一种改性不可溶性膳食纤维及其制备方法和在P

本发明涉及食品，尤其涉及一种改性不可溶性膳食纤维及其制备方法和在pickering乳液的应用。背景技术：1、每年，食品工业生产中都会产生大量豆渣，在许多情况下，这些豆渣通常会被直接丢弃。然而，豆渣是膳食纤维的极好来源，由于膳食纤维良好的结构、理化和功能特性，可用于不同的食品工业应用。乳液是两种互不相溶液体的混合物，其中一种液体分散在另一种液体中。pickering乳液是一种由固体颗粒稳定的乳液，其中固体颗粒充当乳化剂，使油和水相互分散并保持稳定。与利用表面活性剂稳定的乳液相比，固体颗粒稳定乳液的优点是避免了一些小分子量表面活性剂对组织的刺激、代谢综合征和环境污染等不良影响。但是，天然不可溶性膳食纤维(insolubledietary fibers，idf)因为其结构致密，并且其结构中的羟基由于参与氢键而无法表现出亲水性，所以导致其在作为良好的pickering乳化剂方面的应用存在一些困难。2、相关技术中，高能介质研磨、球磨、高压均质及发酵等改性方法能通过改变idf的结构、理化和功能性质，进而提高idf乳化性。但是物理研磨对idf结构破坏大，能耗高；生物发酵条件温和，周期长，价格昂贵。公开号为cn116406799a的申请公开了通过漆酶提高idf悬浮液的稳定性，但是漆酶的加入量和活性是较难确定的，漆酶的加入量或活性过低则难以与纤维发生反应，从而难以提高体系的稳定性。但如果加入量过大，则会严重影响体系的口感，导致感官的下降。技术实现思路1、本发明提供一种改性不可溶性膳食纤维及其制备方法和在pickering乳液的应用，以解决现有技术中存在的上述技术问题。2、根据本发明的第一方面，本发明提供一种改性不可溶性膳食纤维的制备方法，包括如下步骤：3、步骤(1)：取豆渣进行蒸汽爆破改性，得到改性豆渣；4、步骤(2)：将得到的所述改性豆渣溶于水中，再加碱调ph至碱性，然后进行加热提取，得到提取液；将得到的所述提取液离心，去除上清液，取第一沉淀；将所述第一沉淀加酸溶液调节ph值至中性，离心后取第二沉淀；将所述第二沉淀进行超低温储存，再冻干，研磨，过筛得到改性不可溶性膳食纤维。5、上述方案中，本发明首先采用蒸汽爆破对豆渣进行改性，蒸汽爆破(steamexplosion，se)是一种高效、环保及低成本的物理改性方法，生物质在高温高压下充满蒸汽，然后瞬间释放，造成“爆炸”效应，对生物质内部结构和组成造成破坏。在se过程中，蒸汽具有很强的渗透力渗透到生物质的内部细胞中，爆炸性的减压会使大部分蒸汽迅速膨胀，破坏材料的内部结构，最终在蒸汽冲出时表面形成孔隙。更明显的是，se可以水解纤维素、半纤维素和木质素的糖苷键，产生一些有机酸，这些有机酸被降解成小分子物质，使生物质疏松多孔，蒸汽爆破可以达到减小材料粒径，形成表面孔隙，增强不可溶膳食纤维网络结构的作用，而这些性质的改变与增强不可溶膳食纤维的乳化性能具有很大的关联性。与现有研究的改性方法比较，蒸汽爆破处理条件简单，运营成本低，加工时间短，不会造成像化学改性和酶法改性对样品的污染，适合于食品工业上广泛应用。本发明在提取豆渣中不可溶膳食纤维上，使用碱液辅助提取，有效去除多余的蛋白和其它杂质，不会造成像酶法提取对样品的污染，且提取效率大大提高，少量碱液被多次冲洗干净，不会造成化学污染。6、进一步地，步骤(1)中，所述蒸汽爆破改性的爆破压力为0.75～2.0mpa，时间为30～180s，水料比为10％～60％；7、优选地，所述蒸汽爆破改性的爆破压力为1.25～1.75mpa，时间为120～180s，水料比为20％～40％；更优选地，所述蒸汽爆破改性的爆破压力为1.5～1.6mpa，时间为140～150s，水料比为29～30％；8、更优选地，所述蒸汽爆破改性的爆破压力为1.55mpa，时间为146s，水料比为29.5％。9、上述方案中，本发明采用蒸汽爆破改性副产物豆渣，通过优化最优爆破条件，改性时间短，减少能耗。10、为了提高idf的提取效率，进一步地，步骤(2)中，所述加热提取的温度为40～60℃，时间为0.5～1.5h；优选地，步骤(2)中，所述加热提取的温度为50℃，时间为1h；和/或，进行所述加热提取之前，加碱调ph至10～14，优选为12。11、为了更有效去除多余的蛋白和其它杂质，冲洗干净碱液和酸液，在提高提取效率的同时不会造成化学污染，进一步地，步骤(2)中，将得到的所述提取液离心的转速为2000～4000rpm，时间为5～15min；优选地，将得到的所述提取液离心的转速为3000rpm，时间为10min；12、和/或，将所述第一沉淀加酸调节ph值至中性之前进行洗涤，洗涤的次数为2～4次，优选为3次；13、和/或，将所述第一沉淀加酸溶液调节ph值至中性，离心的转速为7000～9000rpm，时间为5～15min；优选地，将所述第一沉淀加酸溶液调节ph值至中性，离心的转速为8000rpm，时间为10min；14、和/或，将所述第二沉淀进行超低温储存之前进行洗涤，洗涤的次数为2～4次，优选为3次；和/或，所述超低温储存的温度为-90～-70℃，时间为12～36h；优选地，所述超低温储存的温度为-80℃，时间为24h。15、根据本发明的第二方面，本发明还提供一种改性不可溶性膳食纤维，采用上述的制备方法制备得到；优选地，所述改性不可溶性膳食纤维满足以下特征(1)～(3)中的至少一种：(1)平均粒径为34μm～48μm；16、(2)接触角为35°～65°，优选为63°～64°；17、(3)zeta电位的绝对值为24mv～31mv。18、进一步地，步骤(1)得到的改性豆渣的还原糖产率大于等于1.8％，优选为1.8％-27％，更优选为23％-27％。19、根据本发明的第三方面，本发明还提供一种pickering乳液，包括由改性不可溶性膳食纤维形成的idf悬浮液和油相，所述改性不可溶性膳食纤维为采用上述的制备方法制备得到或上述的改性不可溶性膳食纤维；20、优选地，所述pickering乳液满足以下特征(1)～(3)中的至少一种：21、(1)平均粒径为36μm～65μm；22、(2)zeta电位的绝对值为35.7mv～45.3mv；23、(3)乳化稳定性指数为25min～235min。24、进一步地，所述油相的体积浓度为10～40％；和/或，所述idf悬浮液中，所述改性不可溶性膳食纤维的质量百分比为1％～4％。25、根据本发明的第四方面，本发明还提供上述的pickering乳液的制备方法，包括如下步骤：26、idf悬浮液的制备：将一定质量百分比的改性不可溶性膳食纤维加入到水中，再经高速剪切，然后进行超声波提取，得到均匀的idf悬浮液；27、pickering乳液的制备：将一定体积的油相加入所述idf悬浮液中进行剪切，得到均匀分散的pickering乳液，得到均匀分散的pickering乳液。28、本发明一种pickering乳液的制备方法通过超声波提取对不溶性膳食纤维的结构和理化性质进行进一步改变得到均匀的性能优异的idf悬浮液，通过结构和理化性质的改变与其乳化性质联系起来，以不可溶膳食纤维作为乳化剂制备pickering乳液，进一步提高豆渣的高值化利用。同时，食品级pickering乳液具有绿色环保的优点，能抵抗环境因素对其乳化性的影响，能增加在食品工业中更多的应用场景。29、为了更有效地改变idf的结构和理化性质，进一步地，idf悬浮液的制备过程中，所述超声波提取的超声功率为500～700w，工作2～5s，间隙2～5s，超声时间为15～30min；优选地，所述超声波提取的超声功率为600w，工作3s，间隙3s，超声时间为20min。30、为了更有效地改变idf的结构和理化性质，进一步地，步骤(3)中，所述高速剪切的速率为9000～12000rpm，时间为1～5min，剪切后静置20～40s，重复高速剪切和静置操作2～4次；优选地，所述高速剪切的速率为10000rpm，时间为3min，剪切后静置30s，重复高速剪切和静置操作3次。31、为了提高剪切效率，提高pickering乳液的均匀性和稳定性，进一步地，pickering乳液的制备过程中，将一定体积油相加入所述idf悬浮液中，在剪切速率为12000～15000rpm下剪切1～5min。32、本发明提供的技术方案具有如下有益效果：33、本发明一种改性不可溶性膳食纤维的制备方法采用蒸汽爆破对豆渣进行改性，可以达到减小材料粒径，形成表面孔隙，增强不可溶膳食纤维网络结构的目的，进一步在提取豆渣中不可溶膳食纤维上，使用碱液辅助提取，有效去除多余的蛋白和其它杂质，不会造成像酶法提取对样品的污染，且提取效率大大提高，少量碱液被多次冲洗干净，不会造成化学污染。34、本发明一种pickering乳液的制备方法通过多用途恒温超声波提取机对不溶性膳食纤维的结构和理化性质进行进一步改变得到idf悬浮液，将结构和理化性质的改变进一步与其乳化性质联系起来，再将idf悬浮液与油相乳化形成pickering乳液，提高豆渣的高值化利用。35、本发明一种pickering乳液具有绿色环保的优点，能达到食品级，能抵抗环境因素对其乳化性的影响，能增加在食品工业中更多的应用场景。