專利名稱：一種不溶性膳食纖維的制備方法及產(chǎn)品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種功能性食品基料，具體涉及一種不溶性膳食纖維，及該不溶性膳食纖維的制備方法和應用，屬于國際專利分類A23L1/308“食品中添加不易消化的營養(yǎng)物質，如食用纖維”技術領域。
背景技術：
膳食纖維是生命的物質基礎，是人體第七大營養(yǎng)要素。隨著生活水平的提高，飲食結構發(fā)生了很大的變化，大米、白面精制加工后損失大部分粗纖維成分，而飲食結構中高脂肪、高蛋白、高膽固醇、高熱量的飲、食所占比重過高，由于長期缺乏不溶性膳食纖維，導致肥胖、便秘、“三高”(高血壓、高血脂、高血糖)、冠心病、糖尿病、膽囊疾病、癌癥等富貴病的發(fā)生，嚴重危害人體健康。
目前，市場上的膳食纖維(TDF)產(chǎn)品主要有谷物、豆類、果蔬、微生物多糖和合成、半合成纖維，皆屬可溶性膳食纖維(SDF)，不溶性膳食纖維(IDF)尚無生產(chǎn)廠家。用糧食、果蔬為原料制造膳食纖維，人為破壞糧食、果蔬的原有結構，造成不必要的浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種以大豆代替糧食和果蔬纖維，原材料充足易得、能形成規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)的不溶性膳食纖維的制備方法及產(chǎn)品。亦即本發(fā)明的目的是提供一種不溶性膳食纖維產(chǎn)品；本發(fā)明的另一目的是提供該不溶性膳食纖維的制備方法；本發(fā)明的再一目的是闡述該不溶性膳食纖維的用途。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。
一種不溶性膳食纖維的制備方法，系采用含有不溶性膳食纖維物質如金銀花藤、紅薯藤、花生藤、蘆葦、苜蓿等為原料，經(jīng)堿化蒸煮、氧化反應、酸化提純、破壁斷鏈、酶化反應、干燥、粉碎等工序制備而成。其具體步驟如下A、堿化蒸煮將原料浸漬在堿液里通過高溫、高壓處理進行剝皮反應；B、氧化反應將所得物質用氧化劑進行氧化、漂白處理；C、酸化提純將所得物質用酸液酸化反應，以提高產(chǎn)品純度；D、破壁斷鏈通過高溫使物質破壁、分子斷鏈；E、酶化反應將所得物質加入纖維素酶，進行酶化反應使其失去活性；F、干燥、粉碎將所得物質干燥后粉碎。
其中步驟A所用的堿是常用強堿如氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(K2CO3)、碳酸鈉(Na2CO3)等，優(yōu)選氫氧化鈉(NaOH)，堿用量與原料的重量比優(yōu)選為10-15∶100。
步驟B所用的氧化劑可以是本領域的常規(guī)氧化劑，如次氯酸鈉(NaClH)、高錳酸鉀(KmnO4)、草酸(C6H10O4)、雙氧水(H2O2)、二氧化氯(C1O2)、過氧乙酸(C2H4O3)、漂白精Ca(OCl)2、臭氧；優(yōu)選次氯酸鈉(NaClH)；氧化劑和原料的重量比例優(yōu)選為15-18∶100。
步驟C所用的酸是一般的無機酸，如鹽酸(HCl)、硫酸(H2SO4)，酸(以溶質量計算)和原料用量的重量比例優(yōu)選為12-18∶100。
上述所有重量比例均是對純凈、干燥物質而言，如對酸而言以溶質計，雙氧水以過氧化氫計。
具體而言，上述制備方法優(yōu)選包括如下步驟A、按重量配比向反應罐中加入一定量的堿(NaOH)，稀釋后將潔凈的原料加入罐中，邊加邊攪拌，攪勻后密封，通氣緩慢升溫，壓力達到0.5-0.6Mpa，溫度達到125℃-136℃，恒溫攪拌60-90min，完后倒料、水洗使液相pH為6.5-7.0，待用；B、裝有洗凈物料的反應罐，通氣升溫至漿料溫度為28℃-32℃時，按重量配比加入氧化劑，邊加邊攪拌，攪勻后靜置反應60-90min，水洗使液相pH為5.5-6.5，分離脫水，取出固相待用；C、按重量配比向裝有物料的反應罐內(nèi)加入酸，邊加邊攪拌，攪勻后靜置反應60-90min，以提高物料純度，溶液回收可再次利用，取出固相待用；D、將上述固相置入反應罐中，再加入重量為固相干重量0.7-1.2倍的去離子水，密封，攪勻后緩慢升溫，壓力達到0.5-0.6Mpa，溫度達到125℃-136℃，恒溫攪拌60-90min，完后倒料、分離脫汁，取出固相待用；E、將上述固相置入反應罐中，加入重量為固相干重量1.5-1.8倍的去離子水，攪拌均勻，然后按重量配比加入纖維素酶，攪拌升溫至60℃-80℃，保溫轉化20-40min，取出固相待用；F、將固相打松成松散狀，均勻地鋪撒在微波干燥機上干燥(或噴霧干燥)，干燥至含水量為4-6％；G、將干燥后的物料用粉碎機進行粉碎，產(chǎn)品過100目，檢驗包裝入庫。
將上述不溶性膳食纖維添加到食品中，該不溶性膳食纖維的添加量為膳食纖維的常規(guī)添加量，為1-30％的重量百分比。
經(jīng)天津市質量技術監(jiān)督局檢驗，本發(fā)明的不溶性膳食纖維產(chǎn)品完全符合有關膳食纖維的要求，檢驗結果如下

本發(fā)明還提供了上述所得的不溶性膳食纖維產(chǎn)品的用途，其可直接食用，也可以將其加入到各種需要添加膳食纖維的食品中，例如強化面粉、蛋糕、餅干、奶片、不透明飲料、方便面、奶制品、果凍、膨化食品等，其添加量為所加入的食品中膳食纖維的常規(guī)添加量，優(yōu)選為1-30wt％，制成各種保健食品或功能食品。
本發(fā)明膳食纖維的主要物化性質A、持水作用。膳食纖維化學結構中含有很多親水基因，因此具有很強的持水性。持水能力是自身重量的1.5-25倍之間。食用后可以增加人體排便的體積與速度，減輕直腸內(nèi)壓力，同時也減輕了泌尿系統(tǒng)的壓力，從而緩解了諸如膀胱炎、膀胱結石和腎結石這類泌尿系統(tǒng)疾病的癥狀，并能使毒物迅速排除體外。
B、與陽離子的結合與交換作用?；瘜W結構式中帶有一些羧基和羥基類側鍵基團，呈現(xiàn)一個弱酸性陽離子交換樹脂的作用，可與陽離子，特別是有機陽離子進行可逆性交換，減少體內(nèi)對離子的吸收，改變離子的瞬間濃度，起稀釋作用并延長它的轉換時間，從而對消化道的PH值、滲透壓以及氧化還原電位產(chǎn)生影響，以清除體內(nèi)自由基。
C、對有機分子的螯臺吸附作用。從60年代開始，國內(nèi)外進行了許多功能性試驗就早已證明，由于化學結構式中帶有很多活性基因，可以鰲合吸附膽固醇和膽汁酸之類的有機分子，從而抑制人體對它的吸收。同時纖維還能吸附腸道內(nèi)有毒物質(內(nèi)源性有毒物)、化學藥品和有毒醫(yī)藥品(外源性有毒物)等，促使它排除體外。
D、容積作用。纖維吸水后體積迅速增大。對胃腸產(chǎn)生容積作用，易引起飽腹感，使人不易產(chǎn)生饑餓感，對減肥、預防肥胖癥大有益處。
E、改變消化道中菌群的作用。腸道內(nèi)纖維含量多時，會誘導出大量好氧菌群來代替原來存在的厭氧菌群，這些好氧菌群很少產(chǎn)生致癌物，并能使產(chǎn)生致癌物的厭氧菌群隨纖維排除體外，起到預防結腸癌的作用。
本發(fā)明不溶性膳食纖維的功能1、防止便秘?？稍龃竽c內(nèi)容物的體積，維持腸道內(nèi)正常內(nèi)壓，使大便蓬松軟化，促進腸道的蠕動，縮短腸內(nèi)容物通過腸道的時間，清除腸道褶皺里的宿便，預防便秘、痔瘡和憩室病。
2、減肥瘦身。不能被人體消化吸收，不能轉化為能量，能使胃和腸道擴張，延緩、限制部分糖和脂質的吸收，產(chǎn)生飽腹感，有效抑制進食，控制熱量的攝入，減輕節(jié)食饑餓感。
3、降低血糖，防止糖尿病。降低腸液中葡萄糖的釋放速度，抑制人體對葡萄糖的吸收，防止餐后血糖急劇上升，并能改善末梢組織對胰島素的感受性，降低人體對胰島素的要求，有效防止糖尿病。
4、降低血脂，預防心腦血管疾病。能螯和膽固醇，抑制機體對膽固醇和脂肪的吸收，降低血漿中膽固醇的濃度，加速肝臟內(nèi)膽固醇二次合成膽酸的轉換率，促使膽固醇向膽酸轉化，有效防止心腦血管疾病、膽囊炎和結石病。
5、解毒防癌。能稀釋腸道內(nèi)有毒物質，并與致癌物質結合，縮短內(nèi)外源各種有毒物質在腸道中的停留時間，減少腸道對黃曲霉毒素、亞硝胺、多環(huán)芳香烴等五百余種致癌物質的滯留和吸收，使其順利排出體外，起到預防大腸癌以及人體其他部位癌癥的作用。
6、平衡菌群，預防胃腸疾病。能誘導好氧菌群，抑制厭氧菌群，維持腸內(nèi)菌群的動態(tài)平衡，并能擴張血管，促進結腸血液循環(huán)，參與維持腸黏膜的完整性，防止病菌侵害腸壁，增強腸道及腸粘膜的免疫能力，完善胃腸功能，預防胃腸潰瘍等疾病。
7、增強組織細胞的抗氧化能力，消除自由基對人體的損傷。能與自由基進行可逆性交換，減少體內(nèi)對自由基分子的吸收，調整消化道的pH值、滲透壓以及氧化還原電位，使自由基不能從其它物質的分子中再奪取電子來使自己配對，減少自由基分子對人體產(chǎn)生的不良反應，延緩機體衰老。
本發(fā)明由于是用金銀花藤、紅薯藤、花生藤、蘆葦、苜蓿等含有不溶性膳食纖維的物質制造出來的不溶性膳食纖維，節(jié)約糧食和果蔬產(chǎn)品，這就形成了本發(fā)明產(chǎn)品的功能性、方便性、高質量、低成本的特點。利用本發(fā)明生產(chǎn)的不溶性膳食纖維，產(chǎn)品純度高，不溶性膳食纖維含量大90％以上，可直接食用，也可作為食品、飲品、保健品、藥品、功能性食品的添加劑及原料。本發(fā)明所得的不溶性膳食纖維，與糧食、果蔬制成的膳食纖維相比，不溶性膳食纖維含量高，成本低。
本發(fā)明產(chǎn)品節(jié)約糧食，原料充足，能形成大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，根據(jù)目前市場原料估算，成本僅是糧食類的二分之一，是果蔬類的三分之一，具有顯著的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。
具體實施例方式以下通過實例來進一步說明本發(fā)明，實例僅作為較佳方案提供，不限制本發(fā)明的范圍。
實施例1用料選擇1、金銀花藤選用國家優(yōu)質金銀花種植基地山東省平邑縣流峪鎮(zhèn)金銀花種植區(qū)。
2、NaOH選用齊魯石化產(chǎn)品。
3、HCl選用齊魯石化產(chǎn)品。
4、NaClO選用國家定點國產(chǎn)消毒液生產(chǎn)廠山東省平邑縣大力公司產(chǎn)品。
5、纖維素酶選用山東隆泰產(chǎn)品。
按重量配比向反應罐中加入100kg金銀花藤，15kg NaOH，然后加入150kg水，邊加邊攪拌，攪勻后密封，通氣緩慢升溫，壓力達到0.5-0.6Mpa，溫度達到136℃，恒溫攪拌90min，完后倒料、水洗使液相pH為7.0，待用；裝有洗凈物料的反應罐，通氣升溫至漿料溫度為32℃時，按重量配比加入氧化劑，邊加邊攪拌，攪勻后靜置反應90min，水洗使液相pH為6.5，分離脫水，取出固相待用；按重量配比向裝有物料的反應罐內(nèi)加入酸，邊加邊攪拌，攪勻后靜置反應90min，以提高物料純度，溶液回收可再次利用，取出固相待用；將上述固相置入反應罐中，再加入重量為固相干重量1.2倍的去離子水，密封，攪勻后緩慢升溫，壓力達到0.5-0.6Mpa，溫度達到136℃，恒溫攪拌90min，完后倒料、分離脫汁，取出固相待用；將上述固相置入反應罐中，加入重量為固相干重量1.8倍的去離子水，攪拌均勻，然后按重量配比加入纖維素酶，攪拌升溫至80℃，保溫轉化40min，取出固相待用；將固相打松成松散狀，均勻地鋪撒在微波干燥機上干燥(或噴霧干燥)，干燥至含水量為6％；將干燥后的物料用粉碎機進行粉碎，產(chǎn)品過80目，檢驗包裝入庫。
實施例2按重量配比向反應罐中加入100kg紅薯藤，12kg NaOH，然后加入120kg水，邊加邊攪拌，攪勻后密封，通氣緩慢升溫，壓力達到0.5-0.6Mpa，溫度達到130℃，恒溫攪拌75min，完后倒料、水洗使液相pH為6.8，待用；裝有洗凈物料的反應罐，通氣升溫至漿料溫度為30℃時，按重量配比加入氧化劑，邊加邊攪拌，攪勻后靜置反應75min，水洗使液相pH為6.0，分離脫水，取出固相待用；按重量配比向裝有物料的反應罐內(nèi)加入酸，邊加邊攪拌，攪勻后靜置反應75min，以提高物料純度，溶液回收可再次利用，取出固相待用；將上述固相置入反應罐中，再加入重量為固相干重量1倍的去離子水，密封，攪勻后緩慢升溫，壓力達到0.5-0.6Mpa，溫度達到130℃，恒溫攪拌75min，完后倒料、分離脫汁，取出固相待用；將上述固相置入反應罐中，加入重量為固相干重量1.6倍的去離子水，攪拌均勻，然后按重量配比加入纖維素酶，攪拌升溫至70℃，保溫轉化30min，取出固相待用；將固相打松成松散狀，均勻地鋪撒在微波干燥機上干燥(或噴霧干燥)，干燥至含水量為5％；將干燥后的物料用粉碎機進行粉碎，產(chǎn)品過80目，檢驗包裝入庫。
實施例3按重量配比向反應罐中加入100kg花生藤，10kg NaOH，然后加入100kg水，邊加邊攪拌，攪勻后密封，通氣緩慢升溫，壓力達到0.5-0.6Mpa，溫度達到125℃，恒溫攪拌60min，完后倒料、水洗使液相pH為6.5，待用；裝有洗凈物料的反應罐，通氣升溫至漿料溫度為28℃時，按重量配比加入氧化劑，邊加邊攪拌，攪勻后靜置反應60-min，水洗使液相pH為5.5，分離脫水，取出固相待用；按重量配比向裝有物料的反應罐內(nèi)加入酸，邊加邊攪拌，攪勻后靜置反應60min，以提高物料純度，溶液回收可再次利用，取出固相待用；將上述固相置入反應罐中，再加入重量為固相干重量1.2倍的去離子水，密封，攪勻后緩慢升溫，壓力達到0.5-0.6Mpa，溫度達到136℃，恒溫攪拌90min，完后倒料、分離脫汁，取出固相待用；將上述固相置入反應罐中，加入重量為固相干重量1.5倍的去離子水，攪拌均勻，然后按重量配比加入纖維素酶，攪拌升溫至60℃℃，保溫轉化40min，取出固相待用；將固相打松成松散狀，均勻地鋪撒在微波干燥機上干燥(或噴霧干燥)，干燥至含水量為4％；將干燥后的物料用粉碎機進行粉碎，產(chǎn)品過80目，檢驗包裝入庫。
實施例4膳食纖維營養(yǎng)面包面粉 6.3kg水 2.0kg白糖 0.4kg雞蛋 0.5kg
實例1所得不溶性膳食纖維 0.5kg酵母 0.15kg食鹽 0.15kg按常規(guī)工藝制成膳食纖維營養(yǎng)面包實施例5膳食纖維奶片實施例3所得不溶性膳食纖維15kg預糊化淀粉 70kg奶粉 10.6單/雙甘油脂 1.2kg奶精 0.5kg羧甲基纖維素(cmc)2kg磷酸鈣 0.2kg碳酸鈣 0.2kgVD 0.001kg蛋白糖 0.3kg按常規(guī)工藝制成膳食纖維奶片。
實施例6高纖維營養(yǎng)果凍濃縮水果汁 8kg實例3所得不溶性膳食纖維 3kg膠凝劑(魔芋粉或羧甲基纖維素)2kg凝固劑 0.15kg蛋白糖 0.03kg各種香精0.05kg食用色素0.01kg
純凈水 86.76kg按常規(guī)工藝制成高纖維營養(yǎng)果凍。
實施例7強化膳食纖維面粉標準面粉 97kg實例3所得不溶性膳食纖維3kg混勻后即成強化膳食纖維面粉。
實施例8膨化膳食纖維營養(yǎng)蝦條大米 52kg實例1所得不溶性膳食纖維16kg植物油 15kg蝦粉 8.5葡萄糖 7kg食鹽 0.8kg味精 0.05kg按膨化食品常規(guī)工藝制成膨化膳食纖維營養(yǎng)蝦條。
權利要求
1.一種不溶性膳食纖維的制備方法，其特征在于是將包括金銀花藤、紅薯藤、花生藤、蘆葦、苜蓿等含有不溶性膳食纖維的物質作為原料，通過如下步驟制備而成的A、堿化蒸煮將原料浸漬在堿液里通過高溫、高壓處理進行剝皮反應；B、氧化反應將所得物質用氧化劑進行氧化、漂白處理；C、酸化提純將所得物質用酸液酸化反應，以提高產(chǎn)品純度；D、破壁斷鏈通過高溫使物質破壁、分子斷鏈；E、酶化反應將所得物質加入纖維素酶，進行酶化反應使其失去活性；F、干燥、粉碎將所得物質干燥后粉碎。
2.根據(jù)權利要求1所述的不溶性膳食纖維的制備方法，其特征在于上述步驟A中所用的堿為NaOH；堿與原料的重量比為10-15∶100。
3.根據(jù)權利要求1所述的不溶性膳食纖維的制備方法，其特征在于上述步驟B中所用的氧化劑為次氯酸鈉NaClH；氧化劑和原料的重量比為15-18∶100。
4.根據(jù)權利要求1所述的不溶性膳食纖維的制備方法，其特征在于上述步驟C中所用的酸為鹽酸HCl或硫酸H2SO4；酸與原料的重量比為12-18∶100。
5.根據(jù)權利要求1所述的不溶性膳食纖維的制備方法，其特征在于上述步驟E中所用的酶為纖維素酶或α、β淀粉酶，其與原料的重量比為0.5-0.8∶100。
6.根據(jù)權利要求1所述的不溶性膳食纖維的制備方法，其特征在于優(yōu)選步驟方法如下A)按重量配比向反應罐中加入一定量的堿NaOH，稀釋后將潔凈的原料加入罐中，邊加邊攪拌，攪勻后密封，通氣緩慢升溫，壓力達到0.5-0.6Mpa，溫度達到125℃-136℃，恒溫攪拌60-90min，完后倒料、水洗使液相pH為6.5-7.0，待用；B)裝有洗凈物料的反應罐，通氣升溫至漿料溫度為28℃-32℃時，按重量配比加入氧化劑，邊加邊攪拌，攪勻后靜置反應60-90min，水洗使液相pH為5.5-6.5，分離脫水，取出固相待用；C)按重量配比向裝有物料的反應罐內(nèi)加入酸，邊加邊攪拌，攪勻后靜置反應60-90min，以提高物料純度，溶液回收可再次利用，取出固相待用；D)將上述固相置入反應罐中，再加入重量為固相干重量0.7-1.2倍的去離子水，密封，攪勻后緩慢升溫，壓力達到0.5-0.6Mpa，溫度達到125℃-136℃，恒溫攪拌60-90min，完后倒料、分離脫汁，取出固相待用；E)將上述固相置入反應罐中，加入重量為固相干重量1.5-1.8倍的去離子水，攪拌均勻，然后按重量配比加入纖維素酶，攪拌升溫至60℃-80℃，保溫轉化20-40min，取出固相待用；F)將固相打松成松散狀，均勻地鋪撒在微波干燥機上干燥或噴霧干燥，干燥至含水量為4-6％；G)將干燥后的物料用粉碎機進行粉碎，產(chǎn)品過100目，檢驗包裝入庫。
7.如權利要求1的不溶性膳食纖維添加到食品中的用途。
8.如權利要求1的含有不溶性膳食纖維的食品，其特征在于該不溶性膳食纖維的添加量為膳食纖維的常規(guī)添加量。
9.如權利要求8含有不溶性膳食纖維的食品，其特征在于所述的不溶性膳食纖維的添加量為1-30wt％。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種不溶性膳食纖維，是將金銀花藤、紅薯藤、花生藤、蘆葦、苜蓿等作為原料，經(jīng)過堿化蒸煮、氧化反應、酸化提純、破壁斷鏈、酶化反應、干燥、粉碎等工序制備而成。該不溶性膳食纖維產(chǎn)品具有很強的抗氧化作用，可以減少自由基對人體的損傷，延緩脂類和糖類的吸收，降低膽固醇的濃度，阻止膽汁酸的重吸再用，降低血清膽固醇水平，促進腸道蠕動，抑制和防止腸道疾病的發(fā)生。本發(fā)明可代替糧食和果蔬纖維，原材料充足易得，能形成大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，拓寬了廣闊的原材料渠道，具備功能性、方便性、高純度、低成本的特點。
文檔編號A23L1/308GK1620921SQ20041010252
公開日2005年6月1日 申請日期2004年12月27日 優(yōu)先權日2004年12月27日
發(fā)明者湯興然, 湯軍, 湯海波 申請人:湯興然