六、膳食纤维的加工
膳食纤维的资源非常丰富,现已开发的膳食纤维共6大类约30余种。这6大类包括:谷物纤维、豆类种子和种皮纤维、水果和蔬菜纤维、微生物、其他天然纤维以及合成和半合成纤准。然而,目前在生产实际中应用的只有10余种,利用膳食纤维最多的是烘焙食品。
膳食纤维依据原料及对其纤维产品特性要求的不同,其加工方法有很大的不同,必需的几道加工工序为包括原料粉碎、浸泡冲洗、漂白脱色、脱水干燥和成品粉碎、过筛等。
不同的加工方法对膳食纤维产品的功能特性有明显的影响。反复的水浸泡冲洗和频繁的热处理会明显减少纤维终产品的持水力与膨胀力,这样会恶化其工艺特性,同时影响其生理功能的发挥,因为膳食纤维在增加饱腹感预防肥胖症、增加粪便排出量预防便秘与结肠癌方面的作用,与其持水力、膨胀力有密切的关系,持水力与膨胀力的下降会影响膳食纤维这方面功能的发挥。高温短时的挤压机处理会对纤维产品的功能特性产生良好的影响。有试验表明,小麦与大豆纤维经挤压机处理后,由于高温、高剪切挤压力的作用,大分子的不溶性纤维组分会断裂部分连接键,转变成较小分子的可溶性组分,变化幅度达3%~15%(依挤压条件的不同而异),这样就可增加产品的持水力与膨胀力。而且,纤维原料经挤压后可改良其色泽与风味.并能钝化部分引起不良风味的分解酶,如米糠纤维。
(一)小麦纤维(Wheat bran fiber)
小麦麸俗称麸皮,是小麦制粉的副产物。麸皮的组成因小麦制粉要求的不同而有很大差异,在一般情况下,所含膳食纤维约为45.5%,其中纤维素占23%,半纤维素占65%,木质素约6%,水溶性多糖约5%,另含一定量的蛋白质、胡萝卜素、维生素E、Ca、K、Mg、Fe、Zn、Se等多种营养素,某一分析结果见表3-2。在当今食品日趋精细时,不失为粗粮佳品。
加工方法:
原料预处理→浸泡漂洗→脱水干燥→粉碎→过筛→灭菌→包装→成品。
麸皮受小麦本身及贮运过程中可能带来的污染。往往混杂有泥沙、石块、玻璃碎片、金属屑、麻丝等多种杂质,加工前的原料预处理中去杂是一个重要步骤。其处理手段一般有筛选、磁选、风选和漂洗等。
因麸皮中植酸含量较高,植酸可与矿物元素螫合,从而影响人体对矿物元素的吸收,因此,对麸皮的植酸脱除成了小麦纤维加工的重要步骤。
先将小麦麸皮与50~60℃的热水混合搅匀,麸皮与加水量之比为(0.1~0.15):l,用硫酸调节pH至5.0,搅拌保持6h,以利用存在于麸皮中的天然植酸酶来分解其所含有的植酸。随后,用Na0H调节pH至6.0,在水温为55℃条件下加入适量中性或碱性蛋白酶分解麸皮蛋白,时间2~4h。然后升温至70~75℃,加入α-淀粉酶保持0.5~3h以分解去除淀粉类物质,再将温度提高至95~100℃,保持0.5h,灭酶同时起到杀菌的作用。之后分数次清洗、过滤和压榨脱水,再送到干燥机烘干至所需要的水分,通常是7%左右。洗涤步骤有时也可在升温灭酶之前进行。
这样制得的产品为粒状,80%的颗粒大小为0.22mm范围内。其化学成分是:果胶类物质4%、半纤维素35%、纤维素18%、木质素13%、蛋白质≤8%、脂肪≤5%、 矿物质≤2%和植酸≤0.5%,膳食纤维总量在80%以上。这种产品对20℃水的膨胀力为4.7mL/g并保持17h不变。该产品颗粒适宜,可直接食用也可与酸奶、面包等一起食用;若要加工成食品添加剂,只需再经粉碎过筛即可。
小麦纤维在加工制备时,考虑到其吸水(潮)性较强。因而生产过程必须连续,且容器的密闭性要求高,尤其是南方地区湿度较高,需对生产环境的相对湿度作一些特殊处理,以免产品吸潮过量而影响产品质量。
(二)大豆纤维
1.大豆皮膳食纤维
工艺流程:大豆皮→粉碎→筛选→调浆→软化→过滤→漂白→离心→干燥→粉碎→成品
以大豆的外种皮为原料,为增加外种皮的表面积,以便更有效地除去不需要的可溶性物质(如蛋白质),可用锤片粉碎机将原料粉碎至大小以全部通过30~60目筛为适度。然后加入20℃左右的水使固形物浓度保持在2%~10%之间,搅打成水浆并保持6~8min,以使蛋白质和某些糖类溶解,但时间不宜太长,以免果胶类物质和部分水溶性半纤维素溶解损失掉。浆液的pH值保持在中性或偏酸性,pH值过高易使之褐变,色泽加深,pH值低色泽浅,柔和。
将上述处理液通过带筛板(325目)振动器进行过滤,滤饼重新分散于25℃、pH为6.5的水中,固形物浓度保持在10%以内,通入0.01%的过氧化氢进行漂白,25min后经离心机或再次过滤得白色的湿滤饼,干燥至含水分8%左右,用高速粉碎机使物料全部通过100目筛为止,即得天然豆皮纤维添加剂。这个过程纤维最终得率为70%~75%左右。
2.多功能纤维
工艺流程:豆渣→湿热处理→ 脱腥 → 干燥 →粉碎→筛选→成品
多功能纤维(Multifunction Fiber Additive ,MFA)是由大豆种子的内部成分组成,与通常来自种子外覆盖物或麸皮的普通纤维明显不同。这种纤维是由大豆湿加工所剩的新鲜不溶性残渣为原料,经过特殊的湿热处理转化内部成分而达到活化纤维生理功能的作用,再经脱腥、干燥、粉碎和过筛等工序而制成,其外观呈乳白色,粒度小于面粉。