CN104687054A - 一种纳米级钙保健食品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纳米级钙保健食品及其制备方法，纳米级钙保健食品的制备方法，包括如下步骤：(A)先将新鲜牛骨粗粉碎，然后粉碎至颗粒度为50-100nm的纳米级的骨泥；(B)将所述骨泥依次经过酶解、杀菌、发酵以及制粒步骤后，即得。所述的纳米级钙保健食品的制备方法具有原料天然、制备方法简单以及提高了钙利用率等效果。
Description
技术领域
本发明涉及保健食品加工领域，具体而言，涉及一种纳米级钙保健食品及其制备方法。
背景技术
分析国内外近20年来保健食品销售额增长率即可看出保健食品的巨大市场，如近20年来，美国的保健食品销售额增长了36倍，日本增长了32倍，欧盟诸国则每年以17％的速度增长。改革开放以来，中国城乡保健食品消费支出的增长速度为15％～30％，远远高出发达国家平均13％的增长率。1984年我国保健食品销售额为20亿元，1990年达到100亿元，1994年为300亿元，1999年达到450亿元，2000年突破500亿元，2003年为600亿元，2010年为2000亿元，已成为新世纪中国工业的八大新兴增长点之一。预计2015年中国保健食品销售额将达2500亿元，并随着城乡居民的生活基本达到小康水平,保健食品必将成为不可逆转的健康消费新潮流。我国保健食品在发展过程中，尽管取得了很大成绩，但仍然存在着许多急待解决的问题，如在产品研究方面，现有保健食品大多技术含量低，利用新技术不够，研究手段落后，对保健食品的功能因子及其结构、含量与作用机理尚未进行深入的基础理论研究，从而导致保健食品发展后劲不足，效益不佳。
人类对补钙类的保健食品的研究从未停止过，最近几年来的大量科研成果显示：人们生活水平提高了，但蛋白质、热卡、脂肪的摄入量高而其他营养素摄入不足。我国各类人群中，钙的摄入量仅占中国营养学会推荐量标准的33.9％～53.7％。按照第八次全国营养大会通过的《中国居民膳食营养素参考摄入量(Chinese DIRs)》标准，每日钙摄入推荐量为800毫克，青少年及孕妇钙摄入推荐量为1200～1500毫克。中国人仍然存在钙摄入量普遍不足的现象，在正常膳食的基础上，每人每日须补钙400～600毫克。尤其是青少年、孕产妇和中老年人更须适量补钙。
中国康复医学研究所所长、中国保健学会钙学研究会主任委员孙素元教授，肯定了国人补钙的必要性。由于中国人的饮食习惯所致，绝大部分人钙摄取量不足标准量的一半，为保证国人的身体健康，预防缺钙引发的各种疾病，科学补钙非常重要。
由于我国地域广阔，各地区之间的缺钙情况也不尽相同。牧业区人群以及豆制品摄入量较高地区人群的钙摄入充足，蛋奶摄入较多的城市人群及沿海食用鱼类较多的人群缺钙状况也不严重，而内地部分地区尤其是北方农村以米面菜为日常主食的人群钙摄入量偏低，每日摄钙量仅为400毫克左右。由于饮食习惯的原因，中国人的食物补钙不足，因此，人体有效补钙与防止骨质疏松便成为十分重要的课题。
人体缺钙将可能引起诸多疾病。儿童缺钙会导致佝偻病、串珠肋、鸡胸、驼背、X型腿、O型腿等病变，可能遗留终生；青少年缺钙会导致骨骼生长不良；老年人缺钙易出现骨质疏松、骨质增生、肩周炎等疾病。我国分别在1959年、1982年和1992年进行了三次全国性的营养调查。结果表明：中国人在基本营养状况大大改善的同时，某些矿物质元素却严重缺乏，其中尤以钙摄入量偏低的情况最为严重。目前我国平均每人每天摄入的钙仅能满足生理需要量的50％。国内营养学界和医学界的专家们一致认为，中国人普遍缺钙是一个必须正视的事实，因为缺钙将严重损害人体的健康，对孕妇和儿童的影响最大，因此必须补钙。据计，在我国的发达城市上海，居然还有60％以上的中、老年人患有不同程度的骨质疏松。乳制品中虽然含有大量的钙，但补钙的吸收效果也不如专门的补钙产品。钙在维持骨骼健康中的作用是一个长期的过程。双胞胎对照试验发现，补钙者的骨量相对于不补钙者有很大的差异，但一旦停止补钙，这种差异就会逐渐消失。早在1978年，国家卫生部公布了一个触目惊心的数字，在我国有37％的儿童和59％的中老年人缺钙。虽然国家一度对此问题十分重视，但是卫生部最近的一项研究资料表明，现在有40％的儿童和60％的中老年缺钙。30多年过去了，儿童和中老年人钙缺乏症的发病率有增无减。
目前，目前市场上的补钙产品多见于无机化合钙(碳酸钙)、有机钙(乳酸钙、葡萄糖酸钙、L_苏糖酸钙)、天然钙源(牛骨粉、贝壳粉、蛇骨粉)这几种。不同钙产品性价比各有不同，如碳酸钙单位钙含量最高，但是在胃内消耗大量胃酸造成某些人群肠胃不适应的症状；氨基酸螯合钙价格偏贵；葡萄糖酸钙和乳酸钙成分单一，而且酸根在体内蓄积过多不利于健康；天然生物源的补钙产品主要是粉碎的无机化合态钙组织，需要大量胃酸分解才能吸收。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种纳米级钙保健食品的制备方法，所述的纳米级钙保健食品的制备方法具有原料天然、制备方法简单以及提高了钙利用率等优点。
本发明的第二目的在于提供一种采用上述的的制备方法制备出的纳米级钙保健食品，该保健食品克服了上述存在的技术问题，具有人体食用后钙吸收效果好、有效降低了因钙缺失导致的各类疾病的发病率、以及口感好、服用方法简单且无任何副作用等优点。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明实施例提供了一种纳米级钙保健食品的制备方法，包括如下步骤：
(A)先将新鲜牛骨粗粉碎，然后粉碎至颗粒度为50-100nm的纳米级的骨泥；
(B)将所述骨泥依次经过酶解、杀菌、发酵以及制粒步骤后，即得。
本发明实施例提供的纳米级钙保健食品，以天然无污染的新鲜牛骨为原料，因为牛骨中含有的丰富的钙，其钙是以羟磷灰石晶体[Ca10(PO4)6(OH)2]和无定型磷酸氢钙(CaHPO4)的形式存在，为了进一步提高牛骨中的钙含量，其不仅需要新鲜最好还要采用优质的牛骨为好。
虽然牛骨中的钙含量比较丰富，但是其不易被人体吸收，因此通过先将其纳米化至纳米级的骨泥、再发酵以破坏羟磷灰石晶体的方法，从而提高了人体对钙的吸收率，将颗粒度细化至纳米级别，能够快速溶解，发酵后的骨泥加工成成品后含钙量高，钙生物利用率高，且食用方便，能防止骨质疏松的补钙保健食品，具有重要的现实意义和应用价值。
纳米化以及发酵这两个步骤均属于整个制备过程中的关键步骤，纳米化能够提高人体对钙的吸收率，发酵能够利用微生物对骨钙的生物富集能力使其拥有易于人体吸收的丰富的钙源，发酵的方法包括：接种乳酸菌于35-40℃培养发酵4-6h，在此工艺条件下其更易于发酵。另外，其纳米化后的颗粒度也有一定的要求，需要控制在50-100nm之间，还可以为60nm、70nm、80nm以及90nm等，因为只有控制在这个颗粒度范围内，其成品中的钙才最利于人体吸收，而且能有效的降低了因钙缺失导致的各类疾病的发病率。纳米化的手段可以采用高速搅拌或高压气冲击处理的方式以达到纳米级粉碎程度。
在本发明中，如果直接将牛骨纳米化一般很难实现，而且处理难度大也不能达到完全精细的标准，因此最好先将新鲜牛骨粉碎至颗粒度在1-2cm之间，然后将其粉碎至10-20μm的骨泥后，再继续进行纳米化，这样通过分步逐渐细化以达到要求的颗粒度，不仅降低了处理难度，而且能够实现更精细的处理，得到的骨泥呈均一的状态。
进一步的，进行酶解的方法包括：在40-50℃的条件下使用蛋白酶处理1-2h。由于蛋白酶属于生物体内的一类酵酶，它们能够有效分解蛋白质，分解方法是打断那些将氨基酸连结成多肽链的肽键。通过酶解能够有效降解骨胶原蛋白质，而且酶解的适宜环境温度不宜过高，一般控制在40-50℃即可达到酶解需要，而且又不会破坏蛋白酶本身的活性。酶解后还包括杀菌的步骤，这也是进行发酵之前的准备步骤，以防止其他微生物的干扰，进行杀菌的方法包括：在120-130℃的条件下高温杀菌20-30min。
在本发明中，值得注意的一点在于，步骤(B)中对骨泥的处理顺序的限定，其需要依次经过酶解、杀菌以及发酵步骤后再制粒，之所以需要先进行酶解，是为了先行降解骨胶原蛋白质，提高生物活性，这样更利于后续进行发酵时骨泥中的钙元素的生物富集，而且酶解与发酵步骤之间还包括杀菌的步骤，以排除其他微生物的干扰，使得发酵的效果更行之有效，因此其顺序的限定是发明人经过大量实验后实践出的结果。
进一步的，在发酵步骤之后，制粒步骤之前，还包括如下步骤：在骨泥中添加维生素D以及酪蛋白磷酸钛中的一种或两种，这两种物质可以切实提高钙的吸收率。
进一步的，制粒具体采用的是喷雾造粒成型的方法，其温度最好控制在70-90℃之间，采用喷雾造粒的方式进行制粒不仅颗粒比较均匀，而且可以使发酵后的骨粉混合均匀，小的颗粒易聚集在一起成型，颗粒的物理性能比如分散性、湿润和沉降性能得到改善。
本发明实施例还提供了一种采用上述的纳米级钙保健食品的制备方法制备得到的纳米级钙保健食品，这种保健食品具有可防止骨质疏松与补钙的功效，还具有提高免疫力以及抗疲劳的功效。
钙在体内含量是最多的元素之一，依次排列为第五位，也是身体最多的一种阳离子。它不仅是骨骼组织的主要构成物，而且在机体的生长发育过程中自始至终支持着整个机体结构，在机体各种生理学和生物化学的过程中起着重要的作用。钙离子在这些功能中，包括对血液凝固、对神经肌肉的兴奋性、细胞的粘着、神经冲动的传递、细胞膜功能的维持、酶反应的激活，以及激素的分泌等，都有决定性的影响，现有技术中，形形色色的补钙保健品可归为三类：一类是无机盐，如：碳酸钙、磷酸钙及氧化钙等；第二类是有机酸盐，如：葡萄酸钙、乳酸钙、柠檬酸钙、醋酸钙、L-苏糖酸钙等；第三类是生物钙，由富钙海洋生物贝壳经机械加工而成。其中无机盐类补钙保健品不易于人体吸收，而有机酸钙和纳米生物钙产品的补钙效果相对较好，但是也需要大量胃酸分解才能吸收。
食用畜禽的骨是天然的补钙源，动物鲜骨中的钙是以一个含有18个离子结构的羟磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]的骨晶格形式存在，畜骨中除含有丰富钙源外，还含有抗衰老的骨胶原和软骨素，及多种维生素和其它生物活性物质。目前，国内外畜骨主要用于饲料工业和日用化工业，在日用工业上用于提取明胶和制皂，在饲料工业上主要为粉碎后用作饲料。在食品工业用于冷冻研磨成骨粉作为钙源直接添加入食品。但对于食品添加的骨粒大小有一定要求，如在美国FDA的规定中，骨粒直径必须小于460μm，因而国内现有部分骨糊食品未达到这类指标。此外，国外研究了用骨粉作为固定化酶的载体，把B-半乳糖苷酶和淀粉酶固定于骨粉上，应用于食品工业，生产糖浆，达到非常好的效果。更为重要的是，骨中丰富的Ca和P是人体必需的常量矿物元素，而且它们的比例(Ca:P＝2:1)是体内吸收钙磷的最佳比例。我国每年产生动物骨骼约500万吨以上，但是，长期以来，人们忽视了对它的利用，造成很大的浪费和环境污染。2014年我国肉类总产量达8300万吨，面对我国的肉类产量逐年上涨，抛弃的动物骨头越来越多的状况，如何应用高新技术加工利用动物骨骼生产高附加值产品已成为亟待解决和十分重要的研究课题。
本发明正是利用了原料天然的牛骨中的钙源制成保健食品，不仅效果好而且天然无污染，对人体无副作用，易于吸收消化，不会增加肠胃负担，本发明通过综合纳米技术、酶工程技术、微生物发酵技术以及喷雾造粒技术加工高活性生物骨钙，研制出具有防止骨质疏松、提高免疫力和抗疲劳的保健食品，其产品将会成为现有钙制品的最佳替代品，达到有效补钙的目的，应用前景十分广阔。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明实施例的纳米级钙保健食品的制备方法，具有原料天然、制备方法简单以及提高了钙利用率的效果；
(2)本发明的纳米级钙保健食品的制备方法通过综合纳米化技术、微生物酶工程技术、微生物发酵技术以及喷雾造粒技术加工高活性生物骨钙，制备出的钙保健食品提高了人体对钙的吸收率，易于吸收消化，不增加肠胃负担；
(3)本发明的纳米级钙保健食品具有人体食用后钙吸收效果好以及有效降低了因钙缺失导致的各类疾病的发病率的功效。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
纳米级钙保健食品的制备方法如下：
1)选择新鲜宰杀的牛骨，先将牛骨在淡盐水中浸泡2-3h后，再用清水进行清洗；将清洗后的牛骨加入到破碎机中，破碎成骨渣，将骨渣采用高速搅拌机打碎至颗粒度为50-100nm的骨泥，并放入容器中盛放；
2)将容器放入水浴锅中，水浴锅的温度调至40℃，将配制好的蛋白酶液加入容器中，酶解1-2h；然后将容器中的骨泥倒入发酵罐中，将蒸汽接入发酵罐中缓慢升温120-130℃以达到灭菌要求，将发酵罐的温度调低至35-40℃，用酒精棉擦拭罐顶接种口，迅速将乳酸菌倒入发酵罐中，并关闭接种口，培养发酵4-6h后即可；
3)最后将发酵好的骨泥进行制粒，并采用颗粒包装机自动计量包装成成品。
实施例2
纳米级钙保健食品的制备方法如下：
1)选择新鲜宰杀的优质牛骨，先将牛骨在淡盐水中浸泡2-3h后，再用清水进行清洗；将清洗后的牛骨加入到破碎机中进行粗粉碎，破碎成1-2cm的骨渣，再将骨渣采用超微粉碎机粉碎至10-20μm，最后用高压气冲击破碎至颗粒度为60-90nm的骨泥，并放入容器中盛放；
2)将容器放入水浴锅中，水浴锅的温度调至50℃，将配制好的蛋白酶液加入容器中，酶解1-2h；然后将容器中的骨泥倒入发酵罐中，将蒸汽接入发酵罐中缓慢升温120-130℃高温杀菌20-30min以达到灭菌要求，将发酵罐的温度再调低至35-40℃，用酒精棉擦拭罐顶接种口，迅速将乳酸菌倒入发酵罐中，并关闭接种口，培养发酵4-6h后，添加维生素D搅拌后即可；
3)将发酵好的骨泥采用喷雾造粒机在70-90℃的条件下造粒成型，并采用颗粒包装机自动计量包装成成品。
实施例3
纳米级钙保健食品的制备方法如下：
1)选择新鲜宰杀的优质牛骨，先将牛骨在淡盐水中浸泡2-3h后，再用清水进行清洗；将清洗后的牛骨加入到破碎机中进行粗粉碎，破碎成1-2cm的骨渣，再将骨渣采用超微粉碎机粉碎至10-20μm，最后用高速搅拌机打碎至颗粒度为70-80nm的骨泥，并放入容器中盛放；
2)将容器放入水浴锅中，水浴锅的温度调至50℃，将配制好的蛋白酶液加入容器中，酶解1-2h；然后将容器中的骨泥倒入发酵罐中，将蒸汽接入发酵罐中缓慢升温120-130℃高温杀菌20-30min以达到灭菌要求，将发酵罐的温度再调低至35-40℃，用酒精棉擦拭罐顶接种口，迅速将乳酸菌倒入发酵罐中，并关闭接种口，培养发酵4-6h后，添加维生素D以及酪蛋白磷酸钛搅拌后即可；
3)将发酵好的骨泥采用喷雾造粒机在70-90℃的条件下造粒成型，并采用颗粒包装机自动计量包装成成品。
实验例1
将本发明实施例1-3制备出的纳米级钙保健食品与申请号为201410057309.4的专利中实施例1的复合型钙保健品(对比例1)作如下实验：
随机抽取200名具有缺钙症状的人群，男女不限，年龄从0-80岁，分为四组，每组50人，且保证每组人群从年龄到病症强弱程度分配均匀，症状表现为：夜惊、盗汗、烦躁脱发，儿童则多伴有夜啼、不易入睡、易惊醒等症状，第一组使用本发明实施例1的纳米级钙保健食品，第二组使用本发明实施例2的纳米级钙保健食品，第三组使用本发明实施例3的纳米级钙保健食品，第四组使用对比例1的复合型钙保健品，为期三个月，成人服用的方法为每天一次，一次2.5g，儿童服用的方法为每天一次，一次1g，三个月之后对参加统计实验的人进行调查，调查结果如下表1：
表1调查结果
治愈：无夜惊、盗汗、烦躁脱发等缺钙现象，精神面貌良好；
效果显著：病情已经好转，但是还是会有少许缺钙症状；
无明显效果：没有感觉有任何改善；
从表1中可以看出，三个月后服用本发明实施例的纳米级钙保健品的人群，大部分均已痊愈，说明本发明的补钙产品效果显著，人体吸收效果好，尤其效果好于市面上的无机或有机钙产品。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (10)
1.一种纳米级钙保健食品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(A)先将新鲜牛骨粗粉碎，然后粉碎至颗粒度为50-100nm的纳米级的骨泥；
(B)将所述骨泥依次经过酶解、杀菌、发酵以及制粒步骤后，即得。
2.根据权利要求1所述的纳米级钙保健食品的制备方法，其特征在于，所述步骤(A)中，粗粉碎后颗粒度在1-2cm之间。
3.根据权利要求1所述的纳米级钙保健食品的制备方法，其特征在于，所述步骤(A)中，将新鲜牛骨粗粉碎后，先粉碎至颗粒度为10-20μm的骨泥后再继续进行纳米化。
4.根据权利要求1所述的纳米级钙保健食品的制备方法，其特征在于，所述步骤(B)中，进行酶解的方法包括：在40-50℃的条件下使用蛋白酶处理1-2h。
5.根据权利要求1所述的纳米级钙保健食品的制备方法，其特征在于，所述步骤(B)中，进行杀菌的方法包括：在120-130℃的条件下高温杀菌20-30min。
6.根据权利要求1所述的纳米级钙保健食品的制备方法，其特征在于，所述步骤(B)中，进行发酵的方法包括：接种乳酸菌于35-40℃培养发酵4-6h。
7.根据权利要求1所述的纳米级钙保健食品的制备方法，其特征在于，所述步骤(B)中，在发酵步骤之后，制粒步骤之前，还包括如下步骤：在骨泥中添加维生素D以及酪蛋白磷酸钛中的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的纳米级钙保健食品的制备方法，其特征在于，所述步骤(B)中，采用喷雾造粒成型的方法进行制粒。
9.根据权利要求8所述的纳米级钙保健食品的制备方法，其特征在于，喷雾造粒成型的温度控制在70-90℃之间。
10.采用权利要求1-9任一项所述的纳米级钙保健食品的制备方法制备得到的纳米级钙保健食品。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150610 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |