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具有减肥降脂效果的膳食纤维复合营养素及制备方法

2021-02-01 12:55:25

具有减肥降脂效果的膳食纤维复合营养素及制备方法

  技术领域

  本发明涉及营养功能性食品与生物发酵领域。更具体地说,本发明涉及一种具有减肥降脂效果的膳食纤维复合营养素及制备方法。

  背景技术

  研究显示,肥胖可引起多种慢性疾病,会导致一系列并发症或者相关疾病,尤其血糖、血压、血脂,最易受肥胖影响,在肥胖众多并发症中,肥胖往往与糖尿病并存。若不及时干预,会引起致死、致残等严重后果。

  而有研究表明,60%以上的肥胖和便秘相关。便秘会增加人体对食物中的能量物质的吸收,导致肥胖的发生,严重地,还会使有毒、有害物质对肠壁作用的时间延长,引发高血压、高脂血症、糖尿病、癌症等多种疾病。

  因此,如何提供一种具有减肥降脂效果的食品或保健品显得尤为重要。

  发明内容

  为解决上述技术问题,本发明提供了一种具有减肥降脂效果的膳食纤维复合营养素及制备方法,其采用特殊工艺制备魔芋精粉和奇亚籽油,由此降低降低魔芋精粉中的淀粉及植物纤维含量,避免褐化,以及提高奇亚籽油中的不饱和脂肪酸的含量,在此基础上与其他富含膳食纤维的组分合理配比使用,由此达到有效降糖降脂、预防肥胖的效果。

  为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种具有减肥降脂效果的膳食纤维复合营养素,其特征在于,按重量份计,其包括:茶树花粉10-15份、燕麦粉10-20份、圆苞车前子壳粉5-10份、奇亚籽油3-5份、蔓越莓浓缩粉3-5份、柠檬酸钠0.5-1份、胭脂树橙0.2-0.3份、磷酸三钙0.5-0.8份、魔芋精粉4-6份、蒲公英提取物3-5份、玉米须提取物1-2份、抗性糊精5-6份、L-阿拉伯糖1-2份、桑叶提取物3-5份。

  优选的,所述魔芋精粉的制备方法包括如下步骤:

  S11、去除魔芋主芽和根须,将魔芋放入质量分数0.1-0.5%的氯化钠溶液中浸泡2-3h,清洗干净后去皮,冷冻干燥后粉碎,以获得魔芋粉;

  S12、将黑曲霉菌种以及生孢噬纤维菌分别接种于独立的马铃薯葡萄糖琼脂培养基上,再分别放入培养箱中,均于28-35℃条件下活化48-72h,以获得活化的黑曲霉菌种以及生孢噬纤维菌菌种;

  采用配制好的第一液体培养基培养活化的黑曲霉菌种,以获得液态黑曲霉种子液,以及采用配制好的第二液体培养基培养活化的生孢噬纤维菌菌种,以获得液态生孢噬纤维菌菌种种子液;

  再将所述液态黑曲霉种子液接种到发酵罐中的第一发酵培养基内进行扩大培养,扩大培养温度30-35℃,pH为4.5-5.0,转速500-800rpm搅拌,培养时间为1-2d,以获得黑曲霉孢子悬浮液;以及将所述液态生孢噬纤维菌种子液接种到发酵罐中的第二发酵培养基内进行扩大培养,扩大培养温度30-40℃,pH为3.5-4.5,转速400-600rpm搅拌,培养时间为1-2d,以获得生孢噬纤维菌悬浮液;

  S13、,按重量份计,在反应釜中加入所述魔芋粉30-40份、去离子水180-300份、黑曲霉孢子悬浮液20-25份、生孢噬纤维菌悬浮液10-15份、菠萝蜜果皮50-55份、La(NO3)3.6H2O%200.5-0.6份、NH4Cl%201-2份、KNO3%201-2份,以获得发酵体系,并调节所述发酵体系的pH至6.8-7.0;

  对所述发酵体系依次进行三阶段的发酵处理:

  第一发酵阶段处理中,发酵温度为30-35℃,并在转速300-400rpm条件下对发酵体系进行搅拌,同时对发酵体系进行第一光照处理和第一磁场处理,处理时间为1-2d;所述第一光照处理为:采用光强为25-30μmol.m-2.s-1的红光以及光强为30-35μmol.m-2.s-1的蓝光照射发酵体系,照射时间为45-60min;所述第一磁场处理为:采用50Hz、磁场强度为0.4-0.8mT的交变磁场对发酵体系进行磁场处理,磁场处理时间为45-60min;

  第二发酵阶段处理中,发酵温度为25-35℃,并在转速500-600rpm条件下对发酵体系进行搅拌,同时对发酵体系进行第二光照处理和第二磁场处理,处理时间为1-2d;所述第二光照处理为:采用光强为20-24μmol.m-2.s-1的红光以及光强为24-28μmol.m-2.s-1的蓝光照射发酵体系,照射时间为30-45min;所述第二磁场处理为;采用50Hz、磁场强度为0.35-0.65mT的交变磁场对发酵体系进行磁场处理,磁场处理时间为30-45min;

  第三发酵阶段处理中,发酵温度为25-35℃,并在转速300-400rpm条件下对发酵体系进行搅拌,同时对发酵体系进行第三光照处理和第三磁场处理,处理时间为1-2d;所述第三光照处理为:采用光强为16-20μmol.m-2.s-1的红光以及光强为20-22μmol.m-2.s-1的蓝光照射发酵体系,照射时间为20-30min;所述第三磁场处理为:采用50Hz、磁场强度为0.25-0.55mT的交变磁场对发酵体系进行磁场处理,磁场处理时间为20-30min;

  S13、将经步骤S12中发酵处理的发酵体系升温至85℃,维持10min,以完成灭酶活过程,获得魔芋精粉酶解液;

  S14、将魔芋精粉酶解液分散于其质量5-6倍的体积分数为95%的乙醇溶液中,且同时进行超声处理及搅拌,超声功率为600-800W,超声处理时间为10-15min,搅拌转速为100-120转/min的转速搅拌;

  S15、对经步骤S14处理后的反应体系进行过滤,过滤压力控制在0.3-0.4MPa,过滤温度为50-60℃,弃液相,以获得魔芋精粉滤渣;

  S16、对魔芋精粉滤渣进行喷雾干燥,喷雾干燥机组的进风温度90-100℃,出风温度40-50℃,粉碎过筛后获得所述魔芋精粉。

  优选的,按重量比计,第一液体培养基包括:茶多酚1%、蔗糖1.5%、葡萄糖2.5%、麦芽提取物5%、CoCl.6H2O%200.1%、CuSO4.5H2O%200.05%、FeNaEDTA%202%、H3BO30.25%、Na2MoO4.2H2O%200.15%、ZnSO4.7H2O%200.1%、MgSO4%200.1%、KNO3%200.1%、KNO3%200.1%、MnSO4.H2O0.2%、去离子水86.85%。

  优选的,所述步骤S12中,按重量比计,所述第一发酵培养基包括:番茄汁10%、可溶性淀粉2%、蔗糖2%、葡萄糖2%、玉米粉2.5%、酵母粉0.5%、FeSO4.7H2O%200.1%、MgSO40.05%、KNO3%200.05%、CuCl2.2H2O%200.1%、(NH4)6Mo7O24.7H2O%200.15%、MnSO4.H2O%200.1%、去离子水80.45%。

  优选的,按重量比计,所述第二液体培养基包括:淀粉10%、蔗糖2.5%、蛋白胨3%、FeNaEDTA%202%、Na2MoO4.2H2O%200.15%、MgSO4%200.1%、KNO3%200.1%、MnSO4.H2O%200.2%、去离子水81.95%。

  优选的,按重量比计,所述第二发酵培养基包括:水稻秸秆10%、玉米杆10%、玉米粉5%、蔗糖5%、酵母膏2.5%、MgSO4%200.05%、KNO3%200.1%、NH4NO3%200.15%、MnSO4.H2O0.1%、去离子水67.1%。

  优选的,所述奇亚籽油的制备方法包括如下步骤:

  S21、取新鲜奇亚籽,在25℃下浸泡24-36h后取出,冲洗2-3遍,烘干后磨碎,过100目筛,以获得奇亚籽粉;

  S22、取奇亚籽粉,并在其中加入其重量5-10倍的去离子水,以获得酶解原料,并对所述酶解原料进行酶解,以获得酶解体系;其中,所述酶解过程包括:

  第一次酶解:按奇亚籽粉重量的3-4%加入胰蛋白酶以及按奇亚籽粉重量的8-10%加入用于调节细胞膜和/或细胞壁通透性的透性调节液,调节pH值至6.5-7.5,充分搅拌,且搅拌的同时升温至40-45℃,保温35-40min后得到第一酶解体系;所述透性调节液由酸溶液、甘油、氯化钠和溶菌酶组成,且按重量比计,酸溶液:甘油:氯化钠:溶菌酶=1:(0.5-0.8):(0.05-0.08):(0.01-0.03);

  第二次酶解:待第一次酶解体系温度降至20-25℃后,再调整其pH值至3.5-4.5,按第一次酶解体系重量的3.0-4.5%加入果胶酶,充分搅拌,且搅拌的同时升温至50-60℃,保温30-35min后得到第二酶体系;

  第三次酶解:待第二次酶体系温度降至20-25℃后,再调整其pH值至4.0-5.5,按第二次酶解体系重量的2-4%加入纤维素酶,充分搅拌,且搅拌的同时升温至50-65℃,保温25-35min后得到第三酶解体系;

  S23、待酶解完成后,对获得的第三酶解体系升温至85℃,维持10min,以完成灭酶活过程,获得奇亚籽粗提体系;

  S24、在奇亚籽粗提体系中按其重量的4%加入活性炭,搅拌均匀,在65℃下保温65-85min后离心,去沉渣,获得奇亚籽粗提液;再将奇亚籽粗提液经硅藻土过滤,得到奇亚籽油清液,且过滤压力控制在0.3-0.4MPa;再在奇亚籽油清液中按其重量加入3%的活性炭,静置45-50min,然后离心,去沉渣,静置2-3h后取上层油层,即得到所述奇亚籽油。

  还提供一种具有减肥降脂效果的膳食纤维复合营养素的制备方法,其包括:

  S100、制备蒲公英提取物、玉米须提取物以及桑叶提取物;

  S200、称取上述重量份的茶树花粉、燕麦粉、圆苞车前子壳粉、奇亚籽油、蔓越莓浓缩粉、胭脂树橙、魔芋精粉、蒲公英提取物、玉米须提取物、桑叶提取物,充分混合,以获得原料混合物,再将所述原料混合物置于减压浓缩罐中,加入所述原料混合物重量8-10倍的去离子水,加热至45-65℃进行真空减压浓缩,以获得浓缩液;

  S300、将浓缩液置于配液罐中,再向配液罐内加入如权利要求1所述重量份的L-阿拉伯糖、抗性糊精、柠檬酸钠、磷酸三钙,搅拌均匀后即获得所述具有减肥降脂效果的膳食纤维复合营养素。

  9、如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述蒲公英提取物、玉米须提取物以及桑叶提取物的制备方法相同,均包括:

  (1)将原料放在其重量8-10倍的水中浸泡12-15h,然后加热至煮沸,煮沸状态持续1-2h后过滤,以获得第一滤液以及第一滤渣;

  (2)对所述第一滤渣进行干燥,干燥后的第一过渣中加入其重量6-8倍的体积分数为60%的乙醇,浸泡1-2h后加热至65℃-75℃,浸提1.5-2h,浸提过程中每10min搅拌一次,搅拌速率为200-300转/min;然后在8℃条件下静置24h,通过过滤分离获得第二滤液和第二滤渣;

  (3)在第二滤渣中加入其重量8-10倍的体积分数为60%的乙醇浸泡6-7h,加热至65℃-75℃,浸提2.5-3h,浸提过程中每10min搅拌一次,搅拌速率为200-300转/min,然后在8℃条件下静置24h,通过过滤分离获得第三滤液和第过滤渣;合并第一过滤液、第二过滤液以及第三过滤液,以获得提取物。

  本发明至少包括以下有益效果:

  本发明采用黑曲霉菌以及生孢噬纤维菌作为发酵菌种来制备魔芋精粉,且其更有效的降低淀粉和植物纤维的含量,防止褐化,提高产品品质,同时制备过程中,在三阶段的发酵处理过程中采用光照和磁场处理,由此充分促进黑曲霉菌以及生孢噬纤维菌增长,进一步提高制备效率。此外。本发明通过反复酶解的方式获得奇亚籽油,由此可大幅提高Omega-3、亚油酸、亚麻酸的含量,使其充分发挥其降血脂、预防动脉硬化的功能,进一步的,魔芋精粉、奇亚籽油与其他富含膳食纤维、降脂控糖的组分复配使用后,其具有明显的降血糖、降血压血脂、减肥等功效。

  本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

  具体实施方式

  下面结合实例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

  应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

  需要说明的是,下述实施方案中所述试验方法,如无特殊说明,均为常规方法,所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得。

  <实施例1>

  按重量份计,本实施例中的具有减肥降脂效果的膳食纤维复合营养素包括:茶树花粉10份、燕麦粉11份、圆苞车前子壳粉6份、奇亚籽油3份、蔓越莓浓缩粉3份、柠檬酸钠0.5份、胭脂树橙0.2份、磷酸三钙0.6、魔芋精粉5份、蒲公英提取物3份、玉米须提取物1份、抗性糊精5份、L-阿拉伯糖1份、桑叶提取物3份。

  进一步的,所述魔芋精粉的制备方法包括如下步骤:

  S11、去除魔芋主芽和根须,将魔芋放入质量分数0.1-0.5%(优选为0.3%)的氯化钠溶液中浸泡2-3h,清洗干净后去皮,冷冻干燥后粉碎,以获得魔芋粉;

  S12、将黑曲霉菌种以及生孢噬纤维菌分别接种于独立的马铃薯葡萄糖琼脂培养基上,再分别放入培养箱中,均于28-35℃(优选为30℃)条件下活化48-72h(优选为60h),以获得活化的黑曲霉菌种以及生孢噬纤维菌菌种;

  采用配制好的第一液体培养基培养活化的黑曲霉菌种,以获得液态黑曲霉种子液,以及采用配制好的第二液体培养基培养活化的生孢噬纤维菌菌种,以获得液态生孢噬纤维菌菌种种子液;优选的,按重量比计,第一液体培养基包括:茶多酚1%、蔗糖1.5%、葡萄糖2.5%、麦芽提取物5%、CoCl.6H2O%200.1%、CuSO4.5H2O%200.05%、FeNaEDTA%202%、H3BO30.25%、Na2MoO4.2H2O%200.15%、ZnSO4.7H2O%200.1%、MgSO4%200.1%、KNO3%200.1%、KNO30.1%、MnSO4.H2O%200.2%、去离子水86.85%,所述第二液体培养基包括:淀粉10%、蔗糖2.5%、蛋白胨3%、FeNaEDTA%202%、Na2MoO4.2H2O%200.15%、MgSO4%200.1%、KNO3%200.1%、MnSO4.H2O%200.2%、去离子水81.95%;

  再将所述液态黑曲霉种子液接种到发酵罐中的第一发酵培养基内进行扩大培养,扩大培养温度30-35℃(优选为30℃),pH为4.5-5.0,转速500-800rpm搅拌,培养时间为1-2d,以获得黑曲霉孢子悬浮液;以及将所述液态生孢噬纤维菌种子液接种到发酵罐中的第二发酵培养基内进行扩大培养,扩大培养温度30-40℃(优选为35℃),pH为3.5-4.5,转速400-600rpm搅拌,培养时间为1-2d,以获得生孢噬纤维菌悬浮液;按重量比计,所述第一发酵培养基包括:番茄汁10%、可溶性淀粉2%、蔗糖2%、葡萄糖2%、玉米粉2.5%、酵母粉0.5%、FeSO4.7H2O%200.1%、MgSO4%200.05%、KNO3%200.05%、CuCl2.2H2O%200.1%、(NH4)6Mo7O24.7H2O%200.15%、MnSO4.H2O%200.1%、去离子水80.45%;所述第二发酵培养基包括:水稻秸秆10%、玉米杆10%、玉米粉5%、蔗糖5%、酵母膏2.5%、MgSO4%200.05%、KNO3%200.1%、NH4NO3%200.15%、MnSO4.H2O%200.1%、去离子水67.1%;

  S13、按重量份计,在反应釜中加入所述魔芋粉30-40份(优选35份)、去离子水180-300份(优选200份)、黑曲霉孢子悬浮液20-25份(优选22份)、生孢噬纤维菌悬浮液10-15份(优选12份)、菠萝蜜果皮50-55份(优选52份)、La(NO3)3.6H2O%200.5-0.6份(优选0.55份)、NH4Cl%201-2份(优选1.5份)、KNO3%201-2份(优选1.5份),以获得发酵体系,并调节所述发酵体系的pH至6.8-7.0;

  对所述发酵体系依次进行三阶段的发酵处理:

  第一发酵阶段处理中,发酵温度为30-35℃(优选为32℃),并在转速300-400rpm条件下对发酵体系进行搅拌,同时对发酵体系进行第一光照处理和第一磁场处理,处理时间为1-2d;所述第一光照处理为:采用光强为25-30μmol.m-2.s-1(优选为28μmol.m-2.s-1)的红光以及光强为30-35μmol.m-2.s-1(优选为32μmol.m-2.s-1)的蓝光照射发酵体系,照射时间为45-60min(优选50min);所述第一磁场处理为:采用50Hz、磁场强度为0.4-0.8mT(优选为0.5mT)的交变磁场对发酵体系进行磁场处理,磁场处理时间为45-60min(优选50min);

  第二发酵阶段处理中,发酵温度为25-35℃(优选为30℃),并在转速500-600rpm条件下对发酵体系进行搅拌,同时对发酵体系进行第二光照处理和第二磁场处理,处理时间为1-2d;所述第二光照处理为:采用光强为20-24μmol.m-2.s-1(优选为22μmol.m-2.s-1)的红光以及光强为24-28μmol.m-2.s-1(优选为25μmol.m-2.s-1)的蓝光照射发酵体系,照射时间为30-45min(优选40min);所述第二磁场处理为;采用50Hz、磁场强度为0.35-0.65mT(优选为0.4mT)的交变磁场对发酵体系进行磁场处理,磁场处理时间为30-45min(优选40min);

  第三发酵阶段处理中,发酵温度为25-35℃(优选为30℃),并在转速300-400rpm条件下对发酵体系进行搅拌,同时对发酵体系进行第三光照处理和第三磁场处理,处理时间为1-2d;所述第三光照处理为:采用光强为16-20μmol.m-2.s-1(优选为17.5μmol.

  m-2.s-1)的红光以及光强为20-22μmol.m-2.s-1(优选为21.5μmol.m-2.s-1)的蓝光照射发酵体系,照射时间为20-30min(优选25min);所述第三磁场处理为:采用50Hz、磁场强度为0.25-0.55mT(优选为0.3mT)的交变磁场对发酵体系进行磁场处理,磁场处理时间为20-30min(优选25min);

  S13、将经步骤S12中发酵处理的发酵体系升温至85℃,维持10min,以完成灭酶活过程,获得魔芋精粉酶解液;

  S14、将魔芋精粉酶解液分散于其质量5-6倍(优选为5.5倍)的体积分数为95%的乙醇溶液中,且同时进行超声处理及搅拌,超声功率为600-800W(优选700W),超声处理时间为10-15min(优选12min),搅拌转速为100-120转/min的转速搅拌;

  S15、对经步骤S14处理后的反应体系进行过滤,过滤压力控制在0.3-0.4MPa(优选0.35Mpa),过滤温度为50-60℃(优选为55℃),弃液相,以获得魔芋精粉滤渣;

  S16、对魔芋精粉滤渣进行喷雾干燥,喷雾干燥机组的进风温度90-100℃,出风温度40-50℃(优选为45℃),粉碎过筛后获得所述魔芋精粉。

  黑曲霉菌种可产生高活力β-葡萄糖苷酶及淀粉酶等多种酶类,进一步可用于分解魔芋原料中的纤维素、乳糖、淀粉,生孢噬纤维菌则是一种具有纤维素降解能力的好氧性滑动细菌,能用纤维素与纤维二糖作为碳源和氮源进行生产,进一步分解纤维素、淀粉等大分子。因此本步骤中采用黑曲霉菌种以及生孢噬纤维菌作为发酵菌种,分别用特定的培养基活化、扩大培养后,再在含有纤维素的菠萝蜜果皮和La(NO3)3.6H2O的培养基中对魔芋粉进行发酵,其中菠萝蜜果皮资源丰富、成本低廉,可作为优良碳源使用,同时La3+对黑曲霉和生孢噬纤维菌的生长代谢起到促进作用,提高两者的生长效率,并提高两者的纤维素酶、淀粉酶活力,由此可有效分解魔芋原料中的纤维素和淀粉含量。进一步的,三阶段发酵处理中,红光以及蓝光也能通过调节细胞质膜的通透性来促进其同化作用,并提高两者葡萄糖淀粉酶的活力,交变磁场则通过细胞膜上钙离子的释放来促进黑曲霉和生孢噬纤维菌生物量的生长,进一步提高纤维素酶、淀粉酶的产量。同时,为避免红光、蓝光以及交变磁场长期在恒定数值而对黑曲霉和生孢噬纤维菌的生长产生不良影响,本步骤中采用三阶段发酵处理,且每一阶段红光、蓝光的光强、交变磁场的强度均逐步递减,由此保证黑曲霉和生孢噬纤维菌始终处于较强的生长活力中,以此持续高效产生高活力纤维素酶、淀粉酶,进一步分解纤维素、淀粉等大分子,促进魔芋原料中活性成分(如魔芋葡甘聚糖)的释放,同时减少褐化,提高产品品质。

  此外,奇亚籽富含人体必需脂肪酸α-亚麻酸,而亚麻酸是一种多不饱和脂肪酸,也是Omega-3的前体物质。Omega-3是一组多元不饱和脂肪酸,其含有的二十碳五烯酸(EPA)具有降低胆固醇和甘油三酯的含量、促进体内饱和脂肪酸代谢,从而起到降低血液粘稠度、增进血液循环、提高组织供氧而消除疲劳、防止脂肪在血管壁的沉积、预防动脉粥样硬化的形成和发展、预防脑血栓、脑溢血、高血压等功效;并且奇亚籽油自身含有多种抗氧化活性成分(绿原酸,咖啡酸,杨梅酮,槲皮素,山奈酚等),可保护Omega-3的品质,使其不易腐坏变质和产生有毒物质和异味。以此本发明还提供了一种奇亚籽油的提取方法,其具体包括:

  S21、取新鲜奇亚籽,在25℃下浸泡24-36h(优选30h)后取出,冲洗2-3遍,烘干后磨碎,过100目筛,以获得奇亚籽粉;

  S22、取奇亚籽粉,并在其中加入其重量5-10倍的去离子水,以获得酶解原料,并对所述酶解原料进行酶解,以获得酶解体系;其中,所述酶解过程包括:

  第一次酶解:按奇亚籽粉重量的3-4%(优选3.5%)加入胰蛋白酶以及按奇亚籽粉重量的8-10%(优选8.5%)加入用于调节细胞膜和/或细胞壁通透性的透性调节液,调节pH值至6.5-7.5(优选7.0),充分搅拌,且搅拌的同时升温至40-45℃(优选为43.5℃),保温35-40min(优选为35min)后得到第一酶解体系;所述透性调节液由酸溶液、甘油、氯化钠和溶菌酶组成,且按重量比计,酸溶液:甘油:氯化钠:溶菌酶=1:(0.5-0.8):(0.05-0.08):(0.01-0.03)(优选为酸溶液:甘油:氯化钠:溶菌酶=1:0.7:0.05:0.02,且所述酸溶液为柠檬酸溶液);

  第二次酶解:待第一次酶解体系降至20-25℃后,再调整其pH值至3.5-4.5(优选为4.0),按第一次酶解体系重量的3.0-4.5%(优选为4.0%)加入果胶酶,充分搅拌,且搅拌的同时升温至50-60℃(优选为55℃),保温30-35min(优选为32min)后得到第三酶解体系;

  第三次酶解:待第二次酶解体系降至20-25℃后,再调整其pH值至4.0-5.5(优选为5.0),按第二次酶解体系重量的2-4%(优选为3.0%)加入纤维素酶,充分搅拌,且搅拌的同时升温至50-65℃(优选为60℃),保温25-35min(优选为30min)后得到第三酶解体系;

  S23、待酶解完成后,对获得的第三酶解体系升温至85℃,维持10min,以完成灭酶活过程,获得奇亚籽粗提体系;

  S24、在奇亚籽粗提体系中按其重量的4%加入活性炭,搅拌均匀,在65℃下保温65-85min(优选为70min)后离心,去沉渣,获得奇亚籽粗提液;再将奇亚籽粗提液经硅藻土过滤,得到奇亚籽油清液,且过滤压力控制在0.3-0.4MPa(优选为0.35Mpa);再在奇亚籽油清液中按其重量加入3%的活性炭,静置45-50min,然后离心,去沉渣,静置2-3h(优选为2.5h)后取上层油层,即得到所述奇亚籽油。

  <魔芋精粉制备过程中生物量、酶活力检测结果>

  通过本发明实施例1-3中的魔芋精粉制备方法中,在进行步骤S13时,测定第一发酵阶段处理至第三发酵阶段处理中β-葡萄糖苷酶及葡萄糖淀粉酶的总产量和酶活,其结果如表1所示。其中,所述β-葡萄糖苷酶及葡萄糖淀粉酶的总产量测定步骤参照“不同培养条件对纤维素酶产量和活力影响的研究”(张中良等,《中国饲料》,1997年第3期,第20页“酶产量测定”),酶活测定参照常规实验方式,在此不再赘述。

  表1酶总产量及β-葡萄糖苷酶、葡萄糖淀粉酶活测定

  

  从表1中可以看出,通过本发明步骤S13的三发酵阶段处理,通过黑曲霉以及生孢噬纤维菌产生的酶总量平均可达到47mg/g,β-葡萄糖苷酶、葡萄糖淀粉酶活力最高值可达到11.33U/mL和9.17U/mL,虽然随着酶解反应的进行,由于培养基消耗、发酵条件(温度、pH等)的改变,酶总量、β-葡萄糖苷酶、葡萄糖淀粉酶活力均呈现不同程度的降低,但到达第三发酵阶段时,三者整体上仍然保持有较高的水平,由此可见,本发明步骤S13的三发酵阶段处理可对黑曲霉和生孢噬纤维菌的生长代谢起到促进作用,提高两者的生长效率,并提高两者的β-葡萄糖苷酶、淀粉酶活力和没产量,进一步可有效分解魔芋原料中的纤维素和淀粉含量。

  <魔芋精粉检测结果>

  首先于制浆机内放入将新鲜魔芋和制浆溶液,在25℃下粉碎,得到胶状物质;按质量计,新鲜魔芋和制浆溶液的用量比为1∶2,制浆溶液的溶剂为水且制浆溶液包括1.0wt%的氯化钠、1.5%的柠檬酸和0.5wt%的柠檬酸钠;取胶状物质加入水(按质量计,胶状物质和水的用量比为1∶5),在25℃下以120r/min的速度进行机械搅拌1.5h,得到水溶液,用滤纸过滤取滤液,得到水提液;取水提液,加入乙醇和乙酸乙酯,在30℃下以120r/min的速度搅拌2h,用滤纸过滤取固体,固体依次用乙醇、乙酸乙酯、乙醇洗涤,于35℃下风干,以得到作为对比例1的魔芋精粉;再将其通过本发明实施例1-3中的魔芋精粉制备方法获得的魔芋精粉进行检测,其具体指标包括:葡甘聚糖(KGM)含量、得率、放置不同时间后魔芋精粉水溶胶的感官和粘度、pH(1%水溶液)、含水量、灰分、粒度(40目)、二氧化硫残留量,其结果如表2所示。

  表2魔芋精粉性能指标检测

  

  

  从上述表2中可以看出,经本发明的制备方法获得的魔芋精粉完全符合中华人民共和国农业行业标准NY/T 494-2010(魔芋粉)相关规定,具有良好的产品品质,其中,实施例1-3中魔芋精粉的葡甘聚糖(KGM)含量和得率均显著高于对比例1,且放置192h后水溶胶仍然具有很高的稳定性和抗菌能力。本发明正是用过特殊的制备工艺,采用三阶段发酵处理,且通过红光、蓝光、交变磁场共同作用与黑曲霉和生孢噬纤维菌,使其始终持续高效产生高活力纤维素酶、淀粉酶,进一步分解纤维素、淀粉等大分子,促进魔芋原料中活性成分(如魔芋葡甘聚糖)的释放,同时减少褐化,提高产品品质。

  <奇亚籽油检测结果>

  首先取新鲜500g,于100℃烘箱内烘干10-12h,取出粉碎,过100目筛后按照料液比(mL/g)4:1加入石油醚,形成预混料,并将预混料投入到萃取罐中进行萃取,萃取温度为30℃、压力为5MPa,萃取时间为3-4h分钟,得到萃取液;将萃取液在常压下冷却至0℃,再加入吸附剂除杂,过滤即得做为对比例3的奇亚籽油,再将其通过本发明实施例1-3中的奇亚籽油提取方法获得的奇亚籽油进行检测,以获得奇亚籽油提取率、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸及亚麻酸的相对含量,其结果如表3所示。

  表3奇亚籽油提取率、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸及亚麻酸含量

  

  本发明通过在不同阶段采用不用的酶及酶解条件对奇亚籽细胞壁进行充分酶解,使细胞壁中的纤维素、果胶等成分破坏殆尽,同时,酸溶液、甘油、氯化钠、溶菌酶可通过改变细胞壁或细胞膜结构来改变两者的通透性,因此本发明中通过采用调节细胞膜和/或细胞壁通透性的透性调节液来调节细胞膜和/或细胞壁透性,可使得细胞壁和/或细胞壁结构被破坏,使其内容的有效成分(如亚麻酸等)得以充分释放,进一步发挥其增强免免疫力、降血脂功效。具体的,由表2中可以看出,通过本发明的制备方法获得的奇亚籽油中,奇亚籽油提取率、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸及亚麻酸含量均相对于对比例2有显著提高,其中,本发明制备获得的奇亚籽油中不饱和脂肪酸的含量约为86%,相较对比例2(约为35%)提高了约1.5倍,且其中亚麻酸的含量达到37%,相较对比例2(约为25%)提高了约0.5倍,而正是所述亚麻酸可起到增强免疫力,降低血脂的作用。

  <实施例4>

  本实施例还提供了一种实施例1-3任一项中具有减肥降脂效果的膳食纤维复合营养素的制备方法,其包括:

  S100、制备蒲公英提取物、玉米须提取物以及桑叶提取物;

  S200、称取实施例1-3之一中所述重量份的茶树花粉、燕麦粉、圆苞车前子壳粉、奇亚籽油、蔓越莓浓缩粉、胭脂树橙、魔芋精粉、蒲公英提取物、玉米须提取物、桑叶提取物,充分混合,以获得原料混合物,再将所述原料混合物置于减压浓缩罐中,加入所述原料混合物重量8-10倍的去离子水,加热至45-65℃(优选55℃)进行真空减压浓缩,以获得浓缩液;

  S300、将浓缩液置于配液罐中,再向配液罐内加入实施例1-3之一中所述重量份的L-阿拉伯糖、抗性糊精、柠檬酸钠、磷酸三钙,搅拌均匀后即获得所述具有减肥降脂效果的膳食纤维复合营养素。

  优选的,所述蒲公英提取物、玉米须提取物以及桑叶提取物的制备方法相同,均包括:

  (1)将原料(即蒲公英、玉米须或桑叶)放在其重量8-10倍的水中浸泡12-15h(优选12.5h),然后加热至煮沸,煮沸状态持续1-2h(优选1.5h)后过滤,以获得第一滤液以及第一滤渣;

  (2)对所述第一滤渣进行干燥,干燥后的第一过渣中加入其重量6-8倍的60%乙醇,浸泡1-2h后加热至65℃-75℃(优选70℃),浸提1.5-2h,浸提过程中每10min搅拌一次,搅拌速率为200-300转/min;然后在8℃条件下静置24h,通过过滤分离获得第二滤液和第二滤渣;

  (3)在第二滤渣中加入其重量8-10倍的60%乙醇浸泡6-7h,加热至65℃-75℃(优选70℃),浸提2.5-3h,浸提过程中每10min搅拌一次,搅拌速率为200-300转/min,然后在8℃条件下静置24h,通过过滤分离获得第三滤液和第过滤渣;合并第一过滤液、第二过滤液以及第三过滤液,以获得蒲公英提取物/玉米须提取物/桑叶提取物。

  由此,通过对蒲公英、玉米须以及桑叶原料进行反复醇提,可使得其内部的活性成分(如多糖、生物碱、黄酮等)充分释放,并且在第一次醇提后对滤渣进行再次醇提,以最大限度提高对于原料的利用率,以此获得纯度更高的配比原料,使其活性成分能高效的发挥减肥降脂的功效。

  <体重影响的功效评价试验>

  选取健康雄性大鼠,体重约在85-95g,分为两组,给予自由进食饮水。适应环境1周后开始造模。选用高脂饲料和普通饲料将两组大鼠喂养8周,每周检测一次体重并记录。在8周造模结束后,以高脂造模组大鼠的体重明显大于对照组大鼠的平均体重(p<0.05)作为饮食诱导肥胖大鼠模型建立成功的标准,经记录高脂组大鼠最终的体重。从造模成功的大鼠中选出挑选160只,随机分为模型组、低剂量组和高剂量组。其中,空白对照组:自由进食饮水,普通饲料喂养;模型组:高脂饲料喂养,自由进食饮水;低剂量组:将本发明的膳食纤维复合营养素(以下均为“膳食纤维复合营养素”)揉进高脂饲料中,自由进食饮水,且膳食纤维复合营养素重量为高脂饲料重量的5%;高剂量组:将本发明的膳食纤维复合营养素揉进高脂饲料中,自由进食饮水,且膳食纤维复合营养素重量为高脂饲料重量的15%。

  实验过程中每周检测1次体重变化情况,干预6周,实验结束,称量体重并记录,其结果如表4所示。

  表4膳食纤维复合营养素对大鼠体重影响

  

  

  由表4可以看出,随着试验时间的延长,各组大鼠体重均有所增长。在试验结束时,剂量组的体重均显著低于高脂模型组,与阳性对照相当甚至略低,高剂量实施例1,2,3组体重相对高脂模型组分别低72.65kg,79.93kg,80.87kg,效果均好于对比例,可说明本发明的膳食纤维复合营养素可起到降脂的作用,且实施例3的效果最好。

  <人体减肥功效评价试验>

  在自愿原则基础上挑选80名单纯性肥胖自愿者参加测试,人群要求:年龄区间25-40岁的成年脑力劳动者,体脂率≥35%,近期无疾病感染,未服用任何药物,设置空白组和实验组(实验组包括实施例1组、实施例2组和实施例3组),每组男女各20名。

  按照分组制定60天的营养素减肥饮食计划。实验组每日对应领取实施例1、2、3营养素各两份(25g/份),空白组领取空白对照剂各两份,用于中、晚餐前服用,实验组与空白组早餐、午餐与晚餐供应饮食种类和热量一致,早餐:脱脂牛奶250ml,鸡蛋1个,全麦吐司面包2片;午餐:果蔬180克,鱼或肉制品50g,豆制品75g,米饭若干;晚餐:蔬菜150克,鱼或肉制品75g,豆制品50g,米饭若干。全天正常饮水不少于1500ml。

  测试营养素减肥饮食计划前后,体重和体脂率变化。结果如表5所示:

  表5人体减肥功效实验评价结果

  

  

  由人体减肥功效实验评价结果可知,空白组实验前后的体重以及体脂率几乎没有变化;而实验组中男女志愿者的体重和体脂率在实验后均有所下降,体重和体脂率平均下降分别为2.6kg和2.2%;其中实施例2组的体重和体脂率较平均下降明显,分别为3.3kg和3.0%。同时,空白组和实验组参与者也均未出现身体不适感,工作生活质量未受任何影响。因此,本发明的具有减肥降脂效果的膳食纤维复合营养素,具有减肥减脂功效,适于肥胖人群日常食用。

  <血糖影响功效评价试验>

  选取健康的雄性大鼠,编号后在正常环境中适应性饲养2周,自由进食饮水。适应性饲养结束后,随机分为5组,每组10只,其中一组为空白对照组,其余30只给予高糖高脂饲料饮食,并腹腔注射0.1mol/L低剂量STZ(40mg/kg)溶液。连续注射一周后,尾部取血,采用罗氏血糖仪测定大鼠空腹血糖。大鼠血糖浓度>16.67mmol/L时,被认为2型糖尿病模型建立成功。从造模成功的大鼠中选出挑选160只,随机分为模型组、阳性对照组、低剂量组和高剂量组。从造模成功的大鼠中选出挑选160只,随机分为模型组、阳性对照组、低剂量组和高剂量组。其中,空白对照组:自由进食饮水,普通饲料喂养;模型组:高脂饲料喂养,自由进食饮水;阳性对照组:按照每1kg高脂饲料添加10mg洛伐他汀,在高脂饲料中加入洛伐他汀,自由进食饮水;低剂量组:将本发明的膳食纤维复合营养素揉进高脂饲料中,自由进食饮水,且膳食纤维复合营养素重量为高脂饲料重量的5%;高剂量组:将本发明的膳食纤维复合营养素揉进高脂饲料中,自由进食饮水,且膳食纤维复合营养素重量为高脂饲料重量的15%。

  实验过程中每天检测1次血糖变化情况,干预6周,实验结束,并记录最终血糖含量,结果如表6所示。

  表6膳食纤维复合营养素对大鼠血糖变化

  

  

  从表6可以看出,膳食纤维复合营养素喂养的大鼠的空腹血糖浓度明显低于模型组,其中高剂量组血糖浓度下降更为明显。说明本发明中膳食纤维复合营养素可降低糖尿病模型大鼠的血糖浓度,起到降糖的功效。

  <血脂影响功效评价试验>

  按照上述<血糖影响功效评价试验>设置空白对照组、模型组、阳性对照组、低剂量组、高剂量组。6周干预后,处死解剖,去肝脏用生理盐水洗清,冷藏备用。

  采用眼球取血后,加入到肝素抗凝管中,分离血浆,用全自动化生化仪检测胆固醇(TC)和总甘油三酯(TG)含量,总胆固醇(TC)采用CHOD-PAP酶法、总甘油三酯(TG)采用GPO-PAP酶法,检测结果如表7所示。

  具体检测步骤包括:

  (1)称取适量脏组织,放入玻璃匀浆管中,加入3倍体积甲醇,使用电动匀浆机匀浆5min,转移至离屯管中,加入6倍体积氯仿,涡旋混匀,得到10%的组织匀浆。将匀浆抽提12小时后,小心抽取下层有机溶剂层;

  (2)标准曲线测定:向1mL工作液(酶剂+10mL缓冲液)中加入10μL氯仿/甲醇肝组织匀浆后,分别加入5μL、10μL、15μL、20μL、25μL、30μL和35μL甘油三酯(或胆固醇)标准品,震荡混匀,室温解育5min后,以转速6000r/min离心10min,测定上清液在500nm处的吸光度,即获得A标;

  (3)吸光度测定:分别去10μL样品肝组织匀浆液加入到1mL工作液中,37℃孵育5min后,以6000r/min离心10min,测定各管上清液在500nm处的吸光度,即获得A样;

  (4)计算:TG/TC=A样/A标*标准液浓度。

  表7膳食纤维复合营养素对大鼠血脂变化

  

  由表7可见,糖尿病模型组中大鼠血清中的TC、TG含量均显著高于空白对照组,说明通过试验期间高脂饲料的喂养,成功建立了大鼠高血脂模型;分别给予高和低剂量的膳食纤维复合营养素可降低大鼠血清中TC和TG浓度,其中高剂量组的降脂效果最为显著,实施例1,2,3的中剂量组与模型组的TC浓度相比分别降低了25.1%,20.1%,21.5%;TG浓度分别降低了56.9%,55.1%,51.0%。由此可见,膳食纤维复合营养素对TG浓度的降低更为显著,可起到降低总胆固醇和甘油三酯的功效。

  需要说明的是,上述实施例1至4中的技术方案可进行任意组合,且组合后获得的技术方案均属于本发明的保护范围。

  综上所述,本发明采用黑曲霉菌以及生孢噬纤维菌作为发酵菌种来制备魔芋精粉,且其更有效的降低淀粉和植物纤维的含量,防止褐化,提高产品品质,同时制备过程中,在三阶段的发酵处理过程中采用光照和磁场处理,由此充分促进黑曲霉菌以及生孢噬纤维菌增长,进一步提高制备效率。此外。本发明通过反复酶解的方式获得奇亚籽油,由此可大幅提高Omega-3、亚油酸、亚麻酸的含量,使其充分发挥其降血脂、预防动脉硬化的功能,进一步的,魔芋精粉、奇亚籽油与其他富含膳食纤维、降脂控糖的组分复配使用后,其具有明显的降血糖、降血压血脂、减肥等功效。

  这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

  尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实例。

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