以花生殼為原料,采用微波法製備水溶性膳食纖維的最佳工藝條件為:檸檬酸質量分數為5%、料液比為1∶20、微波功率為320W、處理時間為30s,此時製備的花生殼水溶性膳食纖維得率為17.25%。所得水溶性膳食纖維具有良好的持水性、溶脹性、結合水力和一定的陽離子交換能力,是一種優質的膳食纖維。
工藝流程:花生殼粉末→水浴振蕩提取(檸檬酸溶液)→微波提取→抽濾→濾液→真空旋轉蒸發→濃縮液→4倍體積無水乙醇→沉澱過夜→抽濾→濾渣→幹燥→水溶性膳食纖維產品。
以花生莖為原料,采用微波法製備水溶性膳食纖維的最佳工藝條件:浸泡時間55min、微波時間4min、微波功率800W、微波溫度90℃、料液比1∶14(gbrmL),此工藝條件下製備的花生莖水溶性膳食纖維的得率達到6.0%,NSP含量為94.68%,水溶性膳食纖維的綜合評分達65.12%。製得的水溶性膳食纖維產品為淺黃色,無其他異味,有淡糖香味。開發從花生莖中提取水溶性膳食纖維,可提高花生莖的附加值,避免資源浪費與環境汙染,增加花生產業的經濟效益。
用微波法製備花生殼中水溶性膳食纖維所需的微波功率和微波時間均低於從花生莖中製備的水溶性膳食纖維,而且最終製備的水溶性膳食纖維得率為17.25%,顯著高於花生莖中水溶性膳食纖維的得率6.0%,由此可見,采用微波法製備水溶性膳食纖維,以花生殼為原材料優於花生莖。
6.微生物固態發酵法
現在采用微生物發酵產酶進行功能性物質的提取已成為一種趨勢,微生物固態發酵法具有設備投資少、操作成本低、以農副產品為原料、易推廣等諸多優點。
以花生殼為原料,采用黑曲黴固態發酵法製備水溶性膳食纖維的最佳工藝條件為:培養溫度27℃、菌齡2.9d、接種量16mL、培養時間9.1d,在此條件下黑曲黴發酵液水解花生殼酶解率達11.03%,水溶性膳食纖維中己糖的聚合度為152.71%,製備的水溶性膳食纖維產品為淡黃色,有清淡的糖香味。具體操作為將8g經預處理的花生殼粉滅菌後,無菌條件下加入黑曲黴,在21~33℃條件下生長7~11d。加入75~100mL的水後,在45℃水浴中振蕩培養4h,抽濾,保留濾液,即發酵液。發酵液滅菌後,真空旋轉蒸發濃縮,在濃縮液中加入4倍體積無水乙醇,靜置過夜,抽濾,濾液濃縮後再加4倍體積無水乙醇,抽濾,將兩次沉澱收集並溶於沸水中,離心,上清液濃縮後加4倍體積無水乙醇,抽濾,沉澱幹燥即得到由黑曲黴固態發酵花生殼粉製備的水溶性膳食纖維。
(二)水不溶性膳食纖維的提取
花生中水不溶性膳食纖維的製備方法主要有堿液浸提法、酸堿結合法和複合酶法。
1.堿液浸提法
堿液浸提法可用於製備花生殼和花生粕中的水不溶性膳食纖維,由於花生殼中膳食纖維含量豐富,所以以花生殼為原料製備的水不溶性膳食纖維得率顯著高於以花生粕為原料。由於堿液浸提法為化學分離方法,製備的水不溶性膳食纖維呈黃褐色,如若添加到麵包、麵條中,色澤較暗,不美觀,因此還需增加脫色工藝。
采用1molbrLNaOH溶液,溫度40℃,浸提花生殼4h,然後在pH值為12,6%H2O2溶液,溫度40℃,脫色6h。此工藝條件下製備的花生殼水不溶性膳食纖維呈淡黃色,氣味淡,得率為66.9%,其膨脹力高達5.73mLbrg,持水力為615.86%。
工藝流程:花生殼→預處理→幹燥(105℃鼓風幹燥)→粉碎→過篩→NaOH水解→洗濾→HCl水解→洗濾→H2O2脫色→過濾、充分洗滌→幹燥(105℃鼓風幹燥)→粉碎→過篩→成品。
采用濃度為4%的NaOH溶液,溫度50℃反應時間4h,浸提花生殼,然後在pH值為10.0的條件下,用濃度為6%的H2O2,於6℃脫色2.5h,可製得淡黃色的花生殼水不溶性膳食纖維,得率為95.6%,此膳食纖維中蛋白質含量可降至1.68%。
工藝流程:花生殼→預處理→幹燥(80℃→粉碎→過篩(60目)→脫脂→NaOH水解→漂洗至中性→脫色→過濾→烘幹(80℃)→粉碎→過篩(100目)→膳食纖維成品。
洪瑤等(2009)以花生粕為原料,采用堿液浸提法製備水不溶性膳食纖維的最佳工藝條件為:NaOH濃度15%,40℃浸提50min,製得的水不溶性膳食纖維得率為34.20%。
工藝流程:花生粕→NaOH處理→過濾→濾渣→水洗至中性→水不溶性膳食纖維產品。
雖然堿液浸提法製備花生粕水不溶性膳食纖維的得率低於花生殼,但是可以通過優化堿液浸提工藝以及增加堿液浸提前花生殼的前處理來增加堿液浸提法製備花生粕水不溶性膳食纖維的得率。而且花生粕中的主要成分為粗蛋白,其粗纖維的含量遠低於花生殼中的,如若將製備完花生蛋白的花生粕用於製備水不溶性膳食纖維,則可增加副產物的利用率,提高經濟效益。
2.酸堿結合法
酸堿結合法是將堿液浸提和酸水解處理相結合製備水不溶性膳食纖維的方法,主要原料有花生殼和花生麩。由於酸堿結合法在堿液浸提後增加酸水解工藝,所以製備的膳食纖維得率和純度略高於堿液浸提法,而且在製備過程中還可減少堿液浸提的時間。