[发明专利]一种番茄皮渣膳食纤维的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，特别涉及一种番茄皮渣膳食纤维的处理方法。

背景技术

膳食纤维的持水力、膨胀力等水化性质由其结构决定。番茄皮渣等植物性食品加工废弃物中含有大量纤维素、半纤维素、果胶等多糖。其中纤维素含量占50％左右，且纤维素结构致密，分子间形成大量氢键，无法与水分子相互作用，因此食品中的水不溶性纤维的持水力一般比较低，在人体肠道内所发挥的持水性和被肠道微生物利用率也较低。

高速剪切分散和高压均质是破坏纤维素致密结构的有效方法。高速剪切分散利用转子和定子之间数毫米的间距，在转子高速旋转的过程中将番茄皮渣的细胞壁颗粒进一步粉碎至10-50微米，此时纤维素可称为纤维素纤维(cellulosic fibers)，且部分水不溶纤维转变为可溶性纤维，但高速剪切分散尚不足以更进一步地破坏微观结构。高压均质过程中，在数十至上百MPa的压力作用下，产生空穴效应、碰撞效应和剪切效应，纤维素微晶结构可以被进一步破坏，从而释放出纳米纤维素(nanocellulose)，甚至获得宽度在数个纳米、由数条纤维素链缠绕而成的纤维素微纤维丝(microfibrils)。

目前高速剪切分散和高压均质均为食品工业上的常用加工技术，但一般是用于乳液体系的制备，尚没有被正式用于纤维素加工。其中，高压均质处理纤维物料虽然在国内外已有报道，但由于缺乏配套的前处理技术(目前一般用酸处理或酶处理)，尚不能效提高处理效果。本发明技术在常规的固体粉碎和高压均质之间引入高速剪切分散，且限定高速剪切分散时的固液比为1∶5～1∶20，高于一些研究论文中以均匀分散为目的的低浓度(2％左右)，实现利用高速剪切分散有效降低纤维尺度至均匀分布的微米级，为之后的高压均质提供了有效的预破碎效果，提高了高压均质的处理效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单易实现的膳食纤维处理方法，有效降低纤维颗粒的尺寸并实现均匀分布，进一步地是为了将部分水不溶性的纤维转化为水溶性纤维。

本发明的原理为：首先通过提取油脂和蛋白质获得番茄皮渣纤维，然后利用高速剪切分散将番茄皮渣纤维切碎为10～50μm的细小颗粒；之后在高压均质过程中，纤维颗粒在高压作用下继续受到高剪切作用和高挤压力，纤维素微管结构可以被破坏，纤维素纤维能够从微管状态中溶出，转化为水溶性纤维，同时剩下的水不溶性纤维结构变得更加松散。

为实现上述目的，本发明通过以下技术实现：

(1)提取番茄脂质：将干燥的番茄皮渣粉碎后，按照固液比1∶3(w/v)的比例用乙酸乙酯浸提1h，过滤后将乙酸乙酯蒸发回收，得到番茄脂质；

(2)提取番茄蛋白质：将提取脂质后的番茄皮渣，按照固液比1∶20(w/v)的比例用pH 9-11的水浸提1h，过滤后得到番茄蛋白质溶液，所得渣干燥后供制备膳食纤维；

(3)制备膳食纤维：将提取蛋白质后的番茄皮渣，按照一定的固液比用高速剪切分散机高速分散一定时间，所得悬浮液用高压均质机均质，然后离心取上清液，上清液冷冻干燥后得到水溶性膳食纤维，而离心所得固相经过干燥后可得到水不溶性膳食纤维；

特别地，步骤(3)所述的高速剪切分散步骤中的固液比为1∶5～1∶20(w/v)，剪切转速为5000～25000rpm，剪切分散时间为2～20min；步骤(3)所述的高压均质过程，所用压力为20～300mpa，重复均质处理次数为1～20次；步骤(3)所述的处理过程中，番茄皮渣的分散液可以用水，也可以用浓度在0～10mol/L的酸溶液；若使用酸溶液，则在均质后需将体系pH值调至中性，离心所得上清液经过超滤脱盐后冷冻干燥，即获得水溶性膳食纤维，离心所得固相经过干燥后可得到水不溶性膳食纤维。

本发明的有益效果：通过高速剪切分散和高压均质，可以获得粒径为10～50μm、结构松散的的水不溶性纤维，并将10～20％的水不溶性纤维转变为纳米级水溶性纤维。

具体实施方式

实施例一

干燥番茄皮渣粉碎后，按固液比1∶3(w/v)用乙酸乙酯浸提1h，固液分离后按固液比1∶20(w/v)的比例用pH 9.0的水浸提1h，过滤所得皮渣干燥后粉碎，按固液比1∶10(w/v)在10000rpm下高速剪切分散2min，然后在高压均质机上用100mpa重复均质10次，所得水溶性纤维比例为15.7％(w/w)，水不溶性纤维平均粒径为30μm，干粉体积为2.87mL/g，相比原料2.30mL/g提高20％。

实施例二

干燥番茄皮渣粉碎后，按固液比1∶4(w/v)用乙酸乙酯浸提1h，固液分离后按固液比1∶40(w/v)的比例用pH 9.0的水浸提1h，过滤所得皮渣干燥后粉碎，按固液比1∶20(w/v)以4mol/L HCl为溶剂，在15000rpm下高速剪切分散6min，然后在高压均质机上用150mpa重复均质15次，水溶性纤维比例为20.3％(w/w)，水不溶性纤维平均粒径为40μm，干粉体积为3.07mL/g，相比原料2.30mL/g提高约30％。