CN109452656A - 海带膳食及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海带膳食领域，尤其是海带膳食及其制备方法。该海带膳食的各原料的重量份数为：海带粉9‑15份、纤维素酶0.4‑0.7份、蛋白酶0.4‑0.7份、HCL溶液90‑120份、Na2CO3溶液250‑310份、无水乙醇35‑44份。本发明通过使用酶技术与化学结合的方法提取海带膳食纤维后并进行超微粉碎，从而提高其对阳离子的交换能力以及胆固醇吸附量和亚硝酸根离子吸附量，降低凝胶强度。
Description
技术领域
本发明涉及海带膳食领域，尤其是海带膳食及其制备方法.该制备方法的步骤为。
背景技术
海带，一种扁平叶状的长条藻类。属于冷水性海洋蔬菜，是一种重要的经济类藻类。海带在我国沿海地区大面积养殖，并且年产量也在逐年升高，因此成本很低。海带中营养价值高，不仅含有丰富的维生素，矿物质，还含有多糖、粗蛋白、粗纤维等等。因此海带具有促进食物的消化、美容、治疗便秘等功能。除此之外，海带还具有医疗保健的功能，比如：调节血糖和血脂、增强人体抵抗力、降血压等功能。除此以外，海带的功效还有许多需要我们研究开发，市场发展潜力巨大。
随着生活质量提升，人们的健康意识增强，对膳食纤维这种具有生理功效的物质越来越重视。膳食纤维起初被称为“粗纤维”，随着人们对它不断的调研有了更多的了解，后来改称为“膳食纤维”。其主要是碳水化合物，并且不能被人体消化吸收。膳食纤维有助于改善人体肠道、调控血糖等功能。膳食纤维被称为“第七大营养素”，对人体的健康和生命的延续发挥重要作用。但是现有的海带膳食营养成分的利用率不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决背景技术中描述的技术问题，本发明提供了一种海带膳食及其制备方法，通过使用酶技术与化学结合的方法提取海带膳食纤维后并进行超微粉碎，从而提高其对阳离子的交换能力以及胆固醇吸附量和亚硝酸根离子吸附量，降低凝胶强度。
一种海带膳食，所述海带膳食的各原料的重量份数为：
海带粉9-15份、纤维素酶0.4-0.7份、蛋白酶0.4-0.7份、HCL溶液90-120 份、Na2CO3溶液250-310份、无水乙醇35-44份。
具体地，所述海带粉10份、纤维素酶0.5份、蛋白酶0.5份、HCL溶液100 份、Na2CO3溶液300份、无水乙醇40份。
一种海带膳食的制备方法，该制备方法的步骤为：
a)将选取的海带进行预处理，然后将预处理完成的海带在60-80℃的恒温干燥箱中持续干燥，干燥完全后粉碎成海带粉，海带粉放于用于防止受潮的干燥器中；
b)称取海带粉末于烧杯中，按比例加入纤维素酶和蛋白质酶溶液，调节溶液pH值至4-5后混匀；
c)再将混匀后的溶液置于温度为45-50℃的水浴锅中酶解1h，配制浓度为0.1mol/L的HCL溶液备用，在酶解后，按比例加入已经配制好的HCL溶液处理 2次，每次1h，洗至PH值中性，用离心机离心脱去水分，然后按比例加入10g/L 的Na2CO3溶液，在水浴锅中60-65℃环境下消化2h；
d)将消化后的样品用离心机进行离心，在滤液与滤渣充分分离后分别进行处理，滤液使用旋转蒸发仪进行处理，蒸发出原滤液体积的三分之一，待滤液浓缩后，按比例加入无水乙醇溶液，静置50min，过滤，将其沉淀在干燥箱103℃环境下烘干，用分析天平准确称量，从而制备出海带中可溶性膳食纤维SDF；
e)将滤渣按比例加入10g/L的HCL溶液，边加热边搅拌处理30min，再加入配制的NaOH溶液同上进行相同处理30min，洗净并除去水分，将沉淀物放于干燥箱103℃条件下干燥至恒重，准确称量制备出不溶性膳食纤维IDF；
f)消化后的混合溶液直接按比例加入无水乙醇，混合均匀后静置60min，干燥后称量制备出总膳食纤维TDF；
g)用超离心研磨机对IDF，SDF，TDF进行超微粉碎。
具体地，在步骤a)中，所述预处理方法为：将海带浸泡后，用蒸馏水冲洗干净，去除海带中的杂质。
具体地，在步骤a)中，所述恒温干燥箱中的温度为70℃。
具体地，在步骤b)中，所述烧杯的容量为200ml。
具体地，在步骤c)中，所述离心机进行离心时的转速为4000r/min，离心时间为20min。
具体地，在步骤c)中，所述加入已经配制好的HCL溶液处理方法为，加入盐酸后搅拌并过滤。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种海带膳食及其制备方法，通过使用酶技术与化学结合的方法提取海带膳食纤维后并进行超微粉碎，从而提高其对阳离子的交换能力以及胆固醇吸附量和亚硝酸根离子吸附。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的红外光谱图；
图2是本发明的NO2-标准曲线图；
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的红外光谱图，图2是本发明的NO2-标准曲线图。
海带膳食的各原料的重量份数为：
海带粉9-15份、纤维素酶0.4-0.7份、蛋白酶0.4-0.7份、HCL溶液90-120份、Na2CO3溶液250-310份、无水乙醇35-44份。
所述海带粉10份、纤维素酶0.5份、蛋白酶0.5份、HCL溶液100份、Na2CO3 溶液300份、无水乙醇40份。
一种海带膳食及其制备方法，该制备方法的步骤为：
a)将选取的海带进行预处理，然后将预处理完成的海带在60-80℃的恒温干燥箱中持续干燥，干燥完全后，粉碎海带后放于用于防止受潮的干燥器中；
b)称取20g干燥后海带粉末于烧杯中，按比例1:20加入纤维素酶和蛋白质酶溶液，调节溶液pH值至4-5后混匀；
c)再将混匀后的溶液置于温度为45-50℃的水浴锅中酶解1h，配制浓度为0.1mol/L的HCL溶液备用，在酶解后，加入10倍量的已经配制好的HCL溶液处理2次，每次1h，洗至PH值中性，用离心机离心脱去水分，然后加入30倍的 10g/L的Na2CO3溶液，在水浴锅中60-65℃环境下消化2h；
d)将消化后的样品用离心机进行离心，在滤液与滤渣充分分离后分别进行处理，滤液使用旋转蒸发仪进行处理，蒸发出原滤液体积的三分之一，待滤液浓缩后，加入其4倍体积的无水乙醇溶液，静置50min，过滤，将其沉淀在干燥箱103℃环境下烘干，用分析天平准确称量，从而制备出海带中可溶性膳食纤维 SDF；
e)将滤渣加入原料5倍量的10g/L的HCL溶液，边加热边搅拌处理30min，再加入配制的NaOH溶液同上进行相同处理30min，洗净并除去水分，将沉淀物放于干燥箱103℃条件下干燥至恒重，准确称量制备出不溶性膳食纤维IDF；
f)消化后的混合溶液直接加入4倍量的无水乙醇，混合均匀后静置60min，干燥后称量制备出总膳食纤维TDF；
g)用超离心研磨机对IDF，SDF，TDF进行超微粉碎。
在步骤a)中，所述预处理方法为：将海带浸泡后，用蒸馏水冲洗干净，去除海带中的杂质。在步骤a)中，所述恒温干燥箱中的温度为70℃。在步骤b) 中，所述烧杯的容量为200ml。在步骤c)中，所述离心机进行离心时的转速为 4000r/min，离心时间为20min。在步骤c)中，所述加入10倍量的已经配制好的HCL溶液处理方法为，加入盐酸后搅拌并过滤。
h)用质构仪直接测定膳食纤维破断的强度以及凹陷度。经过超微粉碎之后的不溶性膳食纤维具有较低的凝胶强度。
i)进行膳食纤维吸附亚硝酸根离子的体外实验。经过超微粉碎之后的不溶性膳食纤维具有吸附较多亚硝酸根离子的能力。
j)进行膳食纤维吸附胆固醇的体外实验。经过超微粉碎之后的不溶性膳食纤维具有吸附较多胆固醇的能力。
k)进行膳食纤维交换阳离子的体外实验。经过超微粉碎之后的不溶性膳食纤维具有交换较多阳离子的能力。
l)进行膳食纤维吸附葡萄糖的体外实验。经过超微粉碎之后的不溶性膳食纤维具有吸附较多葡萄糖的能力。
总膳食纤维(TDF)：1.89±0.01％；不溶性膳食纤维(IDF)：1.17±0.04％；可溶性膳食纤维(SDF)：0.70±0.04％。不溶性膳食纤维(IDF)与可溶性膳食纤维(SDF)之间的比例：1.70：1.
超微粉碎之后海带膳食纤维凝胶强度：9.316±0.03N.mm。
试验方法：
分别取1g的IDF、SDF和TDF进行粗粉和微粉，用LA-920型激光微粒测定仪测量。进行粉前跟粉后的对比。采用高效凝胶渗透色谱法测定样品的分子量。准确称取适量膳食纤维于120℃连续干燥2h后，与KBr混合后研细压片，在400-4000cm-1区间进行红外光谱扫描分析。
海带可溶性膳食纤维结构性质分析：采用高效凝胶渗透色谱法测定样品的分子量。准确称取适量膳食纤维于120℃连续干燥2h后，与KBr混合后研细压片，在400-4000cm-1区间进行红外光谱扫描分析。
海带膳食纤维流变性质分析：将用酶解法与化学法结合法和超微粉碎制备好的膳食纤维分别置于室温放置，分别切割成25mm的块状，用质构仪直接测定其破断的强度以及膳食纤维的凹陷度。破断的强度可以反应出凝胶的硬度[8]。采用的球形探头为d＝5mm，v＝60mm/s，刺穿样品至20mm。处理穿刺曲线，第一个峰为破断强度，其所对应的数值为凹陷度。计算方法为：在相同实验条件下进行多次平行试验，进行数据分析，取测定结果的平均者为结果。凝胶强度 (N.mm)＝破断强度(N)*凹陷度(mm)。称取海带可溶性膳食纤维1.0g样品，加入19ml，pH7.2的磷酸缓冲液，振荡摇匀后1h，室温放12h。采用粘度计测定溶液的粘度。
海带膳食纤维功能性质分析：配制20μg/ml的亚硝酸钠溶液，准确分别称量微粉碎前后的样品1g，置于250ml不同标记的三角瓶中，加入100ml NaNO2 溶液，调节溶液pH为2。在37℃环境下，恒温震荡20min后立即过滤，弃去初滤液30ml后取滤液10ml,用蒸馏水稀释10倍，准确称取稀释后的样液10ml，以同上的方法测定试样溶液中的NO2-的含量。NO2-的吸附量为吸附前后NO2-的含量之差与膳食纤维质量的比。
海带膳食纤维对阳离子交换能力：样品前处理，将样品浸没在0.1mol/L HCl 中，在37℃环境下，于恒温振荡水浴锅中连续震荡一昼夜，用蒸馏水冲洗，将过量酸洗去后抽去其中水分，用少量的10％的AgNO 3溶液测定，洗至溶液中不含Cl-为止，将沉淀进行干燥处理。准确称量250mg(m)干燥后试样于250ml 锥形瓶中，加入100ml 0.5％NaCl溶液，磁力搅拌5min，立即用pH计测定其pH值(Vo)，不断加入1mL0.1mol/LNaOH溶液滴定，磁力搅拌5min，记录溶液的pH值，到测定的pH值变化小于0.3为止，作V NaOH-pH的关系曲线图，观察分析其变化趋势。其结果用体积差值与浓度乘积的大小来衡量。
不溶性膳食纤维的胆固醇吸收能力：将鲜鸡蛋蛋黄用蒸馏水稀释到原体积的 10倍，用打蛋器搅拌至呈乳液状态。准确称量1g试样于250mL三角瓶中，加入 50mL乳状蛋黄液，模拟人体胃液环境调节pH。于37℃水浴震荡2h，离心机 4000r/min转速处理20min，吸取上清液0.1mL测定溶液中胆固醇含量。结合胆固醇能力(mg/g)＝(吸附前蛋黄液中胆固醇含量-吸附后上清液中胆固醇含量) ×稀释倍数/膳食纤维质量。
海带中IDF对Pb2+、Zn2+、Cu2+吸附能力：配制浓度为50μmol/L的硫酸铜、乙酸锌和硝酸铅溶液备用，取6个锥形瓶，其中3个分别加入超微粉碎前的不溶性膳食纤维1g，分别加入配制好的溶液50ml；另外3个锥形瓶中分别加入超微粉碎后的不溶性膳食纤维1g，同上分别加入配制好的溶液50ml。调节 pH值为2，模拟人体的胃液的环境，在37℃环境下恒温震荡水浴锅中连续振荡 6h，离心后取上清液，用原子吸收光度法测定吸附前后Pb2+、Zn2+、Cu2+的浓度。计算方法为：重金属离子吸附能力(mg/g)＝(吸附前重金属离子含量-吸附后重金属离子含量)/膳食纤维质量。
膳食纤维的葡萄糖吸收能力：准确称取0.1g的超微粉于250mL的锥形瓶中，加入20mL 50mmol/L的葡萄糖溶液，振匀后，在37℃培养2h，待溶液吸附平衡后，于4000r/min转速离心20min，采用DNS显色法测定上清液中葡萄糖的浓度，使用蒸馏水做空白试验。葡萄糖吸附能力计算方法参考豆渣膳食纤维对葡萄糖的吸附能力的计算。
结果分析：
表1粒径分布结果
由表1中粒度分析结果明显可知，三种粒度的分散系数与分子质量呈比例，伴随其增大而增大，经过微粉后IDF、SDF和TDF粒径降低。三种粒度分布都接近于高斯分布。
通过实验得知海带可溶性膳食纤维微粉后分子量为22223880。
如附图1所示，在3456cm-1处有最大的吸收峰，此为多糖物质的特征吸收峰，表明测定成分中含有多糖；2934cm-1出现的峰值和在1448cm-1出现的峰值为 C-H健的伸缩振动形成；在1622cm-1处出现的特征吸收峰，峰值出现的原因与水有关系；在3300-2500cm-1范围内没有一个宽而明显的吸收峰，所以可以初步判定没有-OH存在。只在1300-1000cm-1区域范围内有强吸收，所有这是吡喃环的醚键存在；在谱图上953cm-1出现明显的β-D-葡聚糖的特征吸收峰，表明在测得的多糖中存在β-D-葡聚糖；在1600-1500cm-1上没有明显的特征吸收峰的存在，因此我们推断出在多糖中并不含有蛋白质。
表2海带超微粉碎前后膳食纤维含量
由表2中的结果可知，在微粉碎后,TDF以及IDF的提取率显著提高，SDF的提取率也有一定的提升，但并不显著。稍稍降低。在经过微粉碎后，TDF的提取率比单独提取SDF与IDF的二者之和要高。综上，微粉碎对膳食纤维的提取显著的提升。
表3凝胶强度(N.mm)
由表3可知，微粉前的凝胶强度较微粉后的要高，所以微粉降低膳食纤维的凝胶强度。
表4膳食纤维粘着性质
由表4可知，微粉后的粘度明显提升，粘度由3.35mPa·s升高至7.48mPa· s，因此，超微粉碎后会使膳食纤维的粘度增大。
表5吸附亚硝酸根离子
结合附图2和表5所示，在体外模拟试验中，经过微粉碎后，海带可溶性膳食纤维对NO2-的吸附量比微粉碎前显著提升。
表6阳离子交换能力
由表6可知，海带IDF对阳离子的交换能力与溶液体系西红pH值上升的大小以及快慢相关联，溶液体系的pH随NaOH的加入逐渐升高，以及逐渐趋于稳定(溶液pH的变化值小于0.3)，这表明微粉粹后的不溶性膳食纤维对阳离子的交换能力得到大大的提升。
表7结合胆固醇能力
由表7可知，模拟人体胃的酸碱条件下，微粉前后的IDF对胆固醇的吸附能力存在着明显的差异，微粉后对胆固醇的吸收显著提高，这对人体健康的保障有着重要意义。
表8吸附Pb2+能力
表9吸附Zn2+能力
表10吸附Cu2+能力
由表8、9、10可知，超微粉碎后，IDF对三种金属离子的吸附能力并没有显著的提高，反而降低，且IDF对三种重金属离子吸附能力[19]：Pb2+＜Cu2+ ＜Zn2+。
膳食纤维对葡萄糖的吸附能力可有效的调控饭后的血糖水平，而微粉前后的膳食纤维对葡萄糖的吸附能力也有显著性的差异，海带中提取的IDF和SDF 对葡萄糖的吸附能力，微粉后的IDF和SDF的吸附能力都明显高于粉碎前。从整体上看，超微粉碎海带膳食纤维可以有效的降低饭后的血糖水平，葡萄糖的吸附能力为320～400μmol/g，略低于秸秆和玉米膳食纤维对葡萄糖的吸附能力 (350～480μmol/g)。
结论：酶与化学结合是一种有效提取海带膳食纤维的方法，采用此法所提取的海带膳食纤维具有良好的理化性质。海带以及IDF、SDF、TDF经过气流超微粉碎后，颗粒的粒径减小，分子组成结构以及比例发生变化，比表面积增大。膳食纤维的组成成分也发生明显增幅，但SDF所占比例增幅较小。
微粉碎后，虽然在一些理化性质上有了显著的改善,SDF比例在一定程度上有了提高，更利于人体的吸收。此外，细胞壁破碎使细胞内成分更易流出。粒径减小，附着力变大从而延长了在小肠内的停留时间，提高了吸收率，起到改善肠道功能的作用。另一方面，微粉碎后，具有吸附作用的侧链基团更多的暴露出来，使DF的吸附能力显著增强，更利于结合胆固醇，由此可以降低人体内血糖、血脂含量，预防心脑血管疾病的发生。但是在一些方面也有一定幅度的下降，比如：IDF对三种重金属离子的吸附能力都在一定程度上有明显的下降。这对我们进一步全面了解海带膳食纤维有重要意义。
海带可溶性膳食纤维的红外光谱中明显可以看到在3446cm-1处有纤维素明显的吸收峰，在3600～3400、2932～2921及1642～1620cm-1三处有明显的吸收峰，分析知膳食纤维中有木质素，在红外光谱分析中，我们还得知其中含有多糖。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种海带膳食，其特征在于，所述海带膳食的各原料的重量份数为：
海带粉9-15份、纤维素酶0.4-0.7份、蛋白酶0.4-0.7份、HCL溶液90-120份、Na2CO3溶液250-310份、无水乙醇35-44份。
2.根据权利要求1所述的海带膳食及其制备方法，其特征在于：
所述海带粉10份、纤维素酶0.5份、蛋白酶0.5份、HCL溶液100份、Na2CO3溶液300份、无水乙醇40份。
3.根据权利要求1或2所述的一种海带膳食的制备方法，其特征在于，该制备方法的步骤为：
a)将选取的海带进行预处理，然后将预处理完成的海带在60-80℃的恒温干燥箱中持续干燥，干燥完全后粉碎成海带粉，海带粉放于用于防止受潮的干燥器中；
b)称取海带粉末于烧杯中，按比例加入纤维素酶和蛋白质酶溶液，调节溶液pH值至4-5后混匀；
c)再将混匀后的溶液置于温度为45-50℃的水浴锅中酶解1h，配制浓度为0.1mol/L的HCL溶液备用，在酶解后，按比例加入已经配制好的HCL溶液处理2次，每次1h，洗至PH值中性，用离心机离心脱去水分，然后按比例加入10g/L的Na2CO3溶液，在水浴锅中60-65℃环境下消化2h；
d)将消化后的样品用离心机进行离心，在滤液与滤渣充分分离后分别进行处理，滤液使用旋转蒸发仪进行处理，蒸发出原滤液体积的三分之一，待滤液浓缩后，按比例加入无水乙醇溶液，静置50min，过滤，将其沉淀在干燥箱103℃环境下烘干，用分析天平准确称量，从而制备出海带中可溶性膳食纤维SDF；
e)将滤渣按比例加入10g/L的HCL溶液，边加热边搅拌处理30min，再加入配制的NaOH溶液同上进行相同处理30min，洗净并除去水分，将沉淀物放于干燥箱103℃条件下干燥至恒重，准确称量制备出不溶性膳食纤维IDF；
f)消化后的混合溶液直接按比例加入无水乙醇，混合均匀后静置60min，干燥后称量制备出总膳食纤维TDF；
g)用超离心研磨机对IDF，SDF，TDF进行超微粉碎。
4.根据权利要求3所述的海带膳食的制备方法，其特征在于：在步骤a)中，所述预处理方法为：将海带浸泡后，用蒸馏水冲洗干净，去除海带中的杂质。
5.根据权利要求3所述的海带膳食的制备方法，其特征在于：在步骤a)中，所述恒温干燥箱中的温度为70℃。
6.根据权利要求3所述的海带膳食的制备方法，其特征在于：在步骤b)中，所述烧杯的容量为200ml。
7.根据权利要求3所述的海带膳食的制备方法，其特征在于：在步骤c)中，所述离心机进行离心时的转速为4000r/min，离心时间为20min。
8.根据权利要求3所述的海带膳食的制备方法，其特征在于：在步骤c)中，所述加入已经配制好的HCL溶液处理方法为，加入盐酸后搅拌并过滤。
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