大豆膳食纤维制备工艺及其在食品中的应用研究

赵贵兴，刘丽君，陈 霞，刘昊飞，赵春杰，谭 懿

（1.黑龙江省农业科学院大豆研究所，哈尔滨 150086；2.长春大成集团，长春 130062；3.哈尔滨市滨江车站公安派出所，哈尔滨 150020）

大豆膳食纤维制备工艺及其在食品中的应用研究

赵贵兴1，刘丽君1，陈 霞1，刘昊飞1，赵春杰2，谭 懿3

（1.黑龙江省农业科学院大豆研究所，哈尔滨 150086；2.长春大成集团，长春 130062；3.哈尔滨市滨江车站公安派出所，哈尔滨 150020）

本研究以大豆饼粕为原料，通过L9（34）正交实验设计方法，就影响制备膳食纤维含量的碱浓度、温度、时间和酶用量4项因素进行了实验，确立了制备大豆膳食纤维的最佳工艺条件。利用本工艺，湿豆粕经浸泡、碱处理、酶解、干燥和超微粉碎等程序，即可得到大豆膳食纤维，工艺产率为85%，产品纤维素含量为80%，还以豆粕膳食纤维为原料研制出大豆纤维系列食品。产品的各项理化指标均达到了国家食品添加剂的有关标准。

膳食纤维；豆粕；酶解

大豆膳食纤维（Soybean dietary fiber，简称SBDF）系指在人体内难以被酶解消化和吸收的高分子多糖类物质的总称，并分为水溶性和非水溶性两大类。在成熟大豆中的SBDF约占全大豆总重量的5%～7%，大豆饼粕含SBDF为7%～10%。研究表明，SBDF在人体内具有吸水、持油、吸附有机物、阳离子交换、促进肠蠕动、通便、调节糖代谢、排毒、解毒护肝及改善肠环境等多种功能，可用于降血脂、降血压、降血糖、减肥、预防冠心病、防治便秘、肠憩息症、横隔膜症、痔疮以及肠癌等肠道疾病，是一类比较理想的功能性保健食品添加剂。在以往大豆蛋白、大豆油及其他豆制品生产过程中，人们常将豆渣或饼粕用作饲料或肥料，其中的SBDF一直未得到应有的开发利用，资源浪费很大。为此，我们以大豆饼粕为原料，通过L9（34）正交实验设计方法优选了SBDF的制备工艺条件，所得SBDF产品含总膳食纤维80%以上，工艺产率约85%，产品有害元素含量及其他各项理化指标均达到了国家食品添加剂的有关标准，可安全用于生产各类保健食品。此外，实验室工艺放大实验以及中试生产结果也均表明本工艺较为简便可行，可用于SBDF的大规模工业化生产。同时，工艺过程中的碱性提取液，经进一步处理还可得到浓缩大豆蛋白，如此使大豆饼粕得到了充分开发利用。

1 材料与方法

1.1 材料

大豆饼粕（原产地）；胰蛋白酶（Difco公司2-4单位/mg 1:250）；氢氧化钠（A、R）

1.2 测定方法

蛋白质含量测定：采用GB5009.5-85；

脂肪含量测定：采用GB5009.6-85；

水份含量测定：采用GB5009.3-85；

灰份含量测定：采用GB5009.4-85；

纤维素含量测定：采用GB500、9、10-85；

微生物指标测定：采用GB4789、2、3、4、5、10、11-94；

有害元素测定：采用原子荧光光谱仪。

2 结果与讨论

2.1 大豆膳食纤维的制备工艺与方法

（1）工艺流程

豆粕→水清洗→均质→碱处理→酶解→分离→湿纤维→干燥→粉碎→纤维

（2）制备方法

大豆饼粕用清水冲洗去杂质后，用胶体磨均质处理，按原料重量的5.5%（W/W），加入5%NaOH溶液，加热、保温，然后用NaOH调pH值，加入原料重0.3%（W/W）的胰蛋白酶在一定温度下保温、酶解，用离心机分离，收集滤渣，于80～85℃烘干，粉碎，过70目筛，得大豆膳食纤维素产品。

2.2 大豆膳食纤维制备工艺的研究与确立

（1）大豆膳食纤维制备正交实验因素水平的选择

豆粕中含蛋白质和脂肪，蛋白质会影响产品纯度，脂肪经氧化会使产品产生异味，因此，在制备中应尽量将两者去除，以提高产品的质量。为了确定工艺条件，采用碱处理，结合胰蛋白酶酶解，分别就氢氧化钠和胰蛋白酶用量、碱浸温度、碱浸时间等因素进行研究。经实验选择了氢氧化钠浓度（A）3%～5%，碱浸温度（B）40～80℃，碱浸时间（C）40～80 min，胰蛋白酶浓度（D）0.3%～0.5%，为正交实验的因素水平。

（2）大豆膳食纤维制备工艺的正交实验

采用四因素三水平即L9（34）正交实验方法，按照正交实验设计方案表中实验序号的工艺条件进行膳食纤维的提取实验，并分别测定产品纤维素含量，每次实验平行三份样品，取其平均值。

表1大豆膳食纤维制备工艺L9（34）正交实验结果分析

从正交实验结果看出，工艺条件各因素作用的主次顺序是A＞D＞B＞C，各因素的最优水平为NaOH浓度5%，温度80℃，时间60 min，胰蛋白酶用量0.3%，以最佳条件做验证实验，可得出纤维含量为80%的产品。

3 产品的理化指标

经过碱浸、酶解等工艺，提取的膳食纤维，其蛋白质、脂肪含量与原料中蛋白质，脂肪含量相比很低，说明膳食纤维纯度较高，并且膳食纤维含量明显高于原料中纤维含量（见表2）。

表2 大豆膳食纤维及其原料理化指标测定结果%

3.1 产品感官指标

豆粕膳食纤维素为乳白色，微细粉末，无异味，遇水膨胀，但不溶于水。

3.2 产品微生物指标测定结果

豆粕膳食纤维产品的细菌微生物指标，均符合食品添加剂有关规定，结果见表3。

表3 大豆膳食纤维细菌指标检测结果

3.3 产品有害元素的测定结果

用原子荧光光谱法测定结果可见表4，豆渣膳食纤维产品中Pb、Hg、As等有害元素的含量均达到了食品添加剂的有关规定。

表4 大豆膳食纤维有害元素的测定结果mg/kg

4 大豆膳食纤维在食品中的应用

采用制备好的大豆膳食纤维为原料，就纤维食品的配方剂型及其制备工艺进行了研究，按原料（纤维素）50%～60%比例，添加一定量的淀粉、糊精、微量元素等，研制出纤维膨化食品，形状为棒状、球状，质地膨松、香酥。纤维素纸，白色纸状物，具有一定的韧性，能食用。纤维素片，本产品为光滑灰白色片状，具有一定的硬度，吸水后膨胀。纤维素胶囊，外观好看，服用方便。

5 结论

（1）以豆粕为原料，通过L9（34）正交实验设计方法，建立了大豆膳食纤维的制备工艺。利用本工艺，豆粕经碱浸、酶解、分离、干燥、粉碎等程序，即得大豆膳食纤维，工艺产率为85%。

（2）本工艺所得大豆膳食纤维产品纤维素含量为79.5%，色泽好、粒度均匀、低脂肪、低蛋白。产品中有害元素含量及细菌指标和其他各项理化指标均符合食品添加剂的有关规定。故本大豆膳食纤维是一种较理想的食品添加剂。

（3）利用所得大豆膳食纤维为原料，经科学复配，就大豆纤维食品配方、剂型及其制备方法进行研究，研制出大豆纤维膨化食品，纤维素纸，纤维素片等系列纤维食品，使大豆纤维在食品工业中得到了初步应用。

（4）研究结果表明，本工艺具有简单易行、成本低、能耗小、基本无工业污染、宜推广应用等特点，是目前国内较先进的大豆纤维制备工艺。由此可见，本项目一经推广应用，将会为国内豆粕资源的深入开发利用开辟一条新途径，也必将获得较广泛的社会效益和较高的经济效益。

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［1］陈卫梅.大豆膳食纤维饼干的研制[J].农产品加工·学刊,2006,85(12):61-65.

［2］郭冬雪,张艳荣.大豆膳食纤维在面包生产中应用的研究[J].食品科技,2006,30(10):287-290.

［3］华欲飞,顾玉兴,王洪晶.功能性大豆膳食纤维的制备及性能研究[J].中国油脂,2004,29(10):43-46.

［4］姜爱莉,贺红军,孙承锋.大豆膳食纤维的提取工艺[J].食品工业,2004,26(1):46-47.

［5］解文志,曹龙奎,王云华,等.大豆膳食纤维膨化食品的研制与开发[J].农产品加工·学刊,2005,47(11):38-40.

［6］赵贵兴,陈霞,赵红宇.大豆膳食纤维的功能及其在食品中的应用[J].中国油脂,2006,31(10):27-28.

Process Technology and Application of Soybean Dietary Cellulose for Food

Zhao Guixing1,Liu Lijun1,Chen Xia1,Liu Haofei1,Zhao Chunjie2,Tan Yi3
（1.Soybean Research Institute,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150086,China 2.Changchun Dacheng Group,Changchun 130062,China 3.Harbin Binjiang Police Station of Railway Station,Harbin 150020,China）

Soybean meal were used as materials in the study.Four factors affecting the content of dietary cellulose was tested with L9(34)right angle experiment.These factors were alkali concentration,temperature,time and enzyme dosage.The research established the optimum conditions for preparation of soybean cellulose.Soybean dietary cellulose was obtained through soaking,alkali treatment,enzymatic hydrolysis,drying,superpulverization and other procedures.The process yield was 85%.The content of cellulose was 80%in the product.The soybean dietary cellulose as raw materials developed soybean cellulose series food in the paper.The product of the physicochemical indexes reached the relevant national standards for food additives.

Dietary cellulose;Soybean meal;Enzymatic hydrolysis

TS214.2

A

1674-3547(2013)03-0053-04

2013-05-20

赵贵兴，男，博士在读，副研，研究方向大豆加工及品质分析研究，E-mail:zhaoguixing@163.com