一種以甜玉米苞葉為原料制備膳食纖維的方法及花青素膳食纖維固體飲料與流程

本發(fā)明涉及植物深加工，尤其涉及一種以甜玉米苞葉為原料制備膳食纖維的方法及花青素膳食纖維固體飲料。

背景技術(shù)：

1、在果蔬加工的過程中，果蔬粉是一種重要的加工形式。同傳統(tǒng)的各種香精勾兌的“水果晶”相比，果蔬粉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高，且對(duì)于各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的補(bǔ)充更為合理。現(xiàn)今，隨著現(xiàn)代加工處理技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，除了傳統(tǒng)的果肉外，果蔬的根、莖、葉、皮、核等部分亦可通過上述手段實(shí)現(xiàn)回收處理。除了增加原料的利用度外，對(duì)于傳統(tǒng)無法食用的部分加以利用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)果蔬中其他有效成分的高值化應(yīng)用。由于果蔬粉固體飲料具有便于攜帶、方便飲用和較長(zhǎng)的保質(zhì)期等諸多優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)前景十分廣闊。

2、目前固體飲料的生產(chǎn)已轉(zhuǎn)型升級(jí)，從傳統(tǒng)制備豆粉、麥乳精向制備生產(chǎn)具有不同口味、不同功能、能夠滿足不同人群營(yíng)養(yǎng)健康需求的固體飲料產(chǎn)品。如瑪咖精粉、紅豆湯固體飲料、固體蜂蜜飲料、甘薯粉、石榴皮超微粉、竹葉固體飲料、石榴果粉等。眾所周知，除了傳統(tǒng)的五谷雜糧外，水果及蔬菜也包含大量的膳食纖維。大眾對(duì)于膳食纖維的認(rèn)識(shí)多集中于不可溶性膳食纖維，認(rèn)為其可占據(jù)腸道空間、使人出現(xiàn)飽腹感，從而降低總熱量的攝入?？扇苄陨攀忱w維可減少血液中的膽固醇水平，調(diào)節(jié)餐后血糖濃度。膳食纖維可控制人體的體重，預(yù)防肥胖的發(fā)生，現(xiàn)今的腸道菌研究亦發(fā)現(xiàn)通過對(duì)膳食纖維的攝入，可調(diào)節(jié)人體的各項(xiàng)生理機(jī)能，防治腸道疾病的發(fā)生，對(duì)部分腫瘤疾病也有明顯的改善作用。為了持續(xù)守護(hù)腸道，市場(chǎng)上含膳食纖維的固體飲料產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)?，F(xiàn)有專利技術(shù)中，中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)枺?02110820550.8)公開了一種膳食纖維益生菌固體飲料，由以下幾種原料組成：復(fù)合益生菌、麥芽糊精粉、膳食纖維、果蔬酵素、全脂乳粉和食品添加劑；通過在固體飲料中添加多種益生菌，使多種益生菌之間發(fā)生有益的相互作用，有效增加腸道菌群的多樣性；通過在固體飲料中添加膳食纖維，有利于對(duì)人體內(nèi)的益生菌起到良好的調(diào)節(jié)作用；通過在固體飲料中添加果蔬酵素，具有調(diào)節(jié)人體腸道微生態(tài)、通便、減肥的效果；通過在固體飲料中添加全脂乳粉與食品添加劑不僅能夠提高固體飲料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)有效地改善固體飲料的口感。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)枺?01310575773.8)公開了一種麒麟菜膳食纖維固體飲料及其制備方法，包含麒麟菜可溶性膳食纖維40％-60％、木糖醇10％-14％、檸檬酸0.3％-0.7％、vc?0.1％-0.2％、乳酸鈣0.2％-0.5％、葡萄糖酸亞鐵0.01％-0.15％、cmc-na?0.05％-0.15％，余量為麥芽糊精。制備的麒麟菜膳食纖維固體飲料色澤呈乳白色、形態(tài)呈均勻顆?；蚍勰睢⑺缮?，無結(jié)塊，流動(dòng)性好，滋味清甜微酸，無不良異味；經(jīng)沖調(diào)溶解速度快，靜置2min后無明顯分層和沉淀物，具有良好的感官品質(zhì)。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)枺?01510501940.3)公開了日用型膳食纖維固體飲料及其制備方法。將不可溶纖維粉、橘皮果膠、魔芋粉、抗性糊精和輔料攪拌混合，然后進(jìn)行滅菌，獲得的日用型膳食纖維固體飲料具有促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、有利于消化道有害物質(zhì)的排出、預(yù)防便秘和結(jié)腸癌的有益效果。通過分析可以看出，上述現(xiàn)有技術(shù)仍存在膳食纖維功效發(fā)揮不明顯、成本較高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。

3、甜玉米加工后的廢棄資源-甜玉米苞葉中含有豐富的膳食纖維、淀粉和蛋白質(zhì)、多糖類物質(zhì)，還含有氨基酸、多肽、鞣質(zhì)、有機(jī)酸、生物堿、苷類、黃酮類、酚類、植物甾醇、三萜類、揮發(fā)油、油脂、皂苷等化學(xué)成分。然而，目前尚未得到有效開發(fā)利用，造成了生物資源的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以甜玉米苞葉為原料制備膳食纖維的方法及花青素膳食纖維固體飲料，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的膳食纖維功能結(jié)構(gòu)特性差、功效發(fā)揮不明顯、成本較高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種以甜玉米苞葉為原料制備膳食纖維的方法及花青素膳食纖維固體飲料，包括以下工藝步驟：

3、(1)甜玉米苞葉預(yù)處理：回收甜玉米苞葉，清洗、干燥后粉碎、過80-100目篩，制得甜玉米苞葉粉，其含水率低于8％；

4、(2)不溶性膳食纖維粉制備：將步驟(1)得到的甜玉米苞葉粉與蒸餾水按照料液比1∶30混合，并置于60℃恒溫水浴中，調(diào)節(jié)混合物ph至6，加入中溫α-淀粉酶，恒溫?cái)嚢?0-60min，再加入木瓜蛋白酶恒溫?cái)嚢?0-60min，隨后離心使混合物固液分離，所得沉淀物用75％的乙醇溶液和水溶液洗滌1-3次，得到甜玉米苞葉不溶性膳食纖維；

5、(3)低溫預(yù)活化：將步驟(2)得到的甜玉米苞葉不溶性膳食纖維于-20℃預(yù)凍6-8h，再進(jìn)行超低溫冷凍粉碎得到甜玉米苞葉不溶性膳食纖維活化粉；

6、(4)微波酶法改性：將步驟(3)得到的甜玉米苞葉不溶性膳食纖維活化粉按照料液比1∶15-1∶30加入蒸餾水，混合均勻后先經(jīng)800-1000w微波處理30-50min，再加入質(zhì)量百分比為0.5％-0.8％的纖維素酶于60℃恒溫處理30-60min，混合物經(jīng)離心收集上層水相，并向水相中加入4倍體積的95％乙醇，邊加邊攪拌，再靜置、離心，收集改性甜玉米苞葉膳食纖維；

7、(5)穩(wěn)態(tài)化包埋：將步驟(4)得到的經(jīng)改性的甜玉米苞葉膳食纖維溶于適量蒸餾水，獲得質(zhì)量濃度為10-20mg/ml甜玉米苞葉膳食纖維溶液，再按照體積比5∶1-10∶1加入質(zhì)量濃度為20mg/ml的葡萄籽原花青素溶液，于4℃低溫避光攪拌30-60min，獲得含穩(wěn)態(tài)原花青素的甜玉米苞葉膳食纖維溶液；

8、(6)噴霧干燥：將步驟(5)獲得的含穩(wěn)態(tài)原花青素的甜玉米苞葉膳食纖維溶液經(jīng)真空濃縮后進(jìn)行噴霧干燥，設(shè)置噴霧干燥參數(shù)為：進(jìn)料質(zhì)量濃度20％，進(jìn)料流速20ml/min，入口溫度150℃，獲得原花青素膳食纖維噴霧干燥粉，水分含量低于5.0％；

9、(7)復(fù)配：向步驟(6)得到的原花青素膳食纖維噴霧干燥粉中添加一定量輔料，使原花青素膳食纖維噴霧干燥粉的質(zhì)量百分比為40％-60％，甜玉米速溶粉質(zhì)量百分比30％-40％、黃原膠質(zhì)量百分比1.0％-8.0％、羧甲基纖維素鈉質(zhì)量百分比0％-5％、甜菊糖苷質(zhì)量百分比1％-5％、木糖醇質(zhì)量百分比0％-3％、vc質(zhì)量百分比0.1％-0.5％和檸檬酸質(zhì)量百分比0.2％-0.6％，將復(fù)配粉攪拌均勻，經(jīng)噴霧造粒、真空包裝制得原花青素膳食纖維固體飲料。

10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

11、1.將低溫預(yù)活化、微波輔助酶法改性技術(shù)引入，該技術(shù)可顯著提高甜玉米苞葉中的不可溶性膳食纖維成分向可溶性和納米級(jí)高活性膳食纖維轉(zhuǎn)化，賦予改性后膳食纖維比表面積大、孔隙率和化學(xué)活性高等新理化特性，能使攜帶的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分地釋放進(jìn)入人體消化吸收，提高營(yíng)養(yǎng)成分的生物利用率和生物活性功能。對(duì)比鷹嘴豆、大豆、玉米、麥麩和葡萄渣膳食纖維，改性活化的甜玉米苞葉膳食纖維的持水力、持油力和膨脹力存在明顯差異，并與粒徑、孔隙率、電荷密度、比表面積和空間結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)。

12、經(jīng)檢測(cè)，甜玉米苞葉不溶性膳食纖維經(jīng)過超低溫冷凍活化、微波輔助酶法改性后，其可溶性膳食纖維和納米級(jí)膳食纖維的含量得到了大幅提升，具體見表1，與纖維素酶法、微波輔助酶法相比，超低溫冷凍預(yù)活化與微波輔助酶法改性聯(lián)合處理顯著提高了甜玉米苞葉不可溶性膳食纖維轉(zhuǎn)化率。

13、表1活化改性前后甜玉米苞葉不溶性膳食纖維中可溶性和納米級(jí)膳食纖維的含量占比

14、 組分 初始含量占比 超低溫冷凍活化后 微波輔助酶法改性后 甜玉米苞葉不溶性膳食纖維 100％ 60％-78％ 20％-35％ 甜玉米苞葉可溶性膳食纖維 0 15％-25％ 60％-70％ 甜玉米苞葉納米級(jí)膳食纖維 0 7％-15％ 5％-10％

15、2.利用改性后的膳食纖維對(duì)葡萄籽原花青素進(jìn)行噴霧干燥微膠囊包埋工藝處理，使其與外界環(huán)境隔絕，達(dá)到最大限度地保護(hù)其生物活性的作用。固體飲料沖調(diào)食用，由于活化后的甜玉米苞葉膳食纖維類活性多糖形成最佳網(wǎng)狀空間結(jié)構(gòu)，并與原花青素耦合反應(yīng)形成協(xié)同作用，提高了花青素的穩(wěn)定性和生物可給率，也可為膳食纖維對(duì)腸道紊亂及高血脂、糖尿病患者的康復(fù)發(fā)揮更好的作用。

16、經(jīng)檢測(cè)，采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化改性后的膳食纖維與葡萄籽原花青素穩(wěn)態(tài)化體系，當(dāng)甜玉米苞葉改性后的膳食纖維質(zhì)量濃度為12mg/ml，其對(duì)葡萄籽原花青素的穩(wěn)態(tài)化效果最佳。在最大吸收波長(zhǎng)處的吸光值為0.76，輔色率為28％；未穩(wěn)態(tài)化處理花青素吸光值為0.48，說明改性后的膳食纖維與花青素輔色效果良好，穩(wěn)態(tài)化作用明顯。經(jīng)日光30天處理，色澤保存率70.8％，比未處理葡萄籽原花青素溶液高14.5％；經(jīng)100℃加熱90min，其色澤保存率68.2％，比未處理葡萄籽原花青素溶液高17.1％(表2)。

17、表2改性后的甜玉米苞葉膳食纖維與葡萄籽原花青素穩(wěn)態(tài)化體系的穩(wěn)定性

18、

19、3.本發(fā)明工藝簡(jiǎn)易、成本較低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)：產(chǎn)品食用口感佳、風(fēng)味純正，高活性膳食纖維豐富、功效作用發(fā)揮明顯。

20、4.本發(fā)明的工藝能夠使甜玉米加工過程中的廢棄資源減量化，大大提高甜玉米苞葉資源回收利用率，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。