CN109602008A - 适用于糖尿病患者的营养主食的制备方法 - Google Patents

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    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs

Abstract

本发明提供了一种适用于糖尿病患者的营养主食的制备方法。该制备方法中采用的设备包括研磨装置和3D打印装置。研磨装置设置有加料口和研磨粉出口；3D打印装置设置有研磨粉入口和剪切料出口，研磨粉入口与研磨粉出口相连通；该制备方法包括：将原料在研磨装置中进行研磨，得到研磨粉；使研磨粉与水进行搅拌混合，得到待处理物料；将待处理物料投入3D打印装置中进行加热挤压及膨化处理，得到营养主食，其中加热挤压及膨化处理过程中的加热温度为50～120℃，挤压时间为15～26s。采用上述制备方法制得的营养主食，能够大大提升营养主食的口感，还具有降低血糖生成指数、快速复水性、可速食性等优点，非常适合糖尿病患者食用。

Description

适用于糖尿病患者的营养主食的制备方法
技术领域
本发明涉及食品领域，具体而言，涉及一种适用于糖尿病患者的营养主食的制备方法。
背景技术
糖尿病是一种常见的慢性内分泌代谢障碍性疾病，与肿瘤、心血管疾病构成当今世界威胁人类健康的三大疾病。我国糖尿病的患病率虽然与国外发达国家比较并不高，但由于人口众多，患病的绝对人数却居于世界各国之首。尤其是随着生活水平的提高，人们的饮食习惯发生了改变，加之运动量也大幅减少，使得糖尿病人数逐年递增。然而，目前糖尿病的治疗尚无理想根治方法。
国人很早就开始注重养生保健，注重以食疗、药膳等来预防和调理慢性病以及急性病理状态后的康复过程，维持和促进机体的健康与康复。我国的中医养生理论已提出5000多年，现代临床营养学在全球范围内的不断发展，这些都为当代功能性食品、特殊医学用途配方食品、保健食品和药品(特别是中药类)的研究提供了宝贵的理论基础。
然而，虽然目前市场上已经有种类繁多的糖尿病患者营养食品，但其在抑制血糖升高方面的效果仍然欠佳，且大多数都是以辅助性食物的形式被摄取，无法发挥更高的功效，同时，现有的糖尿病患者营养食品存在原料复杂和口感差的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种适用于糖尿病患者的营养主食的制备方法，以解决现有的针对糖尿病患者的营养食品存在口感差及食用后血糖生成指数偏高的问题。
为了实现上述目的，根据本发明提供了一种营养主食的制备方法，该制备方法中采用的设备包括研磨装置和3D打印装置。研磨装置设置有加料口和研磨粉出口；3D打印装置设置有研磨粉入口和剪切料出口，研磨粉入口与研磨粉出口相连通；该制备方法包括：将原料在研磨装置中进行研磨，得到研磨粉；使研磨粉与水进行搅拌混合，得到待处理物料；将待处理物料投入3D打印装置中进行加热挤压及膨化处理，得到营养主食，其中加热挤压及膨化处理过程中的加热温度为50～120℃，挤压时间为15～26s。
进一步地，研磨粉与水的重量比为10:2～4。
进一步地，加热挤压过程中的升温过程为变温加热过程。
进一步地，3D打印装置包括出料筒体，出料筒体包括投料区、第一加热区、第二加热区、第三加热区、第四加热区和膨化剪断区，待处理物料经过出料筒体时，第一加热区的温度为50～60℃，停留时间为2～4s；第二加热区的温度为90～100℃，停留时间为4～6s；第三加热区的温度为85～90℃，停留时间为4～6s；第四加热区的温度为80～85℃，停留时间为5～8s；膨化剪断区的温度为100～120℃。
进一步地，在待处理物料经过出料筒体时，对待处理物料进行加压处理。
进一步地，加压处理过程中，第一加热区的压强为0.08～0.09MPa，第二加热区的压强为0.09～0.11MPa，第三加热区的压强为0.13～0.14MPa，第四加热区的压强为0.8～1.0MPa，剪断区的压强为3.0～5.0MPa。
进一步地，膨化剪断区，3D打印装置设置有膨化装置和与膨化装置相配合的剪切刀，以进行剪断物料，得到营养主食。
进一步地，膨化装置的旋转速度为250～300rpm，剪切刀的转速为2500～2900rpm。
进一步地，制备营养主食过程中采用的原料包括谷物粉和特定添加成分，其中谷物粉占营养主食的重量百分含量≥90wt％，且按重量份计，特定添加成分包括1～9份的富含抗性淀粉的植物淀粉和1～6份的枸杞粉及0.3～3份的大豆卵磷脂。
进一步地，按重量份计，特定添加成分包括1～3份的富含抗性淀粉的植物淀粉和1～2份枸杞粉及0.3～1份的大豆卵磷脂。
应用本发明的技术方案，先对原料进行研磨，使其细化为小颗粒，得到研磨粉。将研磨粉与水混合，以使待处理物料具有一定的粘性和可塑性。在3D打印装置中，将上述待处理物料在特定的温度和时间下依次进行加热挤压和膨化处理，得到上述营养主食。采用上述制备方法制得的营养主食，能够大大提升营养主食的口感，便于人们接受。同时，在保证口感的同时，采用上述方法制得的营养主食还具有降低血糖生成指数(GI值低于普通精白谷物)、快速复水性、可速食性(开水复水后即可食用)等优点，非常适合糖尿病患者食用。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术所描述的，现有的针对糖尿病患者的营养食品存在口感差及食用后血糖生成指数偏高的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种适用于糖尿病患者的营养主食的制备方法，该制备方法中采用的设备包括研磨装置和3D打印装置，研磨装置设置有加料口和研磨粉出口；3D打印装置设置有研磨粉入口和剪切料出口，研磨粉入口与研磨粉出口相连通；该制备方法包括：将原料在研磨装置中进行研磨，得到研磨粉；使研磨粉与水进行搅拌混合，得到待处理物料；将待处理物料投入3D打印装置中进行加热挤压及膨化处理，得到营养主食，其中加热挤压及膨化处理过程中的加热温度为50～120℃，挤压时间为15～26s。
本申请提供了一种营养主食的制备方法，先对原料进行研磨，使其细化为小颗粒，得到研磨粉。将研磨粉与水混合，以使待处理物料具有一定的粘性和可塑性。在3D打印装置中，将上述待处理物料在特定的温度和时间下依次进行加热挤压和膨化处理，得到上述营养主食。
采用上述制备方法制得的营养主食，能够大大提升营养主食的口感，便于人们接受。同时，在保证口感的同时，采用上述方法制得的营养主食还具有降低血糖生成指数(GI值低于普通精白谷物)、快速复水性、可速食性(开水复水后即可食用)等优点，非常适合糖尿病患者食用。
采用上述制备方法制得的营养主食能够大大提升营养主食的口感，同时被糖尿病患者食用后还具有降低血糖生成指数的优点。为了提高待处理物料的可塑性和快速复水性，优选地，上述制备过程中，研磨粉与水的重量比为10:2～4。
上述制备方法中，加热过程可以采用本领域常用的加热方式，如恒温加热、程序升温过程或者变温加热过程。在一种优选的实施方式中，加热挤压过程中的升温过程为变温加热过程。采用变温加热过程对待处理物料进行处理有利于根据营养主食中的水分含量控制加热的温度，从而有利于进一步提高营养主食的口感。
优选地，3D打印装置包括出料筒体，出料筒体包括投料区、第一加热区、第二加热区、第三加热区、第四加热区和膨化剪断区，待处理物料经过出料筒体时，第一加热区的温度为50～60℃，停留时间为2～4s；第二加热区的温度为90～100℃，停留时间为4～6s；第三加热区的温度为85～90℃，停留时间为4～6s；第四加热区的温度为80～85℃，停留时间为5～8s；膨化剪断区的温度为100～120℃。
采用上述3D打印装置将待处理物料进行处理时，能够使其在特定的温度和处理时间下，依次经过第一加热区、第二加热区、第三加热区及第四加热区，最后在特定温度下经膨胀剪断区进行剪切。采用上述3D打印装置处理后得到的营养主食具有更加良好的口感、复水性、速食性以及被食用后具有GI指数低于普通精白谷物。
在待处理物料经过出料筒体时，可以对待处理物料进行加压处理，也可以不进行加压处理。在一种优选的实施方式中，在待处理物料经过出料筒体时，对待处理物料进行加压处理。这有利于通过压力推动待处理物料的流动速率，同时还有利于提高水分的挥发速度。
更优选地，加压处理过程中，第一加热区的压强为0.08～0.09MPa，第二加热区的压强为0.09～0.11MPa，第三加热区的压强为0.13～0.14MPa，第四加热区的压强为0.8～1.0MPa，膨化剪断区的压强为3.0～5.0MPa。在第一加热区、第二加热区、第三加热区、第四加热区和膨化剪断区中的压力包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于进一步提高营养主食的复水率和速食性。
为了更进一步提高营养主食的复水性，同时获得所需的形状，优选地，上述3D打印装置的膨化剪断区设置有膨化装置和与其相配合的剪切刀，以进行剪断物料，得到营养主食。
在一种优选的实施方式中，膨化装置的旋转速度为250～300rpm，剪切刀的转速为2500～2900rpm。膨化装置的旋转速度和剪切刀的转速包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于提高营养主食的颗粒整齐程度。
本领域中的营养主食均可以采用上述制备方法制成。在一种优选的实施方式中，制备营养主食过程中采用的原料包括谷物粉和特定添加成分，其中谷物粉占营养主食的重量百分含量≥90wt％，且按重量份计，特定添加成分包括1～9份的富含抗性淀粉的植物淀粉和1～6份的枸杞粉及0.3～3份的大豆卵磷脂。
富含抗性淀粉的植物淀粉，具有良好的乳化作用的大豆磷脂、枸杞果粉与谷物粉(如大米淀粉)混合后，采用上述制备方法在适宜温度下进行挤压膨化后，制得特别为糖尿病患者设计的营养主食。上述营养主食在人体内具有一定的缓释降解作用，从而有利于进一步降低血糖生成指数。大豆磷脂的添加有利于提升营养主食的丝滑性，从而进一步提高营养主食的口感。添加富含枸杞多糖的枸杞果粉能够进一步抑制患者餐后血糖的快速升高。通过严格控制挤压膨化温度以及成品的复水时间，从而使以碳水化合物为主的速食米的血糖生成指数(GI)控制在≤70。
为了进一步提升营养主食的口感，并进一步降低其血糖生成指数。在一种优选的实施方式中，按重量份计，特定添加成分包括1～3份的富含抗性淀粉的植物淀粉和1～2份枸杞粉及0.3～1份的大豆卵磷脂。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例1
原料的组成为90wt％为大米粉，且按重量份计，特定添加组分为9份的绿豆淀粉和6份的枸杞粉及2份的大豆卵磷脂。
原料过筛制粒：将上述原料进行研磨，制得粒度为60～12500目的研磨粉。
以重量比10:2，将上述研磨粉与水混合，得到待处理物料。
将上述待处理物料投入3D打印装置中，上述待处理物料依次经过投料区、第一加热区、第二加热区、第三加热区、第四加热区和膨化剪断区，其中，第一加热区的温度为50℃，压力为0.08MPa，停留时间为2s；第二加热区的温度为90℃，压力为0.09MPa，停留时间为4s；第三加热区的温度为85℃，压力为0.14MPa，停留时间为4s；第四加热区的温度为80℃，压力为1.0MPa，停留时间为8s；膨化剪断区的温度为100℃，压力为5.0MPa打印成形后，旋切成米粒状，膨化装置的旋转速度为250rpm，所述剪切刀的转速为2800rpm；然后干燥，得到3D造型的营养食品。
实施例2
与实施例1的区别为：
第一加热区的温度为55℃，压力为0.08MPa，停留时间为3s；第二加热区的温度为95℃，压力为0.10MPa，停留时间为5s；第三加热区的温度为88℃，压力为0.13MPa，停留时间为5s；第四加热区的温度为83℃，压力为0.9MPa，停留时间为6s；膨化剪断区的温度为110℃，压力为5.0MPa打印成形后，旋切成米粒状，膨化装置的旋转速度为250rpm，所述剪切刀的转速为2800rpm；然后干燥，得到3D造型的营养食品。
实施例3
与实施例1的区别为：以重量比10:1，将上述研磨粉与水混合。
实施例4
与实施例1的区别为：
将上述待处理物料投入3D打印装置中，上述待处理物料依次经过投料区、第一加热区、第二加热区、第三加热区、第四加热区和膨化剪断区，其中，第一加热区的温度为80℃，压力为0.08MPa，停留时间为2s；第二加热区的温度为80℃，压力为0.09MPa，停留时间为4s；第三加热区的温度为80℃，压力为0.14MPa，停留时间为4s；第四加热区的温度为80℃，压力为1.0MPa，停留时间为8s；膨化剪断区的温度为100℃，压力为5.0MPa打印成形后，旋切成米粒状，膨化装置的旋转速度为250rpm，剪切刀的转速为2800rpm；然后干燥，得到3D造型的营养食品。
实施例5
与实施例1的区别为：膨化装置的旋转速度为220rpm，剪切刀的转速为3000rpm。
实施例6
与实施例1的区别为：原料的组成为90wt％为大米粉，且按重量份计，特定添加组分为3份的绿豆淀粉和1份的枸杞粉及1份的大豆卵磷脂。
实施例7
与实施例1的区别为：原料的组成为90wt％为大米粉，且按重量份计，特定添加组分为2份的绿豆淀粉和1份的枸杞粉及0.5份的大豆卵磷脂。
实施例8
与实施例1的区别为：原料的组成为90wt％为大米粉，且按重量份计，1份的枸杞粉及0.5份的大豆卵磷脂。
对比例1
与实施例1的区别为：加热挤压及膨化处理过程中的加热温度为140℃，挤压时间为30s。
对比例2
与实施例1的区别为：加热挤压及膨化处理过程中的加热温度为35℃，挤压时间为30s。
对比例3
与实施例1的区别为：将上述研磨粉直接进行机械挤压造粒。
结果表征：
采用体外检测的方法检测上述实施例1至8、对比例1至3中营养主食的血糖生成指数，以白面包作为对比，表征各营养主食抑制血糖升高的能力，具体检测方法如下：
步骤1：检测各营养主食的碳水化合物含量(单位：g/100)，将含有1g碳水化合物所对应的营养主食的重量记为n，需说明，各实施例和对比例中的n不同，本领域技术人员都应理解，在此不再赘述。然后分别将含有1g碳水化合物所对应的各营养主食置于锥形瓶中；
步骤2：模拟口腔消化：向上述锥形瓶中加3mL pH＝6.9的磷酸缓冲液，再加1mL2.5g/L预先加热到35～37℃的胰酶溶液；用玻璃棒敲打样品15次，用6ml磷酸缓冲液(pH＝6.9)将玻璃棒冲洗干净；模拟胃消化：继续向上述锥形瓶中加6ml含0.024g NaCl、0.05g胃蛋白酶和0.05g瓜尔豆胶的浓度为0.1mol/L的磷酸缓冲液，用2mol/L的HCl溶液调pH至1.5±0.05；加3～5颗玻璃球，然后在恒温震荡水浴锅中37℃，50r/min回旋震荡30min；模拟小肠消化：继续向上述锥形瓶中加10ml磷酸缓冲液到恒温震荡30min后的溶液中，用体积分数20％NaOH溶液调pH至6.9±0.05；调节pH完毕后，将锥形瓶继续放入到37℃，50r/min回旋震荡的恒温震荡水浴锅中；加125μL MgCl2-CaCl2溶液(1L蒸馏水里加入5.71g MgCl2和33.29gCaCl2，125μL的40g/L胰酶溶液，200μL淀粉转葡萄糖苷酶，迅速补充蒸馏水至50ml；
步骤3：蒸馏水补充完毕立即开始计时，并在0min、30min、60min、120min时间点取1mL样品于离心管中，并立即沸水浴灭酶5min；灭酶后自然冷却，并在8000rpm，4℃条件下离心15min；取250μL上清液放入预先加有1mL体积分数95％乙醇溶液的离心管中，在8000rpm，4℃条件下离心；(离心目的：去除杂蛋白，防止过滤不彻底对HPLC柱子的影响)取含乙醇的上清液300μl于小试管中，并加入900μl的蒸馏水；此处与水的比例可以适量更改；
步骤4：用进样用注射器吸取完上述溶液，过0.45μm尼龙虑膜进入上样瓶中；检测采用Hypersil-NH2柱，示差检测器，测定条件设为：流动相为乙腈:水＝70:30(v/v)，流速：1.0mL/min，柱温：40℃；条件设定好之后，先将配制好的2mg/mL、4mg/mL、6mg/mL、8mg/mL、10mg/mL葡萄糖标准溶液进样检测，葡萄糖标准液的出峰时间及峰面积，作标准曲线；之后对取样样品进行检测，根据样品的峰面积代入得到的标准曲线，得到葡萄糖的浓度(观察各样品经消化不同时间长度后溶液的葡萄糖的浓度变化，变化快则表示血糖升高速度快，变化慢则表示血糖升高速度慢，结果见表1)。
表1
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：采用上述制备方法制得的营养主食，能够大大提升营养主食的口感，便于人们接受。同时，在保证口感的同时，采用上述方法制得的营养主食还具有降低血糖生成指数(GI值低于普通精白谷物)、快速复水性、可速食性(开水复水后即可食用)等优点，非常适合糖尿病患者食用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于糖尿病患者的营养主食的制备方法，其特征在于，所述制备方法中采用的设备包括：
研磨装置，所述研磨装置设置有加料口和研磨粉出口；
3D打印装置，所述3D打印装置设置有研磨粉入口和剪切料出口，所述研磨粉入口与所述研磨粉出口相连通；
所述制备方法包括：
将原料在研磨装置中进行研磨，得到研磨粉；
使所述研磨粉与水进行搅拌混合，得到待处理物料；
将所述待处理物料投入所述3D打印装置中进行加热挤压及膨化处理，得到所述营养主食，其中所述加热挤压及膨化处理过程中的加热温度为50～120℃，挤压时间为15～26s。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述研磨粉与所述水的重量比为10:2～4。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述加热挤压过程中的升温过程为变温加热过程。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述3D打印装置包括出料筒体，所述出料筒体包括投料区、第一加热区、第二加热区、第三加热区、第四加热区和膨化剪断区，所述待处理物料经过所述出料筒体时，所述第一加热区的温度为50～60℃，停留时间为2～4s；所述第二加热区的温度为90～100℃，停留时间为4～6s；所述第三加热区的温度为85～90℃，停留时间为4～6s；所述第四加热区的温度为80～85℃，停留时间为5～8s；所述膨化剪断区的温度为100～120℃。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述待处理物料经过所述出料筒体时，对所述待处理物料进行加压处理。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述加压处理过程中，所述第一加热区的压强为0.08～0.09MPa，所述第二加热区的压强为0.09～0.11MPa，所述第三加热区的压强为0.13～0.14MPa，所述第四加热区的压强为0.8～1.0MPa，所述膨化剪断区的压强为3.0～5.0MPa。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述膨化剪断区设置有膨化装置和与所述膨化装置相配合的剪切刀，以进行剪断物料，得到所述营养主食。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述膨化装置的旋转速度为250～300rpm，所述剪切刀的转速为2500～2900rpm。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，制备所述营养主食过程中采用的原料包括谷物粉和特定添加成分，其中所述谷物粉占所述营养主食的重量百分含量≥90wt％，且按重量份计，所述特定添加成分包括1～9份的富含抗性淀粉的植物淀粉和1～6份的枸杞粉及0.3～3份的大豆卵磷脂。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，按重量份计，所述特定添加成分包括1～3份的所述富含抗性淀粉的植物淀粉和1～2份所述枸杞粉及0.3～1份的所述大豆卵磷脂。
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