專利名稱：一種食用纖維素的制備方法及產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種食用纖維素的制備方法，以及獲得的食用纖維素(又稱為雙聯(lián)纖維素)，含有該纖維素的食品、飲料和保健品。
背景技術(shù)：
膳食纖維素可促進(jìn)腸的蠕動(dòng)，促進(jìn)食物殘?jiān)鼜捏w內(nèi)排出，減少毒素在體內(nèi)的潴留時(shí)間，可用于治療或緩解便秘。但人體每天攝入的膳食纖維素還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，因此補(bǔ)充食用纖維素顯得非常必要。本發(fā)明采用精制棉或木漿粕為原料，經(jīng)水解、降解純化、酶化鈍化、干燥、粉碎五個(gè)工序，制成了食用纖維素。該產(chǎn)品與用谷殼、豆皮制成的食用纖維相比，純度高、無糖、無鈉、無熱量、無脂肪、無膽固醇。且原料充足，能形成大規(guī)模生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本，根據(jù)目前市場(chǎng)原料價(jià)格估算，成本僅是其三分之一。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種由精制棉或醫(yī)用脫脂棉或木漿粕制備食用纖維素的方法。
本發(fā)明的方法包括以下步驟A、將精制棉或醫(yī)用脫脂棉或木漿粕用強(qiáng)酸水解；B、水解后分離的固相用堿中和(優(yōu)選至pH8.5-10)，然后用氧化劑降解，分離出固相；C、該固相用水稀釋后，加入淀粉酶(例如α-淀粉酶，β-淀粉酶)或纖維素酶酶解，然后升溫(例如和優(yōu)選至80-90℃)以鈍化反應(yīng)，隨后分離固相；D、將固相干燥，再粉碎。
其中步驟A所用強(qiáng)酸例如是鹽酸或硫酸，或它們的混合物，強(qiáng)酸與精制棉或醫(yī)用脫脂棉或木漿粕的比例為0.5-2∶10。
氧化劑例如是次氯酸鈉，過氧化氫，二氧化氯，臭氧等，它的加量為固相物質(zhì)(干基準(zhǔn))的0.5-8％，優(yōu)選2-5％。
酶的加量為固相物質(zhì)(干基準(zhǔn))的0.2-1％，優(yōu)選0.3-0.6％。
酶解的時(shí)間例如是25分鐘到5小時(shí)，優(yōu)選約40分鐘到2小時(shí)。
其中木漿粕為商購產(chǎn)品，可以從市場(chǎng)上購得，優(yōu)選用食品級(jí)木漿粕。
在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，本發(fā)明的制備方法包括以下步驟A、水解反應(yīng)按配比向反應(yīng)釜中加入一定量的強(qiáng)酸(例如HCl或H2SO4)，加量為絕干精制棉或醫(yī)用脫脂棉或木漿粕比例的0.5-2∶10，優(yōu)選1∶10，含量為80-90g/L(按純酸計(jì))，然后將開松過的精制棉加入反應(yīng)釜內(nèi)，邊加料邊攪拌，8-10min加完，加完后，升溫至125℃-132℃(例如按2-4℃/min，優(yōu)選3℃/min的恒定速率)，時(shí)間為40-45min，至物料完全被水解后反應(yīng)終止，排氣、放料、回收酸液，水洗pH值為6-6.5時(shí)，離心分離、取出固相待用；B、降解純化反應(yīng)按配比反應(yīng)釜里加入清水，再把分離出來的固相加入釜中，啟動(dòng)攪拌制成糊狀乳液，乳液濃度為300-400g/L，并加入氫氧化鈉(NaOH)，將乳液pH值調(diào)至8.5-10，在升溫的同時(shí)(例如按1.5℃/min的恒定速率升溫至30℃時(shí))，開始投入次氯酸鈉消毒液(NaClO)(有效氯含量為5％-10％)，加量為固相絕干量的4％-7％，優(yōu)選5％-6％(例如在1.5h內(nèi)分4次加完，每次間隔20～25min)，加完后繼續(xù)攪拌恒溫20-40分鐘，優(yōu)選約0.5h后迅速升溫至90℃，保溫20-50分鐘，優(yōu)選約30min進(jìn)行純化，然后，加入硫代硫酸鈉(Na2SO3)脫除殘余氯，加量為固相絕干量0.2～0.4％，攪拌5～10min時(shí)，加鹽酸(HCl)中和，使pH值降至6.0～6.5，反應(yīng)終止，稀釋、排氣、放料、離心分離，取出固相待用；C、酶化鈍化反應(yīng)將離心分離的固相投入反應(yīng)釜中，先用冷水把物料攪拌成糊狀，濃度為300～400g/L，然后加入0.3～0.6％的α-淀粉酶，在攪拌下，升溫到76℃～80℃(例如按1.5℃/min的恒定速率)，保溫轉(zhuǎn)化15-30min，優(yōu)選約20min，加鹽酸(HCl)至pH2～3，以抑制酶的活性，繼續(xù)保溫5-15min，優(yōu)選約10min后，迅速升溫至80～90℃，并保溫15～20min進(jìn)行鈍化，以使酶失去活性。加氫氧化鈉(NaOH)調(diào)整pH值，反應(yīng)終止，稀釋、排氣、放料、洗滌、離心分離，取出固相待用；
D、干燥將離心分離的固相物料用打松機(jī)打成松散狀，均勻地鋪散在烘干機(jī)上，在70～85℃溫度下干燥至固相含水量≤8％為佳；E、粉碎將干燥后的物料用微粉機(jī)進(jìn)行粉碎，產(chǎn)品全部過100目后包裝即成成品。
本發(fā)明還涉及由上述方法獲得的食用纖維素，其中由精制棉和脫脂棉加工成的產(chǎn)品含纖維素達(dá)90％以上。
本發(fā)明還涉及含有該纖維素的食品、飲料和保健品，在所述食品、飲料和保健品，可以含有0.1-30wt％的本發(fā)明的食用纖維素。食品例如包括面包、面條、餅干等，飲料例如包括酒精飲料、非酒精飲料，碳酸飲料等。
本發(fā)明的食用纖維素可以單獨(dú)食用，也可以作為添加劑加入到食品、飲料和保健品中。
本發(fā)明纖維素的主要物化性質(zhì)A、持水性。化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有很多親水基團(tuán)，親水能力是自身重量的1.5-25倍。
B、與陽離子的結(jié)合與交換性能?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)含有羧基和羥類側(cè)鏈基團(tuán)，能對(duì)陽離子進(jìn)行可逆性交換，改變離子瞬間的濃度，對(duì)消化道的pH值，滲透以后以及對(duì)氧化還原電位產(chǎn)生影響，幫助胃腸抗氧化，消除體內(nèi)自由基。
C、對(duì)有機(jī)分子的螯合吸附作用，化學(xué)結(jié)構(gòu)中帶有很多活性基團(tuán)，可以螯合吸附腸道內(nèi)的有毒物質(zhì)、化學(xué)藥品和有毒醫(yī)藥品。
D、改變消化道系統(tǒng)中的菌群，腸道系統(tǒng)中流動(dòng)的腸液和寄生菌群對(duì)食物的蠕動(dòng)和消化有重要作用，腸道內(nèi)纖維含量多時(shí)，會(huì)誘導(dǎo)出大量好氣菌群代替原來存在的厭氣菌群。
本發(fā)明纖維素的功能本發(fā)明纖維素是食用膳食纖維，分可溶性纖維和不可溶性纖維兩種?？扇苄岳w維與腸壁的膽汁酸結(jié)合，促進(jìn)膽固醇排出體外；可溶性纖維和不可溶性纖維能吸水膨脹增強(qiáng)腸道蠕動(dòng)，減輕直腸壓力，同時(shí)也減輕了泌尿系統(tǒng)的壓力，使毒物快速排出體外，起到預(yù)防結(jié)腸癌的功效。
食物中增加食用纖維含量，可以改變?nèi)梭w末梢神經(jīng)對(duì)胰島素的感受性，降低對(duì)胰島素的要求，從而起到調(diào)節(jié)血糖，預(yù)防糖尿病的發(fā)生。
不可溶性纖維能增加胃部飽滿感，減少食物攝取量，具有預(yù)防肥胖的作用，減少膽汁酸再吸收量，改變食物消化速度和消化道分泌物的分泌量，起到預(yù)防膽結(jié)石的作用。
可溶性纖維和不可溶性纖維還可降低人身中甘油三酯，升高人體有益的高密度脂蛋白，具有調(diào)節(jié)血脂，預(yù)防動(dòng)脈硬化的作用。
本發(fā)明由于是用棉花制造出來的纖維素，比用谷殼、豆皮生產(chǎn)的纖維素成本大大下降，形成了本發(fā)明生產(chǎn)成本低廉和工藝簡單的特色，利用本發(fā)明生產(chǎn)的纖維素可以直接食用。
具體實(shí)施例方式
以下通過實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，應(yīng)該理解的是，這些實(shí)施例僅作為較佳方案提供，不限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1用料1、精制棉。選用山東省平邑縣大力生化實(shí)業(yè)有限公司所生產(chǎn)的產(chǎn)品，產(chǎn)品符合GB9107-88標(biāo)準(zhǔn)；2、鹽酸(HCl)。選用河南省濮陽市氯堿廠生產(chǎn)的食品級(jí)鹽酸；3、次氯酸鈉消毒液(NaClO)。選用國家定點(diǎn)的國產(chǎn)消毒藥劑生產(chǎn)廠家--山東省平邑縣大力生化實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的次氯酸鈉消毒液(NaClO)，產(chǎn)品符合GB19106-2003標(biāo)準(zhǔn)；4、酶。選用江蘇省無錫酶制劑廠生產(chǎn)的活力為5000-7000個(gè)活力/gα-淀粉酶。
按1∶10的比例向反應(yīng)釜(30L)內(nèi)加入鹽酸(HCl)(含量90g/L)，然后稱取1.2kg脫脂精制棉加入反應(yīng)釜內(nèi)，邊加料邊攪拌。在1min內(nèi)加完，升溫至128℃，時(shí)間為42min。待物料完全水解后終止?；厥諝堃?，水洗pH值6.0-6.5。離心分離，取出固相待用。
向反應(yīng)釜內(nèi)加入清水，再把分離出來的固相(分離時(shí)襯墊500目)濾布加入釜中，攪拌成糊狀，濃度為330g/L。并加入濃度為20g/L的氫氧化鈉(NaOH)，將pH調(diào)至9，升溫至30℃，然后加入次氯酸鈉消毒液(NaClO)(有效氯含量為5～10％)，加量為固相含量的6％，在1.2h內(nèi)分4次加完。攪拌恒溫0.5h后迅速升溫至90℃，保溫0.5h進(jìn)行純化，然后加硫代硫酸鈉(Na2SO3)脫除殘余氯，攪拌10min后加鹽酸(HCl)中和pH值6.0-6.5時(shí)，反應(yīng)終止，稀釋放料，離心分離(襯濾布)，取出固相待用。
將固相加入反應(yīng)釜中，用冷水?dāng)嚢璩珊隣?，濃度?30g/L，然后加入0.5％的α-淀粉酶，在攪拌下，按1.5℃/min的恒定速率升溫至78℃，保溫20min加鹽酸至pH值為3時(shí)，保溫10min后，迅速升溫至90℃，保溫15-20min進(jìn)行鈍化，加氫氧化鈉(NaOH)調(diào)整pH值為6.5，反應(yīng)終止，稀釋放料，經(jīng)水洗后分離，取出固相在75-85℃下干燥至固相含水量≤8％，然后將物料粉碎至≥100目，產(chǎn)品為白色或微黃色粉末，α-纖維素含量≥98％，包裝后即成成品。
實(shí)施例2按1.2∶10的比例向反應(yīng)釜(30L)內(nèi)加入鹽酸(HCl)(含量90g/L)，然后稱取1.2kg醫(yī)用脫脂棉加入反應(yīng)釜內(nèi)，邊加料邊攪拌。在1min內(nèi)加完，升溫至128℃，時(shí)間為42min。待物料完全水解后終止?；厥諝堃海磒H值6.0-6.5。離心分離，取出固相待用。
向反應(yīng)釜內(nèi)加入清水，再把分離出來的固相(分離時(shí)襯墊500目)濾布加入釜中，攪拌成糊狀，濃度為330g/L。并加入濃度為20g/L的氫氧化鈉(NaOH)，將pH調(diào)至9，升溫至30℃，然后加入過氧化氫的10％水溶液，加量為固相含量的6％，再加入固相含量的5-10％的高錳酸鉀。攪拌2h后反應(yīng)終止，稀釋放料，離心分離(襯濾布)，洗凈，取出固相待用。
將固相加入反應(yīng)釜中，用冷水?dāng)嚢璩珊隣?，濃度?30g/L，然后加入0.5％的纖維素酶，在攪拌下，按1.5℃/min的恒定速率升溫至78℃，保溫20min加鹽酸至pH值為3時(shí)，保溫10min后，迅速升溫至90℃，保溫15-20min進(jìn)行鈍化，加氫氧化鈉(NaOH)調(diào)整pH值為6.5，反應(yīng)終止，稀釋放料，經(jīng)水洗后分離，取出固相在75-85℃下干燥至固相含水量≤8％，然后將物料粉碎至≥100目，產(chǎn)品為白色或微黃色粉末，α-纖維素含量≥98％，包裝后即成成品。
實(shí)施例3按1.2∶10的比例向反應(yīng)釜(30L)內(nèi)加入鹽酸(HCl)(含量90g/L)，然后稱取1.2kg食品級(jí)木漿粕加入反應(yīng)釜內(nèi)，邊加料邊攪拌。在1min內(nèi)加完，升溫至128℃，時(shí)間為42min。待物料完全水解后終止?；厥諝堃?，水洗pH值6.0-6.5。離心分離，取出固相待用。
向反應(yīng)釜內(nèi)加入清水，再把分離出來的固相(分離時(shí)襯墊500目)濾布加入釜中，攪拌成糊狀，濃度為330g/L。并加入濃度為20g/L的氫氧化鈉(NaOH)，將pH調(diào)至9，升溫至30℃，然后加入次氯酸鈉消毒液(NaClO)(有效氯含量為5～10％)，加量為固相含量的6％，在1.2h內(nèi)分4次加完。攪拌恒溫0.5h后迅速升溫至90℃，保溫0.5h進(jìn)行純化，然后加硫代硫酸鈉(Na2SO3)脫除殘余氯，攪拌10min后加鹽酸(HCl)中和pH值6.0-6.5時(shí)，反應(yīng)終止，稀釋放料，離心分離(襯濾布)，取出固相待用。
將固相加入反應(yīng)釜中，用冷水?dāng)嚢璩珊隣?，濃度?30g/L，然后加入0.5％的纖維素酶，在攪拌下，按1.5℃/min的恒定速率升溫至78℃，保溫20min加鹽酸至pH值為3時(shí)，保溫10min后，迅速升溫至90℃，保溫15-20min進(jìn)行鈍化，加氫氧化鈉(NaOH)調(diào)整pH值為6.5，反應(yīng)終止，稀釋放料，經(jīng)水洗后分離，取出固相在75-85℃下干燥至固相含水量≤8％，然后將物料粉碎至≥100目，產(chǎn)品為白色粉末，纖維素含量為50％，包裝后即成成品。
實(shí)施例4將小麥粉40-60質(zhì)量份，雞蛋8-12質(zhì)量份，酵母0.3-0.5質(zhì)量份，鹽0.8-1.0質(zhì)量份，白糖3-5質(zhì)量份，實(shí)施例1的食用纖維素10質(zhì)量份和水適量按常規(guī)工藝制成面包。
權(quán)利要求
1.一種由精制棉或醫(yī)用脫脂棉或木漿粕制備食用纖維素的方法，包括以下步驟A、將精制棉或醫(yī)用脫脂棉或木漿粕用強(qiáng)酸水解；B、水解后分離的固相用堿中和，然后用氧化劑降解，分離出固相；C、該固相用水稀釋后，加入淀粉酶或纖維素酶酶解，然后升溫以鈍化反應(yīng)，隨后分離固相；D、將固相干燥，再粉碎。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中步驟A所用強(qiáng)酸是鹽酸或硫酸，或它們的混合物，強(qiáng)酸與精制棉或醫(yī)用脫脂棉或木漿粕的重量比為0.5-2∶10，按純酸計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中氧化劑的加量為固相物質(zhì)(干基準(zhǔn))的0.5-8％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中淀粉酶或纖維素酶的加量為固相物質(zhì)(干基準(zhǔn))的0.2-0.8％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中酶解的時(shí)間是25分鐘到5小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中氧化劑選自次氯酸鈉，過氧化氫，二氧化氯，或臭氧，或它們的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法獲得的食用纖維素產(chǎn)品。
8.一種由精制棉或醫(yī)用脫脂棉或木漿粕制備食用纖維素的方法，包括以下步驟A、水解反應(yīng)按配比向反應(yīng)釜中加入一定量的強(qiáng)酸，加量為絕干精制棉或醫(yī)用脫脂棉或木漿粕比例的0.5-2∶10(按純酸計(jì))，然后將精制棉加入反應(yīng)釜內(nèi)，邊加料邊攪拌，之后升溫至125℃-132℃，至物料完全被水解后反應(yīng)終止，排氣、放料、回收酸液，水洗pH值為6-6.5時(shí)，離心分離、取出固相待用；B、降解純化反應(yīng)按配比反應(yīng)釜里加入清水，再把分離出來的固相加入釜中，啟動(dòng)攪拌制成糊狀乳液，乳液濃度為300-400g/L，并加入氫氧化鈉，將乳液pH值調(diào)至8.5-10，在升溫的同時(shí)投入次氯酸鈉，加量為固相絕干量的4％-7％，加完后繼續(xù)攪拌恒溫20-40分鐘后迅速升溫至90℃，保溫20-40分鐘進(jìn)行純化，然后，加入硫代硫酸鈉脫除殘余氯，加量為固相絕干量0.2～0.4％，然后加鹽酸中和，使pH值降至6.0～6.5，反應(yīng)終止，分離固相待用；C、酶化鈍化反應(yīng)將離心分離的固相投入反應(yīng)釜中，先用冷水把物料攪拌成糊狀，然后加入0.3～0.6％的α-淀粉酶，在攪拌下，升溫到76℃～80℃，保溫轉(zhuǎn)化15-30min，加鹽酸至pH2～3，以抑制酶的活性，繼續(xù)保溫5-15min后，迅速升溫至80～90℃，并保溫15～20min進(jìn)行鈍化，以使酶失去活性。加氫氧化鈉(NaOH)調(diào)整pH值，反應(yīng)終止，分離出固相待用；D、干燥將離心分離的固相物料干燥至固相含水量≤8％；E、粉碎將干燥后的物料用微粉機(jī)進(jìn)行粉碎，過篩后包裝即成成品。
9.含有權(quán)利要求1的方法制備的食用纖維素的食品、飲料或保健品，在所述食品、飲料和保健品，含有0.1-30wt％的權(quán)利要求1的方法獲得的食用纖維素。
全文摘要
一種用純棉纖維或木纖維生產(chǎn)食用纖維素的制備方法。本發(fā)明采用精制棉或木漿粕為原料，經(jīng)水解、降解純化、酶化鈍化、干燥、粉碎五個(gè)工序，即可制成食用纖維素。該產(chǎn)品與用谷殼、豆皮制成的食用纖維相比，純度高、無糖、無鈉、無熱量、無脂肪、無膽固醇。且原料充足，能形成大規(guī)模生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本，根據(jù)目前市場(chǎng)原料價(jià)格估算，成本僅是其三分之一。
文檔編號(hào)A23L1/052GK1526318SQ0315734
公開日2004年9月8日 申請(qǐng)日期2003年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月19日
發(fā)明者湯軍, 李貴云, 湯 軍 申請(qǐng)人:湯興然