功能性食品

第九章 功能性粮油食品加工,学习的目的：了解功能性粮油食品的概念、分类、功效成分和发展趋势，掌握膳食纤维、功能性低聚糖、大豆肽等的加工工艺和技术要点及在食品中的应用。 第七小组,第一节 概述,一、概念二、种类三、功效成分四、发展方向,第二节 功能性粮油食品加工实例,一、膳食纤维二、功能性低聚糖三、大豆肽四、木糖醇五、大豆磷脂,一、膳食纤维的加工及应用,生理功能：降低胆固醇降低血糖含量，预防糖尿病改善肠道功能预防肥胖症预防胆结石,膳食纤维与粗纤维的区别,传统意义上的粗纤维是指植物经特定浓度的酸、碱、醇或醚等溶剂作用后的剩余残渣。强烈的溶剂处理导致几乎100%水溶性纤维、50%60%半纤维素和1030纤维素被溶解损失掉。因此，对于同一种产品，其粗纤维含量与总膳食纤维含量往往有很大的差异。,豆渣膳食纤维的加工,豆渣膳食纤维是以大豆湿加工所剩新鲜不溶性残渣为原料，经特殊的热处理后，再干燥粉碎而成，外观呈乳白色，粒度相似于面粉。生产工艺流程：湿豆渣加碱脱腥还原脱水干燥粉碎 过筛 挤压冷却 粉碎功能活化包装,加工技术要求,脱腥、脱色还原、洗涤、干燥、粉碎、过 筛挤压冷却、粉碎功能活化,脱腥、脱色 采用加碱蒸煮脱腥法 。碱浓度为0.85%，蒸煮温度为110 摄氏度，时间15min，豆腥味需脱出彻底。在加入1.5%的H2O2溶液，在40摄氏度下处理1.5h进行脱色处理。 还原、洗涤、干燥、粉碎、过 筛为除去H2O2，加入亚硫酸还原，然后用水洗35次。之后再脱水干燥、粉碎后过80目网筛。,挤压 目的是：提高可溶性膳食纤维的含量，改善膳食纤维的色泽，风味和产品品质。在压力为0.81MPa、温度180摄氏度进行挤压、剪切、蒸煮处理。冷却 、粉碎 经冷却、粉碎后的膳食纤维，其外观为乳白色，无豆腥味，粒度为100200目，膳食纤维含量为60%，大豆蛋白质含量为18%25%。功能活化 能给人一种柔滑适宜的感觉，提高了食用性。还可强化矿质元素。,膳食纤维在食品中的应用,它可以添加到面包、饼干、面条、糕点、饮料、糖果及各种小食品中。膳食纤维除作为食品添加剂外，还可作为特殊群体的保健食品。 在面制品食品中添加面粉质量5%10%的膳食纤维，可提高面制食品的保水性，增加食品的柔软性和疏松性，防止在储藏期变硬。 添加在膨化食品和休闲食品中，可改变食品的持油保水性，增加其蛋白质和纤维的含量，提高其保健性能。 添加到罐头中，可改变肉制品加工特性，同时增加蛋白质含量和纤维的保健功能。 添加到原味酸奶中，可加快酸化速度，增加酸奶的黏度。,二、功能性低聚糖的加工和应用,功能性低聚糖是双歧杆菌的有效增殖因子。有抑制病原菌和腹泻、防止便秘、保护肝脏等功能、降低血清胆固醇、降血压和增强机体免疫力等多方面生理功效。 功能性低聚糖主要包括大豆低聚糖、低聚异麦芽糖、棉籽糖、低聚木糖和低聚龙胆糖等。,大豆低聚糖加工,大豆低聚糖的原料是生产浓缩或分离大豆蛋白时的副产物大豆乳清。 大豆乳清根据其来源分为两类：一类是将盐酸和磷酸加入脱脂大豆粉中，利用蛋白质的等电点生产大豆蛋白的副产品，这种乳清中低聚糖含量很低，不适于生产大豆低聚糖；另一种是利用大豆蛋白醇沉淀所得到的乳清，大豆低聚糖含量较高，适合生产大豆低聚糖。,由于大豆乳清中含低聚糖约72%，以及少量大豆乳清蛋白和Na+、Cl- 等离子成分，因此，应先经一定方法除去残留大豆蛋白以及进行脱色与脱盐，接着真空浓缩至含水24%左右即得到明状糖浆产品。也可进一步加入赋形剂混匀后造粒，再干燥得到颗粒状产品。,加工工艺流程,大豆乳清加热浸提沉淀 离心残留蛋白 除蛋白乳清活性炭脱色 过滤 脱盐 真空浓缩糖浆状大豆低聚糖 混合 造粒干燥 颗粒状大豆低聚糖,大豆低聚糖的加工技术要求,大豆低聚糖的浸提 沉淀、离心分离 脱色 离子交换脱色浓缩,大豆低聚糖的浸提 主要是以乙醇溶液为提取剂。提取时，应调整提取液温度至600C，PH为1012，浸提1.5h左右。 沉淀、离心分离 目的是：除去残留大豆蛋白 脱色 通常采用活性炭脱色。脱色是除蛋白乳清液的温度为400C，pH为34，加入1%的活性炭，吸附40min左右。, 离子交换脱色 用离子交换树脂去除其残留的色素和盐类等杂质。数值处理时的温度控制在50600C，流速为35m3糖液/(m3树脂h)浓缩 将提纯后的糖液真空浓缩到70%（干物质）左右，即可得到糖浆状的大豆低聚糖。浓缩过程糖液沸点控制在700C左右。,功能性低聚糖在食品中的应用,功能性低聚糖作为一种功能性甜味剂，已部分替代蔗糖应用于清凉饮料、酸奶、乳酸菌饮料、冰激凌、面包、糕点、糖果和巧克力等食品中。它不能被人体消化利用，不产生能量，可避免发胖以及降低患龋齿的发病率，还可刺激体内双歧杆菌的生长和繁殖。在面包发酵过程中，可延缓淀粉的老化而延长产品的货架寿命。在挂面中加入大豆低聚糖，可起到保健作用。,三、大豆肽的加工及应用,大豆肽是大豆蛋白的酶水解产品，通常是由36个氨基酸组成的低聚肽混合物。1、大豆肽加工（1）工艺流程脱脂大豆肽水提取算浸提蛋白酶水解分离精制干燥成品,（2）加工技术要求,水提取、酸浸提、碱中和蛋白酶水解、分离精制（脱苦、脱盐）干燥,大豆肽在食品中的应用,肉制品可作为功能添加剂用于中等水分食品，特别是肉制品中，能够改进这类食品的功能性质如持水性和质地等。婴幼儿食品可作为乳蛋白的替代品，制成特殊的婴幼儿食品，能有效地减轻或消除儿童对乳蛋白的过敏反应，促进生长发育。 运动食品大豆多肽分子量低，比原蛋白和同组成的氨基酸更易被消化吸收。它能够促进脂肪代谢，将运动员自身的脂肪转化并补充能量，有助于补偿运动员在剧烈训练和比赛后所导致的净氮损失，快速恢复体力。,在食品工业中，大豆多肽作为基料，添加部分全脂奶粉、蜂蜜和强化氨基酸等，可制作多种适合老年人的生理特点和营养要求的速溶性老年奶粉，可以降低老年人的血清胆固 醇，是优质的营养保健食品。大豆多肽也可以用于生产对肥胖病患者的功能性保健食品及婴幼儿营养奶粉、甜点心等食品。对运动员补充营养，大豆多肽可生产蛋白质强化食品和能量补给饮品等。,四、木糖醇的加工和应用,木糖醇是一种最常见的多元糖醇，属于功能性甜味剂。它是人体内葡萄糖代谢过程中的正常中间产物，在水果和蔬菜中少量存在。每日最大食用量控制在200300g。保健功能防龋齿改善肠道功能，促进肠道益生菌群的生长控制体重、抑制肥胖改善肝功能提高肠内钙的吸收和体内钙的保留率护肤,生产,中和脱酸原料 水解 中和 浓缩 脱色 离子交换 浓缩 加氢 浓缩 结晶 分离 包装离子交换原料 水解 脱色 离子交换 浓缩 离子交换 加氢 离子交换 浓缩 结晶 分离 包装,生产工艺,水解 水解工序是木糖醇生产的第一道工序，是关系到木糖醇的质量和后序工序加工的难易的木糖醇关键。 水解工序首要注意的问题是原料净化问题，原料玉米芯要经筛选，洗涤，清除杂质，不要人为的把杂质引入水解液中，造成水解液质量的先天不足。水解工序参数三要素就是催化剂、水解温度和时间。,中和中和工序是中和脱酸工艺的关键工序，在这个工序将除去绝大部份无机酸-硫酸。中和效果的优劣要用pH值控制,水解液的pH值一般在11.5，当中和到pH4时，无机酸绝大部份中和掉，且有机酸也开始中和，当pH值5时，约有70%的醋酸、甲酸、乙酰丙酸等有机酸被中和掉，要想使全部有机酸被中和掉到pH10。但是当pH值45时就会破坏糖，生成色素，中和时局部过碱也会造成还原糖分解，中和pH值通常为3.5，温度7080。,脱色,木糖醇水解液的脱色基本属于吸附脱色。吸附剂是多孔，比表面积很大的物质，吸附剂的种类较多。如白土、磺化煤、焦木素和活性炭，其中活性炭的比较广泛。木糖醇水解液也曾试用过上述脱色剂，但相比之下还是活性炭比较理想。在活性炭的选用上和其它溶液大不相同，按常规活性炭的脱色能力通常是单位体积的活性碳能脱多少体积的甲基兰溶液 ，而用于木糖醇水解液脱色的活性炭不能用这个传统方法测试，必需在生产中用活性炭直接脱水解液的能力来比较，来测定活性碳质量的优劣。,离子交换,两种生产工艺都有离子交换工序，离子交换工序在木糖醇生产中是相当重要的工序，是影响木糖醇质量关键工序。在离子交换树脂的选用上和交换工艺的改进上都有新的突破。同时每次交换的目的也不一样，现以三次交换为例，看看交换工序的作用和发展。第一次交换主要是为了除去水解液中的无机酸和有机酸，硫酸根是阴离子，所以，第一次是采用阴离子交换树脂，阴离子交换树脂的种类很多，不是每种树脂都适合木糖醇生产的要求。第一次交换采用大孔阴树脂不但可以除去阴离子，而且可吸附除掉很多胶体杂质和色素,第二次交换的目的是为了除去灰份和阳离子，所以采用阳离子交换树脂。阳离子交换树脂在交换中除去阳离子杂质外，还能以吸附的形式除去胶体和非糖体，如糖醛酸、聚糖醛酸，还有含氮化合物等。第三次交换是为了氢化液的净化，净化后的木糖浆经过加氢会增加酸度和金属离子，要进一步净化，以除去这些杂质，就采用第三次离子交换，一般第三次交换采用阳树脂。这就是阴-阳-阳离子交换工艺。,应用范围1、 木糖醇在体内新陈代谢不需要胰岛素参与，又不使血糖值升高，并可消除糖尿病人三多（多饮、多尿、多食），因此是糖尿病人安全的甜味剂、营养补充剂和辅助治疗剂。2、 食用木糖醇不会引起龋齿，可以适用于作口香糖、巧克力、硬糖等食品的甜味剂。3、 由于其独特的功能，与其它糖类、醇类调和食用，可作为低糖食品的甜味剂。4、 木糖醇口感清凉，冰冻后效果更好，可用在爽心的冷饮、甜点、牛奶、咖啡等行业。也可使用在健康饮品、润喉药物、止咳糖浆等方面。,5、 为了身体健康，可用于家庭做蔗糖的代用品，以防止蔗糖食用过多引起的糖尿病肥胖症。6、 木糖醇是一种多元醇，可作为化妆品类的湿润调整剂使用，对人体皮肤无刺激作用。例如：洗面乳、美容霜、化妆水等。7、 木糖醇具有吸湿性、防龋齿功能，并且液体木糖醇具有良好的甜味，所以可以代替甘油作烟丝、防龋齿牙膏、漱口剂的加香、防冻保湿剂等。8、 液体木糖醇可用在蓄电池极板制造上，性能稳定，容易操作，成本低，比甘油更佳。,五、大豆磷脂的加工及应用,在大豆中的含量为1.03.2。它是由甘油、脂肪酸、胆碱或胆胺所组成的酯，能溶于油脂及非极大豆磷脂是从生产大豆油的油脚中提取出来的产物，性溶剂中。大豆磷脂的组成成分复杂，主要含有卵磷脂（约含34.2）、脑磷脂（约含19.7）、肌醇磷脂（约含16.0）、磷酯酸丝氨酸（约含15.8 ）、磷脂酸（约含3.6）及其他磷脂（约含10.7）。,大豆磷脂的理化性质,纯净的大豆磷脂在高温下是一种白色固体物质，由于精制处理和空气接触等原因而变成淡黄色或棕色。大豆磷脂溶于油脂、脂肪酸和苯、乙醚等有机溶剂，部分溶于乙醇，极难溶于丙酮和乙酸甲酯，不溶于水。磷脂具有亲水胶体的性质，遇水时能吸水膨胀，从而使其在油脂中溶解度大大降低，从油中析出。,天然粗制磷脂,它是由大豆精炼油的副产品（油脚）真空脱水而制得，亦称为浓缩大豆磷脂。产品的丙酮不溶物（磷脂和糖脂）含量为6064 ，大豆油含量为3640。,精制大豆磷脂,经丙酮沉淀制得的粉末大豆磷脂可经乙醇油提进行纯化，乙醇处理后分为醇溶部分和醇不溶部分。醇溶部分磷脂酷胆碱含量高，增强了其亲水性，是O/W型乳化剂；醇不溶部分分为磷脂酸乙醇胺和磷脂酷肌醇，是WO型乳化剂。,改性大豆磷脂,它是由浓缩大豆磷脂经化学改性而制成，具有较好的亲水性和水包油（OW）乳化功能。改性方法主要有3种：物理法、化学法和酶法。其丙酮不溶物含量与天然粗磷脂含量相同，但其乳化性和亲水性能较浓缩大豆磷脂有显著提高，因此在饲料添加性能、液体饲料制备和能量的消化吸收方面有