本發(fā)明屬于食品加工技術領域，特別涉及一種番茄皮渣膳食纖維的處理方法。

背景技術：

膳食纖維的持水力、膨脹力等水化性質(zhì)由其結構決定。番茄皮渣等植物性食品加工廢棄物中含有大量纖維素、半纖維素、果膠等多糖。其中纖維素含量占50％左右，且纖維素結構致密，分子間形成大量氫鍵，無法與水分子相互作用，因此食品中的水不溶性纖維的持水力一般比較低，在人體腸道內(nèi)所發(fā)揮的持水性和被腸道微生物利用率也較低。

高速剪切分散和高壓均質(zhì)是破壞纖維素致密結構的有效方法。高速剪切分散利用轉(zhuǎn)子和定子之間數(shù)毫米的間距，在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)的過程中將番茄皮渣的細胞壁顆粒進一步粉碎至10-50微米，此時纖維素可稱為纖維素纖維(cellulosic fibers)，且部分水不溶纖維轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄岳w維，但高速剪切分散尚不足以更進一步地破壞微觀結構。高壓均質(zhì)過程中，在數(shù)十至上百MPa的壓力作用下，產(chǎn)生空穴效應、碰撞效應和剪切效應，纖維素微晶結構可以被進一步破壞，從而釋放出納米纖維素(nanocellulose)，甚至獲得寬度在數(shù)個納米、由數(shù)條纖維素鏈纏繞而成的纖維素微纖維絲(microfibrils)。

目前高速剪切分散和高壓均質(zhì)均為食品工業(yè)上的常用加工技術，但一般是用于乳液體系的制備，尚沒有被正式用于纖維素加工。其中，高壓均質(zhì)處理纖維物料雖然在國內(nèi)外已有報道，但由于缺乏配套的前處理技術(目前一般用酸處理或酶處理)，尚不能效提高處理效果。本發(fā)明技術在常規(guī)的固體粉碎和高壓均質(zhì)之間引入高速剪切分散，且限定高速剪切分散時的固液比為1∶5～1∶20，高于一些研究論文中以均勻分散為目的的低濃度(2％左右)，實現(xiàn)利用高速剪切分散有效降低纖維尺度至均勻分布的微米級，為之后的高壓均質(zhì)提供了有效的預破碎效果，提高了高壓均質(zhì)的處理效果。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種簡單易實現(xiàn)的膳食纖維處理方法，有效降低纖維顆粒的尺寸并實現(xiàn)均勻分布，進一步地是為了將部分水不溶性的纖維轉(zhuǎn)化為水溶性纖維。

本發(fā)明的原理為：首先通過提取油脂和蛋白質(zhì)獲得番茄皮渣纖維，然后利用高速剪切分散將番茄皮渣纖維切碎為10～50μm的細小顆粒；之后在高壓均質(zhì)過程中，纖維顆粒在高壓作用下繼續(xù)受到高剪切作用和高擠壓力，纖維素微管結構可以被破壞，纖維素纖維能夠從微管狀態(tài)中溶出，轉(zhuǎn)化為水溶性纖維，同時剩下的水不溶性纖維結構變得更加松散。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術實現(xiàn)：

(1)提取番茄脂質(zhì)：將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，過濾后將乙酸乙酯蒸發(fā)回收，得到番茄脂質(zhì)；

(2)提取番茄蛋白質(zhì)：將提取脂質(zhì)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，過濾后得到番茄蛋白質(zhì)溶液，所得渣干燥后供制備膳食纖維；

(3)制備膳食纖維：將提取蛋白質(zhì)后的番茄皮渣，按照一定的固液比用高速剪切分散機高速分散一定時間，所得懸浮液用高壓均質(zhì)機均質(zhì)，然后離心取上清液，上清液冷凍干燥后得到水溶性膳食纖維，而離心所得固相經(jīng)過干燥后可得到水不溶性膳食纖維；

特別地，步驟(3)所述的高速剪切分散步驟中的固液比為1∶5～1∶20(w/v)，剪切轉(zhuǎn)速為5000～25000rpm，剪切分散時間為2～20min；步驟(3)所述的高壓均質(zhì)過程，所用壓力為20～300mpa，重復均質(zhì)處理次數(shù)為1～20次；步驟(3)所述的處理過程中，番茄皮渣的分散液可以用水，也可以用濃度在0～10mol/L的酸溶液；若使用酸溶液，則在均質(zhì)后需將體系pH值調(diào)至中性，離心所得上清液經(jīng)過超濾脫鹽后冷凍干燥，即獲得水溶性膳食纖維，離心所得固相經(jīng)過干燥后可得到水不溶性膳食纖維。

本發(fā)明的有益效果：通過高速剪切分散和高壓均質(zhì)，可以獲得粒徑為10～50μm、結構松散的的水不溶性纖維，并將10～20％的水不溶性纖維轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米級水溶性纖維。

具體實施方式

實施例一

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，固液分離后按固液比1∶20(w/v)的比例用pH 9.0的水浸提1h，過濾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，然后在高壓均質(zhì)機上用100mpa重復均質(zhì)10次，所得水溶性纖維比例為15.7％(w/w)，水不溶性纖維平均粒徑為30μm，干粉體積為2.87mL/g，相比原料2.30mL/g提高20％。

實施例二

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，固液分離后按固液比1∶40(w/v)的比例用pH 9.0的水浸提1h，過濾所得皮渣干燥后粉碎，按固液比1∶20(w/v)以4mol/L HCl為溶劑，在15000rpm下高速剪切分散6min，然后在高壓均質(zhì)機上用150mpa重復均質(zhì)15次，水溶性纖維比例為20.3％(w/w)，水不溶性纖維平均粒徑為40μm，干粉體積為3.07mL/g，相比原料2.30mL/g提高約30％。