋白質(zhì)含量1.5%，油脂含量0.2%，灰分含量1.1%。
[0008]實施例2:
1.取大豆渣500g(濕基，含水80%)，按料液比為1:30的量加水混勻，經(jīng)2次膠體磨處理，調(diào)節(jié)pH為6.5，置于高壓滅菌鍋中121°C，滅菌20min，作為發(fā)酵培養(yǎng)基；
2.接入制備好的米根霉發(fā)酵劑，添加量為7%，34°C，靜止培養(yǎng)7d;培養(yǎng)結(jié)束后置于高壓滅菌鍋中121°C，滅菌20min ;對混合料液離心分離，3500rpm,離心30min，收集上清液、沉淀物；
3.按沉淀物質(zhì)量的2倍量加水，攪拌蒸煮30min;再次離心分離,3500rpm,離心30min,收集上清液、沉淀物；沉淀物經(jīng)水洗、干燥、粉碎為大豆渣水不溶性膳食纖維；
4.收集兩次離心后的上清液，對上清液進(jìn)行超濾透析、濃縮，收集超濾截留液，超濾選用截留相對分子量為lKDa的超濾膜，料液進(jìn)口壓力3X 105Pa，出口壓力0.5X 105Pa，用純凈水進(jìn)行超濾透析2h后，濃縮至截留液體積為料液原體積的20% -25%的時間為9h ；
5.截留液進(jìn)行噴霧干燥，進(jìn)口溫度135°C，出口溫度80°C，收集噴霧干粉，即得水溶性膳食纖維粉末產(chǎn)品；
產(chǎn)品得率(水溶性膳食纖維占總質(zhì)量百分比)為26.5%，經(jīng)AOAC法測定產(chǎn)品中水溶性膳食纖維含量為84.5 %，蛋白質(zhì)含量1.3%，油脂含量0.3%，灰分含量0.9%。
【主權(quán)項】
1.利用微生物發(fā)酵制備大豆渣水溶性膳食纖維的方法，采用以微生物發(fā)酵制得的大豆渣水溶性膳食纖維，結(jié)合高溫高壓蒸煮和微生物發(fā)酵代謝物對粗纖維的改性，提高水溶性膳食纖維得率，對得到的水溶性膳食纖維料液進(jìn)行超濾透析、濃縮及噴霧干燥。2.利用微生物發(fā)酵制備大豆渣水溶性膳食纖維的方法，包括如下步驟: (1)菌種馴化方式 .1)取一新鮮的斜面活化菌種，加入20mL生理鹽水，用接種環(huán)刮下孢子，制成孢子懸浮液，取lmL孢子懸浮液接種于裝有60mL發(fā)酵培養(yǎng)基的250mL三角瓶中，添加一定量CaC03，34。。，200r/min搖床培養(yǎng)60 h，活化2次； .2)將步驟1)的菌種取lmL接入60mL混合液中(大豆渣:水=1:1)，200r/min搖床培養(yǎng)60 h，大豆渣為濕基，含水量為80% ； .3)將步驟2)中的菌種取lmL接入100mL混合液中(大豆渣:7jC=1:9), 200r/min搖床培養(yǎng)60 h ;菌種總數(shù)達(dá)到109個/mL，作為發(fā)酵劑； (2)大豆渣:水=1:20-30，大豆渣為濕基，含水量為80%;過膠體磨至少1次，調(diào)節(jié)pH為6-6.5，置于高壓滅菌鍋中121°C，滅菌20min，作為發(fā)酵培養(yǎng)基； (3)將馴化后的米根霉接入步驟(2)的培養(yǎng)基中，接種量為5%-7%，34°C，靜止培養(yǎng)5-7d ； (4)向步驟(3)中的培養(yǎng)基置于高壓滅菌鍋中121°C，滅菌20min； (5)將步驟(4)中的混合液進(jìn)行離心，離心的速度為3500rpm，離心的時間為30min，離心后將上清液保留，沉淀物分散在2倍水中進(jìn)行攪拌蒸煮，時間為30min ； (6)將步驟(5)中的混合液進(jìn)行離心，離心的速度為3500rpm，時間為30min，離心后將上清液保留，沉淀物經(jīng)水洗、干燥、粉碎為大豆渣水不溶性膳食纖維； (7)將步驟(5)、(6)的上清液收集到一起進(jìn)行超濾，超濾可選用截留相對分子量為1K?lOKDa的超濾膜，料液進(jìn)口壓力3X 105Pa，出口壓力0.5 X 105Pa，用純凈水進(jìn)行超濾透析2h后，濃縮至截留液體積為料液原體積的20%?25% ;噴霧干燥的進(jìn)口溫度為135°C，出口溫度為80°C，得到的是大豆渣水溶性膳食纖維。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用微生物發(fā)酵制備大豆渣水溶性膳食纖維的方法。將豆渣與水混合得到混合液，向其中接入馴化后的米根霉（Rhizopusoryzae？Wentet？Pr.Geerl.)進(jìn)行發(fā)酵，將發(fā)酵后的豆渣分散到水中進(jìn)行高溫高壓蒸煮，然后離心分離得到脂肪、上清液和殘渣，再將殘渣分散在水中進(jìn)行二次蒸煮，離心分離，取兩次分離的上清液合并進(jìn)行超濾，然后噴霧干燥得水溶性膳食纖維；將兩次離心分離的沉淀物水洗、干燥、粉碎的水不溶性膳食纖維。本方法采用液態(tài)發(fā)酵，反應(yīng)條件溫和、不需要金屬催化劑、能抑制有害菌，降低毒素含量，工藝設(shè)備簡單，操作方便，采用噴霧干燥，不需經(jīng)過真空濃縮、醇沉、干燥等步驟，大大降低產(chǎn)品成本。
【IPC分類】A23L1/20, A23P1/06, A23L1/308
【公開號】CN105265927
【申請?zhí)枴緾N201410309650
【發(fā)明人】肖盾, 趙陽, 楊福明
【申請人】九三糧油工業(yè)集團(tuán)有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年7月2日