CN109288029A - 基于甜菜水溶性膳食纤维及甜菜碱的组合物制剂及制备 - Google Patents
基于甜菜水溶性膳食纤维及甜菜碱的组合物制剂及制备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于食品补充剂的甜菜水溶性膳食纤维为主要组分的甜菜碱型组合物制剂及其制备方法，所述组合物制剂除包含甜菜水溶性甜菜膳食纤维之外，还包含覆膜性甜菜碱制剂、活性多糖以及细胞胞内型抗氧化剂。本发明所述制剂具有较高的稳定性和水溶性，且暴露于空气中不易吸湿潮解，利于存储；使用时可均匀分散于水中，并保持稳定的悬浮状态。制剂中含有的胞内型抗氧化剂具有清除人体内自由基、促进保肝护肝等效果，与甜菜碱效果具有协同效应。甜菜水溶性膳食纤维从甜菜中提取得到，属于对甜菜深加工的综合利用途径。
Description
技术领域
本发明涉及功能食品补充剂领域，特别涉及一种含水溶性甜菜膳食纤维及甜菜碱的复合物型制剂及其制备方法。
背景技术
膳食纤维是健康饮食不可缺少的组分，在消化系统健康上扮演着重要的角色，尤其是在预防胃肠道疾病和维护胃肠道健康方面具有重要作用，还具有防止便秘、抑制糖的吸收、减少脂肪的堆积、缓解糖尿病症状、降低血脂、预防胆结石、排毒防癌等功效。日常中膳食纤维主要来自于植物的细胞壁，如小麦糠、米糠、玉米种皮、水果皮、蔬菜根茎中。
通常地，膳食纤维包括纤维素、半纤维素、果胶和其它的与植物相关的多糖和低聚糖。美国谷物化学家协会将膳食纤维定义为：植物可食部分和类似碳水化合物，它们不能为人体小肠消化吸收，但可以在大肠内部全部或部分发酵，包括多糖、寡聚糖、木质素及植物基质。现在通常认为，膳食纤维是不能被人体利用的多糖，即不能被人类的胃肠道中消化酶所消化的，且不被人体吸收利用的多糖。这类多糖也称为非淀粉多糖，即非α-葡聚糖的多糖。
按照溶解性不同，膳食纤维分为水溶性膳食纤维(SDF)和水不溶性膳食纤维(IDF)，两者之和为总膳食纤维。日常饮食中摄入的多为总膳食纤维。不可溶性膳食纤维是指不被人体消化道酶消化且不溶于热水中的那部分膳食纤维，例如纤维素、半纤维素、不溶性果胶和木质素等。
其中，可溶性膳食纤维是指不被人体消化道酶消化，但可溶于温水或热水且其水溶液又能被乙醇再沉淀的那部分膳食纤维，包括植物细胞内的储存物质和分泌物，还包括部分微生物多糖和合成类多糖，例如可溶性果胶、葡聚糖等。水溶性纤维可防止胆结石的形成，并可预防肠胃疾病及冠心病，而水不溶性膳食纤维主要是改善排便、促进肠内益生菌的生长心。营养学家建议，每天摄入的膳食纤维中，可溶性膳食纤维含量应在20%以上。
对于吞咽困难的人群或需要额外补充可溶性膳食纤维的人群(尤其是蔬果摄入不足、户外工作人群等)来说，开发一种便于携带的、溶解性好的水溶性膳食纤维制剂显得尤为重要。
水溶性膳食纤维来源广泛。其中，甜菜是我国大量种植的糖类作物之一。甜菜渣是制糖的副产品，糖厂大多将其作为饲料使用，现有技术中少量存在以甜菜渣制备纤维的技术。但是甜菜渣含有大量的木质素、纤维素等粗纤维，口感粗糙，不宜直接食用；同时甜菜渣也含有大量果胶，内含鼠李糖、半乳醣醛酸以及残留的蔗糖等，是一种优良的水溶性膳食纤维来源。
因此，开发一种具有优良性能的甜菜水溶性膳食纤维的提取工艺，具有非常重要的经济价值和市场价值。
甜菜中另一重要的物质是甜菜碱。甜菜碱是一种季胺型水溶性生物碱，化学名为三甲胺乙内脂，可溶于水和醇，易潮解，有甜味，是天然高效甲基供体，能调节渗透压。在化学性质上可保护细胞、蛋白和酶类免除有害环境(比如高盐、高渗等)。作为一种甲基供体，参与一系列生物学过程，例如参与到蛋氨酸的循环中，特别是在人的肝脏和肾脏中，以及降低高半胱氨酸。
甜菜碱的药理用途除了包括抗脂肪肝、抗肿瘤、降血压、抗消化性溃疡及胃肠功能障碍外，其最重要的应用是作为一种高效活性甲基供体生物营养素，具有促进蛋白质和脂肪代谢，稳定维生素，防止脂肪肝等作用。
国内外有多项专利公开了甜菜碱作为营养食品(或保健食品)和药物(组合物)的应用。例如以下这些。
CN101601426 A公开了一种酸奶及其制备方法，特别是一种添加甜菜碱利于维持肝脏健康的酸奶及其制备方法。属于乳品领域。本发明所提供的酸奶，生产1000Kg其组分及重量比例如下：牛奶700～850Kg，白砂糖50～90Kg，稳定剂3～5Kg，WPC80(乳清蛋白含量≥80%)0.5～3Kg，甜菜碱1～5Kg，香精0.1～0.8kg，菌种200～250DCU。本发明是以鲜牛奶为原料，同时添加甜菜碱，得到一种具有呵护肝脏健康的营养均衡酸奶。
CN102429920 A公开了一种多关联降血酸组合物及其制备方法。多关联降血酸组合物由甜菜碱和维生素及微量元素为主要原料组成。可用于降低人体血液中高同型半胱氨酸含量，及时补充人体蛋白质代谢过程中所必需的全甲基营养素，使人体处于最佳营养状态，把潜在的健康风险最大可能地转化为健康状态。
CN103800312 A公开了盐酸甜菜碱在制备防治肝病的药物或保健食品的应用。具体用于制备治疗病毒性乙型肝炎和丙型肝炎的药物和保健食品，用于制备干扰素治疗病毒性疾病的增敏剂或增效剂、制备降低核苷类药物治疗乙肝所导致的耐药性突变等的药物或功能食品，用于制备肝病肝细胞保护与降低转氨酶的药物或功能食品。
CN108042523 A 公开了甜菜碱(Betaine)在作为预防和治疗多发性硬化症的药物中的应用。betaine 作为药物，可以通过抑制DC/IL-6分泌和Th17的 分化缓解MS病理。与对照组相比，betaine治疗组小鼠EAE症状明显缓解，具有更低的临床评分、减少的中枢神经系统白细胞浸润和减弱的脱髓鞘，Th17在外周和中枢神经系统中比例均明显降低，虽然betaine对Th17分化没有直接影响，但是betaine可降低DC衍生的IL-6产生，DC-T共培养 实验表明betaine是通过降低DC/IL-6分泌减少 Th17的分化比例。由此，betaine可以为预防和治 疗多发性硬化症提供一种新的药物选择。
此外，WO 2011149713公开了盐酸甜菜碱作为治疗镰状细胞贫血并发症的药物组合物，WO 2007090113公开了盐酸甜菜碱作为治疗胃肠真菌感染的药物组合物，WO2005065675公开了盐酸甜菜碱作为治疗高血糖症的药物组合物， US 20080213397公开了盐酸甜菜碱作为提高免疫力与生理解毒的营养食品组合物，WO2004071435公开了以甜菜碱和盐酸甜菜碱降低同型半胱氨酸的血液水平，减少焦虑、抑郁和强迫等症状，US20040001817和WO2004100896公开了甜菜碱和盐酸甜菜碱作为抗衰老的营养补充剂的组合物的应用，US 20030068391公开了盐酸甜菜碱作为保护神经和心血管的营养食品，US6426099公开了盐酸甜菜碱作为重建肠道菌群的药物组合物的应用， WO2000012071 公开了甜菜碱和盐酸甜菜碱作为抗炎、抗风湿、缺氧、血小板凝集的治疗药物与保健食品的组合物的应用，WO2000007607以及JP 11279058公开了盐酸甜菜碱作为治疗癌症症状的药物和食品的组合物，WO9921566公开了盐酸甜菜碱作为降血脂和减肥的功能食品的组合物。
然而，上述专利中，尽管甜菜碱具有多种用途，但是现有技术没有给出以甜菜水溶性纤维为主的甜菜碱制剂用于食品领域，也没有复配相应的其他组分以增强其协同作用。例如，胞内型抗氧化剂组分。人体内自由基种类繁多，人体内自由基的产生来源于人体内各种代谢反应产生的内源性自由基，虽然人的机体内存在着自由基清除系统，可以最大限度地防御自由基的损伤。其中胞内抗氧化剂通过非酶促反应起作用，主要有谷胱甘肽(GSH)、维生素C、β-胡萝卜素、维生素E等。这些小分子物质主要依赖于外源性摄入。因此，补充胞内抗氧化剂对于自由基的清除极为重要。而前花青素作为较强的植物性来源抗氧化剂，可作为优良的自由基清除剂。另外，白藜芦醇是非黄酮类多酚化合物，又称为芪三酚。主要来源于葡萄、虎杖、花生、桑椹等植物。到目前为止，发现白藜芦醇是肿瘤的化学预防剂，也是对降低血小板聚集，预防和治疗动脉粥样硬化、心脑血管疾病的化学预防剂，同时证实白藜芦醇具有对对抗癌症的有益作用。然而，由于白藜芦醇难溶于水，易氧化分解，致使普通口服制剂的生物利用度较低。为了提高白藜芦醇生物利用度，增加稳定性，需要做成合适的剂型。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于甜菜提取的含水溶性膳食纤维及甜菜碱的复合物型制剂及其制备方法，所述组合物制剂除包含甜菜水溶性甜菜膳食纤维之外，还包含覆膜性甜菜碱制剂、活性多糖以及细胞胞内型抗氧化剂。所述制剂便于携带、储存稳定性好，用于水溶性膳食纤维素及甜菜碱复合型生物素补充剂，尤其适用于需要额外补充可溶性膳食纤维的人群(例如蔬果摄入不足、户外工作人群等)或需要调理由甜菜碱介导的相关生理状态的人群。
其中，优选地，所述活性多糖组分为石斛多糖提取物固体分散体，优选4KDa以上的石斛多糖组分；所述细胞胞内型抗氧化剂为包裹白藜芦醇、前花青素的微囊化颗粒。
本发明另一个主要目的是提供上述制剂的制备方法。所述制剂具有较高的稳定性和水溶性，且暴露于空气中不易吸湿潮解，利于存储；使用时可均匀分散于水中，并保持稳定的悬浮状态。制剂中含有的胞内型抗氧化剂具有清除人体内自由基、促进保肝护肝等效果，与甜菜碱具有协同效应。其中甜菜水溶性甜菜膳食纤维从甜菜渣中提取得到，也是对甜菜深加工的新的综合利用途径。
具体地，本发明采用的技术方案如下。
本发明的第一个方面，提供一种可供各种人群食用的基于甜菜水溶膳食纤维及甜菜碱的组合物制剂，按重量份计，包括：甜菜水溶性膳食纤维80-100份，覆膜性甜菜碱 20-30份，石斛多糖提取物固体分散体5-10份，以及包裹白藜芦醇、前花青素的微囊颗粒剂1-3份。
其中，所述甜菜碱可以是人工合成的高纯度市售产品，也可以从甜菜糖蜜中提取得到。
优选地，本发明所用的甜菜碱选自人工合成的食品级高纯度甜菜碱，纯度不低于99%。
进一步优选地，纯度不低于99.5%。
甜菜碱是动物体有益的天然可食用添加剂，其可以作为甲基供体，参与人体多个维持机体及细胞正常功能相关反应，包括DNA、RNA和神经传输物质的合成，及启动肝脏解毒反应；还可以作为人体渗透压调节剂，保护细胞及酶不受环境应激的影响；另外还可通过一系列的新陈代谢作用，来减少血液中脂肪浓度，进而减轻肝脏中脂肪堆积以及预防脂肪肝，对肝脏具有护肝保肝作用，等等。石斛多糖在降血糖、抗癌、抗氧化及提高免疫力方面均有一定效果，是一种优良的保健型活性多糖，在生理活性效果上与甜菜碱、抗氧剂具有协同增效作用。
本发明所述甜菜水溶性膳食纤维提取自甜菜制糖后的甜菜渣，而甜菜渣以前通常用做肥料或饲料用途；本发明对甜菜渣进行深加工利用，从中提取得到有用的水溶性膳食纤维，采用酶解过程中结合碱提取和二次酸提取的工艺，水溶性膳食纤维提取率接近28%(基于干燥的脱脂甜菜粕计)。
本发明的第二个方面，提供上述制剂的制备方法，包括下列步骤：
(1) 采用酶解-碱提结合二次酸提的工艺从甜菜粕中提取甜菜水溶性膳食纤维；
(2) 制备覆膜性甜菜碱，所述覆膜性甜菜碱中包含至少部分水解的大豆分离蛋白；
(3) 制备石斛多糖提取物固体分散体作为多糖辅助组分；
(4) 制备包裹白藜芦醇、前花青素的微囊化颗粒剂作为胞内型抗氧化剂。
(5) 将上述各组分按适量比例混合复配。
具体地，各步骤具体过程如下：
(1) 提取甜菜水溶性膳食纤维：
S1：取甜菜制糖后的甜菜渣烘干，进行除杂、粉碎处理并过80目筛，得到待处理的甜菜粕。
S2：加入甜菜粕重量3-5倍的正己烷，在40-45℃的条件下超声辅助脱脂处理2-3h，压滤方式进行过滤，回收溶剂，滤渣在100-110℃烘箱中烘干干燥，得到脱脂甜菜粕粉；将脱脂甜菜粕与10-12倍质量的蒸馏水混合，在磨浆机中进行磨浆处理至甜菜粕粒度为100目以上，优选200-300目。
S3：酶提结合碱提：
首先，在浆液中加入相当于脱脂甜菜粕干重1-1.5wt%的α-淀粉酶，在pH为7、温度60-65℃下酶解1-2h，然后维持温度不变，调节pH至10，200-400rpm震荡条件下碱提60-90min；其次，碱提结束后用柠檬酸调节浆液pH值至5-5.5，然后加入脱脂甜菜粕质量1%的酸性蛋白酶或复合蛋白酶，在温度50-55℃的条件下酶解1-2h，然后煮沸灭酶，冷却至室温；再加入脱脂甜菜粕质量1-2wt%的纤维素酶或半纤维素酶中的至少一种，在pH 4-5、温度为40-45℃的条件下，震荡酶解1-3h，然后将酶解液置于90-100℃下灭活5-10min，冷却至室温，真空抽滤或采用三足离心机或卧式离心机进行固液分离，收集滤液，将滤液进行蒸发浓缩，浓缩至固形物含量在30%-50%。
S4：二次提取：
向上述固液分离后的滤渣中加入适量清水洗涤1-2次，干燥，然后加入5-6倍重量的2-3wt%柠檬酸水溶液，浸泡处理1-2h后超声波辅助提取20-30min，重复1-3次；固液分离，收集滤液，将滤液进行蒸发浓缩，浓缩至固形物含量在30%-50%，合并入上述酶解浓缩液中。
S5：用4-5倍体积的95%乙醇或无水乙醇对上述浓缩液进行沉淀，优选地，充分搅拌后静置沉淀1-2h，然后固液分离，所得沉淀物采用95%乙醇进行洗涤1-2次；对洗涤后的沉淀物进行干燥，将干燥后的物质超微粉碎或研磨，从而制得甜菜可溶性膳食纤维粉。
优选地，上述乙醇沉淀物采用流化床干燥，干燥温度为70～90℃，优选70～80℃。
本发明通过控制磨浆的粒度，以及采用上述酶解-碱解和二次提取工艺制备得到的可溶性膳食纤维，除了具有提高的收率之外，还具有优良的性能，其中其持水力在5.0以上，高达6.1g/g；持油力在2.5g/g以上，溶胀力在7.0mL/g以上，以及优良的胆固醇、胆酸盐、亚硝酸吸附能力。
本发明可溶性膳食纤维粉的制备原料为制糖产生的甜菜渣，可选地，也可选择其他富含膳食纤维的蔬果作为原料，尤其是在食品工业中广泛应用的那些，例如苹果、植物根茎等。
(2) 制备覆膜性甜菜碱步骤如下：
S1：将甜菜碱与至少部分水解的大豆分离蛋白(优选水解度不低于50%)按照1：3-5的重量比混合，加入到5-6倍重量的去离子水中，搅拌均匀得到分散液后，于室温下20-30kHz超声处理10-15min，真空浓缩去除多余水分，喷雾干燥，得到包含甜菜碱的复合物颗粒。
其中，所述的甜菜碱为提取自甜菜的天然产物提取物，也可以采用化学合成的食品级高纯度甜菜碱(例如，纯度不低于99.5%)。
其中，所述至少部分水解的大豆分离蛋白选自水解度不低于50%的大豆分离蛋白，即至少一半的大豆分离蛋白被蛋白酶酶解；优选地，水解度不低于70%，甚至可以为完全水解(此时大豆分离蛋白被全部酶解为多肽组分)。所述酶解在本领域中含义是已知的，其包括用本领域任意的蛋白酶进行酶解。
例如，用商品化的碱性蛋白酶或复合蛋白酶进行酶解，酶解条件也是本领域已知的，包括但不限于：pH值6.0-9.0，反应温度为42-65℃；通常地，酶解反应结束后，调节蛋白酶解液的pH值至中性，离心收集沉淀，干燥，从而得到至少部分水解的大豆分离蛋白。其中，超声波功率可以为100-300W。
S2：按重量份计，称取羧甲基壳聚糖2-3份(优选羧化度60%以上)，羟丙基甲基纤维素2-5份，溶于由10-15份无水乙醇和20-25份蒸馏水组成的混合溶剂中，搅拌使其形成均匀溶液，得到覆膜溶液。
S3：按重量份计，50-60℃下在包膜机内将10份上述覆膜溶液均匀喷覆到10-12份上述步骤S1制备的甜菜碱复合物颗粒表面，烘干干燥。
S4：将覆膜后的甜菜碱制剂进一步真空干燥以除去残留乙醇，并将得到的覆膜甜菜碱颗粒物研磨或粉碎至粒度均匀，过100-140目筛。
该步骤制得的覆膜性甜菜碱，相比直接使用甜菜碱，所得制剂不易吸湿，不易潮解，制剂稳定性高。
(3) 制备石斛多糖提取物固体分散体步骤如下：
S1：制备石斛多糖粗品：
(a) 将超微粉碎后的洁净铁皮石斛茎微粉与1-2wt%的纤维素酶或半纤维素酶加入8-10倍质量的无菌水中，水浴加热至55-57℃，震荡酶解 2-3h，95-100℃高温灭酶。
(b) 高温灭酶后温度降至70-90℃，超声波提取仪中以300-400W功率超声提取10-15min，重复提取2-3次；过滤，将滤液蒸发浓缩至10-15%体积，向浓缩液中加入 3-5 倍体积的无水乙醇，0-4℃静置过夜，得到石斛多糖粗品沉淀物，烘干干燥。
(c) 将上述石斛多糖粗品溶于5-6倍质量的蒸馏水中，用截留分子量4-5KDa的透析袋于0-4℃透析16h去除单糖及小分子杂质， 将透析袋内液体8000-10000rpm 高速离心10-15min去除固体杂质，将上清液真空蒸发浓缩，将获得的固体进一步烘干干燥，粉碎机中粉碎，得到4KDa以上的石斛多糖粉末。
S2：按重量份计，取预胶化淀粉3-5份，溶于含0.5-1份维生素C的15-25份蒸馏水中，水浴加热搅拌使其形成均匀溶液。
S3：称取石斛多糖粉末溶解于适量的上述溶液中，搅拌混合均匀，喷雾干燥机中喷雾制粒，烘干干燥，过100-120目筛，从而得到石斛多糖提取物固体分散体。
(4) 制备胞内型抗氧化剂-包裹白藜芦醇、前花青素的微囊化颗粒剂
S1：按重量份计，分别称取5-6份的大豆卵磷脂、1-2份羧甲基壳聚糖 、0.5-0.6份海藻糖、0.1-0.3份单硬脂酸甘油酯，在40-50℃条件下加入25-30份的50-70%(V/V)乙醇溶液中，充分搅拌混溶形成均匀的悬浊乳液；向悬浊乳液中加入1-3份白藜芦醇粉末、0.1-0.5份的前花青素，充分搅拌溶解，在室温下用超声波超声处理5-10min，超声波功率为100-200W，频率20-30kHz，从而形成含有负载型白藜芦醇与前花青素的糖-脂类混悬液；将混悬液40-50℃下旋转蒸发除掉乙醇并真空干燥，得到糖-脂负载白藜芦醇与前花青素的脂质微乳制剂复合物。
S2：按重量份计，取羟丙基甲基纤维素3-5份，所述制备的石斛多糖粉1-2份，聚乙烯吡咯烷酮0.3-0.5份，溶于含0.5-1份维生素C的15-20份50-70%(V/V)乙醇溶液中，搅拌使其形成均匀溶液。
S3：按照1：3-5的重量比将上述自微乳复合物加入步骤S2制得的溶液中，搅拌形成悬浮乳浊液，旋蒸浓缩至合适固体浓度后用喷雾干燥除去乙醇溶剂，经进一步真空干燥后研磨粉碎，过140-160目筛，得到固体分散体，即包裹白藜芦醇、前花青素的微囊颗粒。
其中，喷雾干燥的物料温度控制在50-60℃。
相比较直接添加胞内抗氧化剂，所得微囊颗粒能有效提高白藜芦醇在水中的溶解度，有利于胃分散及肠道脂解，生物有效利用度高，同时避免了直接添加白藜芦醇带来的水溶性差、难以溶于水以及微乳颗粒制剂溶于水后形成明显油相等弊端。
其中，所述的白藜芦醇、前花青素选自食品级或药品级原料，其可以根据本领域一般方法从植物中提取得到，也可以采用市售的商品原料，优选市售的商品原料以保证高的纯度。
(5) 将上述各组分按适量比例混合复配，其中甜菜水溶性膳食纤维80-100份，覆膜性甜菜碱 20-30份，石斛多糖提取物固体分散体5-10份，以及包裹白藜芦醇、前花青素的微囊颗粒剂1-3份。
作为本发明的另一方面，还提供所述含甜菜碱的甜菜水溶膳食纤维组合物制剂在食品中的用途，作为功能食品或保健食品，或食品添加剂。
具体地，其可作为水溶性膳食纤维素补充剂，还可作为甜菜碱补充剂和体内抗氧剂等生物营养素添加剂。
本发明的甜菜水溶膳食纤维组合物制剂除了具备可溶性膳食纤维带来的有益肠道健康效果之外，还具备甜菜碱及胞内抗氧剂带来的有益生理效应。具体地，本发明基于甜菜水溶膳食纤维引入了甜菜碱、活性多糖、抗氧剂的包膜性复合物，得到了稳定的制剂，溶解后具有优良水溶性和流动粘稠度，除了适用于作为水溶性膳食纤维补充剂，还对人体肠道、心血管、肝脏等系统具备有益的调理保健作用，以及对高半胱氨酸尿症等疾病的辅助治疗作用(降低高半胱氨酸及人体血酸)。
其中，甜菜碱作为一种高效活性甲基供体生物营养素，具有促进蛋白质和脂肪代谢，稳定维生素等作用，除了抗肿瘤、降血压、抗消化性溃疡及胃肠功能障碍效应外，还参与到肝脏的一系列新陈代谢活动中，对减轻脂肪肝起到一定的功效；复配胞内抗氧化剂制剂能最大限度的发挥清除自由基，促进肝细胞再生。
白藜芦醇和前花青素(又称原花青素)是较强的天然抗氧化剂，尤其是前花青素，是胞内型优良的自由基清除剂。而白藜芦醇作为肿瘤的预防剂，复配水溶性膳食纤维后对于预防肠道肿瘤、维持肠道健康具有协同作用；另外白藜芦醇对降低血小板聚集、预防和治疗动脉粥样硬化、心脑血管疾病也具备一定效果。石斛多糖和羧甲基壳聚糖等多糖在提高机体免疫力、抗氧化、抗炎和降血糖方面具有活性效应，可作为生物碱和抗氧剂的有益补充，同时可以增加制剂溶解后的黏稠度，代替增稠剂的使用。
与现有技术相比，本发明还至少具有如下有益效果：
(1) 本发明通过覆膜包裹甜菜碱及抗氧剂的方式，使甜菜碱、白藜芦醇等组分变为固态颗粒状粉末，能有效降低甜菜碱的吸湿性、提高难溶性的白藜芦醇水中的溶解度，同时覆膜包裹组分有利于胃分散及肠道脂解，生物有效利用度高，制备方法简单。
(2) 本发明从甜菜制糖的废粕中提取水溶性膳食纤维，提取率高，甜菜综合利用度高；尤其通过控制磨浆的粒度，以及采用酶解-碱解和二次提取工艺得到的可溶性膳食纤维，具有优良的性能，其持水力在5.0g/g以上；持油力在2.5g/g以上，溶胀力在7.0mL/g以上，此外通过纤维尺寸的控制，还具有优良的胆固醇、胆酸盐等物质的吸附能力。
(3) 本发明的多糖组分和作为包膜剂的壳聚糖，复配水溶性膳食纤维，除了提高机体免疫力，还具有改善消化道健康的协同作用。
(4) 本发明制剂根据各组分理化特性，采取覆膜处理或微胶囊化的处理方式，所有组分均为相似大小的固体颗粒，粒度均匀度高，同时可在水中快速溶解形成具有一定流动性粘稠度的悬浊液，无需长时间搅拌；同时通过与多糖组分复配，具有微甜甜度，而且可溶性膳食纤维素没有刺喉感，适合吞咽困难的人群。
(5) 本发明产品制剂稳定性较好、制备工艺简单。暴露于空气中一周，覆膜性甜菜碱避免了吸湿潮解现象发生。
具体实施方式
下面通过具体的制备例和实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
实施例1
提取甜菜水溶性膳食纤维
1) 取甜菜制糖后的甜菜渣烘干，进行除杂、粉碎处理并过80目筛，得到的甜菜粕约21.6kg，在脱脂罐中用65kg正己烷在45℃条件下脱脂处理2h，期间每隔30min用20kHz超声处理5min，脱脂后压滤过滤，蒸馏回收溶剂，滤渣在110℃烘箱中烘干干燥，得到脱脂甜菜粕20.4kg；将脱脂甜菜粕与210L蒸馏水混合，在磨浆机中进行磨浆处理，至甜菜粕粒度为200目左右。
2) 在浆液中加入210g 的α-淀粉酶，在pH为7、温度65℃下酶解2h，维持温度不变，调节pH至10，200rpm震荡条件下碱提90min。
3) 碱提结束后用柠檬酸调节浆液pH值至5.5，加入200g复合蛋白酶，在温度50℃的条件下酶解2h，然后煮沸灭酶，冷却至室温；再加入300g纤维素酶以及100g半纤维素酶，在pH 4.5、温度为45℃的条件下，震荡酶解3h，然后将酶解液置于100℃下灭活5min，冷却至室温，采用卧式离心机进行固液分离，收集滤液，进行蒸发浓缩，浓缩至固形物含量约39-40wt%。
4) 向上述固液分离后的滤渣中加入适量清水洗涤2次，干燥，然后加入2wt%柠檬酸水溶液90.5kg，浸泡处理1h后25kHz超声波辅助提取20min，重复超声2次；固液分离，收集滤液，将滤液进行蒸发浓缩，浓缩至固形物含量在40%左右，合并入上述酶解浓缩液中，共得浓缩液13.8kg。
5） 用48L体积的95%乙醇对上述浓缩液进行沉淀，充分搅拌后静置1h，然后固液分离，回收乙醇，并将所得沉淀物采用95%乙醇进行洗涤2次；对洗涤后的沉淀物进行流化床干燥，干燥温度为70℃；将干燥后的物质超微粉碎，从而制得甜菜水溶性膳食纤维粉5.56kg。
所得甜菜水溶性膳食纤维持水力6.1g/g，持油力2.8g/g，溶胀力7.5mL/g。
实施例2
制备覆膜性甜菜碱
1) 将纯度99.9%的人工合成甜菜碱500g与水解度为70%的大豆分离蛋白2.5kg混合，加入到15L去离子水中，搅拌均匀得到分散后，于室温下30kHz超声处理10min，真空浓缩去除多余水分，喷雾干燥，得到包含甜菜碱的复合物颗粒约3.2kg。
2） 称取羧化度75%的羧甲基壳聚糖200g，羟丙基甲基纤维素300g，溶于由1.5kg无水乙醇和2L蒸馏水组成的混合溶剂中，搅拌使其形成均匀溶液，得到覆膜溶液约4kg。
3）50℃下在包膜机内将3kg上述覆膜溶液均匀喷覆到上述步骤制备的甜菜碱复合物颗粒表面，烘干干燥至水含量5%以内，得到覆膜性甜菜碱约3.8kg。将得到的覆膜甜菜碱制剂进一步真空干燥以除去残留乙醇，并将得到的覆膜甜菜碱颗粒物粉碎至粒度均匀，过140目筛。
实施例3
制备石斛多糖提取物固体分散体
1）制备石斛多糖粗品
(a) 将超微粉碎后的洁净铁皮石斛茎微粉600g与60g纤维素酶加入6L无菌水中，水浴加热至55℃，震荡酶解3h，100℃高温灭酶。
(b) 高温灭酶后温度降至80℃，超声波提取仪中以300W功率超声波超声提取15min，重复提取2次；过滤，将滤液蒸发浓缩至10%体积，向浓缩液中加入 2L无水乙醇，4℃静置过夜，分离得到石斛多糖粗品，烘干干燥。
(c) 将上述石斛多糖粗品溶于600ml蒸馏水中，用截留分子量4KDa的透析袋于4℃透析16h去除单糖及小分子寡聚糖杂质，然后将透析袋内液体8000rpm 高速离心10min去除固体杂质，将上清液真空蒸发浓缩，获得的固体进一步烘干干燥，粉碎机中粉碎，得到分子量在4KDa以上的石斛多糖粉末约89g，提取率约15%。
2) 取预胶化玉米淀粉30g，溶于含5g维生素C的200ml蒸馏水中，水浴加热搅拌使其形成均匀溶液；将上述石斛多糖粉末溶解于90g该溶液中，搅拌混合均匀，喷雾干燥机中喷雾制粒，烘干干燥，过120目筛，从而得到石斛多糖提取物固体分散体约112g。
实施例4
制备胞内型抗氧化剂
1） 分别称取50g的大豆卵磷脂、20g羧甲基壳聚糖 、5g海藻糖、2g单硬脂酸甘油酯，在50℃下加入300g的60%(V/V)乙醇溶液中，充分搅拌混溶形成均匀的悬浊乳液；向悬浊乳液中加入20g白藜芦醇粉末、2g前花青素，充分搅拌溶解，在室温下超声波混合处理5min，超声波功率为200W，频率20kHz，从而形成含有负载型白藜芦醇与前花青素的糖-脂类混悬液；将混悬液40℃下旋转蒸发除去溶剂并回收乙醇并真空干燥，得到糖-脂复合物负载白藜芦醇与前花青素的脂质微乳制剂复合物约400g。
2）按重量份计，取羟丙基甲基纤维素3份，所述制备的石斛多糖粉1份，聚乙烯吡咯烷酮0.3份，溶于含1份维生素C的15份70%(V/V)乙醇溶液中，搅拌使其形成均匀溶液。
3） 按照1:3的重量比将上述步骤1)中糖-脂复合物负载的复合物制剂加入步骤2）制得的溶液中，搅拌形成悬浮乳浊液，旋蒸浓缩至合适固体浓度后用喷雾干燥除去乙醇溶剂，经进一步真空干燥后研磨粉碎，过140目筛，得到固体分散体约710g，即包裹白藜芦醇、前花青素的微囊颗粒。其中，喷雾干燥的物料温度控制在50℃。
实施例5
复配组合物制剂1
将上述各步骤制得的组分按比例混合复配，具体地，甜菜水溶性膳食纤维100份，覆膜性甜菜碱 20份，石斛多糖提取物固体分散体5份，包裹白藜芦醇、前花青素的微囊颗粒剂2份，共得1.27kg，混料机中混合，灭菌，封装。
实施例6
复配组合物制剂2
将上述各步骤制得的组分按比例混合复配，具体地，甜菜水溶性膳食纤维100份，覆膜性甜菜碱 30份，石斛多糖提取物固体分散体10份，以及包裹白藜芦醇、前花青素的微囊颗粒剂3份，共得1.43kg，混料机中混合，灭菌，封装。
实施例7
溶解性试验
将实施例5中的复合制剂10g分别溶解于室温和37℃的150ml蒸馏水中，稍微搅拌2-5s即可溶解完全，得到低粘度的半透明状溶液，证明制剂具有良好的低温速溶性。口感微甜、滑腻，无粗糙纤维的刺喉感。
室温静置15min后粘度变大，流动性下降，继续搅拌后流动性有所恢复。
实施例8
稳定性试验
储存稳定性：将制剂粉末在室温下(相对湿度75%)放置24h，无颗粒粘结及表面潮解现象，抗吸湿性良好。
高温溶液稳定性：对实施例5-6的制剂用10倍质量的55℃蒸馏水分别进行溶解，采用高温保存观察法，在水浴中维持温度，于10min、20min、40min、60min时间段分别观察溶液出现脂析(抗氧化剂脂质颗粒逸出)所需的时间。
试验结果表明，在观察时间内(60min)，实施例5-6的制剂溶液均无明显脂析现象，说明制剂的溶液稳定性较好，适合使用较高温度的热水溶解并维持良好的稳定性。
通过实验分析可知，本发明的甜菜可溶性膳食纤维复合物制剂具有优良的稳定性和溶解性，适宜作为溶液型饮品或作为食品添加剂，或用作可溶性膳食纤维补充剂和甜菜碱、胞内抗氧剂等组分补充剂。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种包含甜菜水溶性膳食纤维及甜菜碱的组合物制剂，其特征在于，所述组合物包含：从甜菜粕中提取的甜菜水溶性甜菜膳食纤维，覆膜性甜菜碱、活性多糖组分以及细胞胞内型抗氧化剂。
2.如权利要求1所述的组合物制剂，其特征在于，所述活性多糖组分为石斛多糖提取物固体分散体，优选4 kDa以上的石斛多糖组分；所述细胞胞内型抗氧化剂为包裹白藜芦醇、前花青素的微囊化颗粒；所述的甜菜碱选自人工合成的食品级高纯度甜菜碱，优选地，纯度不低于99%。
3.如权利要求2所述的组合物制剂，其特征在于，按重量份计，其中甜菜水溶性膳食纤维80-100份，覆膜性甜菜碱 20-30份，石斛多糖提取物固体分散体5-10份，以及包裹白藜芦醇、前花青素的微囊颗粒剂1-3份。
4.一种权利要求1-2所述组合物制剂的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1) 采用酶解-碱提结合二次酸提的工艺从甜菜粕中提取甜菜水溶性膳食纤维；
(2) 制备覆膜性甜菜碱复合物，所述覆膜性甜菜碱复合物中包含至少部分水解的大豆分离蛋白；
(3) 制备石斛多糖提取物固体分散体作为多糖辅助组分；
(4) 制备包裹白藜芦醇、前花青素的微囊化颗粒剂作为胞内型抗氧化剂；
(5) 将上述各组分按适量比例混合复配。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体过程如下：
S1：取甜菜制糖后的甜菜渣烘干，进行除杂、粉碎处理并过筛，得到待处理的甜菜粕；
S2：加入甜菜粕重量3-5倍的正己烷，在40-45℃的条件下超声辅助脱脂处理2-3h，压滤过滤，回收溶剂，滤渣在100-110℃烘箱中烘干干燥，得到脱脂甜菜粕粉；将脱脂甜菜粕与10-12倍质量的蒸馏水混合，在磨浆机中进行磨浆处理至甜菜粕粒度为100目以上，优选200-300目；
S3：在浆液中加入相当于脱脂甜菜粕干重1-1.5wt%的α-淀粉酶，在pH为7、温度60-65℃下酶解1-2h，然后维持温度不变，调节pH至10，在200-400 rpm震荡条件下碱提60-90 min；随后，碱提结束后用柠檬酸调节浆液pH值至5-5.5，然后加入脱脂甜菜粕质量1%的酸性蛋白酶或复合蛋白酶，在温度50-55℃的条件下酶解1-2h，然后煮沸灭酶，冷却至室温；加入脱脂甜菜粕质量1-2wt%的纤维素酶或半纤维素酶中的至少一种，在pH 4-5、温度为40-45℃的条件下，震荡酶解1-3 h，然后将酶解液置于90-100℃下灭活5-10 min，冷却至室温，真空抽滤或离心进行固液分离，收集滤液，将滤液进行蒸发浓缩，浓缩至固形物含量在30%-50%；
S4：二次提取：向上述固液分离后的滤渣中加入适量清水洗涤1-2次，干燥，然后加入5-6倍重量的2-3wt%柠檬酸水溶液，浸泡处理1-2h后超声波辅助提取20-30 min，重复1-3次；固液分离，收集滤液，将滤液进行蒸发浓缩，浓缩至固形物含量在30%-50%，合并入上述酶解浓缩液中；
S5：用4-5倍体积的95%乙醇或无水乙醇对上述浓缩液进行沉淀，充分搅拌后静置沉淀1-2h，然后固液分离，所得沉淀物采用95%乙醇进行洗涤1-2次；对洗涤后的沉淀物进行干燥，将干燥后的物质超微粉碎或研磨，从而制得甜菜可溶性膳食纤维粉。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)具体过程如下：
S1：将甜菜碱与至少部分水解的大豆分离蛋白按照1：3-5的重量比混合，加入到5-6倍重量的去离子水中，搅拌均匀得到分散液后，于室温下20-30 kHz超声处理10-15 min，真空浓缩去除多余水分，喷雾干燥，得到包含甜菜碱的复合物颗粒；其中，所述至少部分水解的大豆分离蛋白选自水解度不低于50%的大豆分离蛋白；
S2：按重量份计，称取羧甲基壳聚糖2-3份，羟丙基甲基纤维素2-5份，溶于由10-15份无水乙醇和20-25份蒸馏水组成的混合溶剂中，搅拌使其形成均匀溶液，得到覆膜溶液；
S3：按重量份计，50-60℃下在包膜机内将10份上述覆膜溶液均匀喷覆到10-12份上述步骤S1制备的甜菜碱复合物颗粒表面，烘干干燥；
S4：将覆膜后的甜菜碱制剂进一步真空干燥以除去残留乙醇，并将得到的覆膜甜菜碱颗粒物研磨或粉碎至粒度均匀，过100-140目筛。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)具体过程如下：
S1：制备石斛多糖粗品：
(a) 将超微粉碎后的洁净铁皮石斛茎微粉与1-2wt%的纤维素酶或半纤维素酶加入8-10倍质量的无菌水中，水浴加热至55-57℃，震荡酶解 2-3h，95-100℃高温灭酶；
(b) 高温灭酶后温度降至70-90℃，超声波提取仪中超声提取10-15min，重复提取2-3次；过滤，将滤液蒸发浓缩至10-15%体积，向浓缩液中加入 3-5 倍体积的无水乙醇，0-4℃静置过夜，得到石斛多糖粗品沉淀物，烘干干燥；
(c) 将上述石斛多糖粗品溶于5-6倍质量的蒸馏水中，用截留分子量4-5 KDa的透析袋于0-4℃透析16h去除单糖及小分子杂质， 将透析袋内液体8000-10000 rpm 高速离心10-15min去除固体杂质，将上清液真空蒸发浓缩，将获得的固体进一步烘干干燥，粉碎机中粉碎，得到4 KDa以上的石斛多糖粉末；
S2：按重量份计，取预胶化淀粉3-5份，溶于含0.5-1份维生素C的15-25份蒸馏水中，水浴加热搅拌使其形成均匀溶液；称取石斛多糖粉末溶解于适量的上述溶液中，搅拌混合均匀，喷雾干燥机中喷雾制粒，烘干干燥，过100-120目筛，从而得到石斛多糖提取物固体分散体。
8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)具体过程如下：
S1：按重量份计，分别称取5-6份的大豆卵磷脂、1-2份羧甲基壳聚糖 、0.5-0.6份海藻糖、0.1-0.3份单硬脂酸甘油酯，在40-50℃条件下加入25-30份的50-70%(V/V)乙醇溶液中，充分搅拌混溶形成均匀的悬浊乳液；向悬浊乳液中加入1-3份白藜芦醇粉末、0.1-0.5份的前花青素，充分搅拌溶解，在室温下用超声波超声处理5-10 min，从而形成含有负载型白藜芦醇与前花青素的糖-脂类混悬液；将混悬液40-50℃下旋转蒸发除掉乙醇并真空干燥，得到糖-脂负载白藜芦醇与前花青素的脂质微乳制剂复合物；
S2：按重量份计，取羟丙基甲基纤维素3-5份，所述制备的石斛多糖粉1-2份，聚乙烯吡咯烷酮0.3-0.5份，溶于含0.5-1份维生素C的15-20份50-70%(V/V)乙醇溶液中，搅拌使其形成均匀溶液；
S3：按照1：3-5的重量比将上述微乳复合物加入步骤S2制得的溶液中，搅拌形成悬浮乳浊液，旋蒸浓缩至合适固体浓度后用喷雾干燥除去乙醇溶剂，经进一步真空干燥后研磨粉碎，过140-160目筛，得到固体分散体，即包裹白藜芦醇、前花青素的微囊颗粒。
9.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(5) 具体过程如下：将各组分按适量比例混合复配，其中甜菜水溶性膳食纤维80-100份，覆膜性甜菜碱 20-30份，石斛多糖提取物固体分散体5-10份，以及包裹白藜芦醇、前花青素的微囊颗粒剂1-3份，混料机中混匀即得。
10.上述权利要求1-3所述的组合物制剂用于保健品或功能食品补充剂的用途。
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| PB01 | Publication | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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