龙须菜膳食纤维的制备及其在酸奶中的应用研究

绥化学院经济管理学院2013级财务管理7班林金龙龙须菜膳食纤维的制备及其在酸奶中的应用研究摘要：龙须菜为原料，通过发酵法和酶法制备膳食纤维，选用绿色木霉、米曲霉作为发酵菌种，通过筛选确定胰蛋白酶作为去除龙须菜蛋白质的最佳酶类。通过分步酶解法制备龙须菜膳食纤维龙须菜膳食纤维生理活性的研究。龙须菜膳食纤维对脂肪具有一定的吸附作用；龙须菜膳食纤维对饱和脂肪的吸附能力要比对不饱和脂肪的吸附能力强。龙须菜膳食纤维对胆固醇具有一定的吸附效果。膳食纤维具有调节血糖、调节血脂、预防高血压、预防癌症等作用。近年来一直受到营养学家的广泛关注。龙须菜中膳食纤维含量丰富，是制备膳食纤维的良好原料。将膳食纤维添加到复原乳中进行乳酸发酵，制备膳食纤维酸奶。试验制得的膳食纤维酸奶，产品呈现乳白色，质地均匀一致，表面有极少量的乳清析出，口感细腻，具有乳酸发酵香味。是一种具有营养保健价值的膳食纤维酸奶。关键词：膳食纤维；膳食纤维酸奶；应用一、膳食纤维的分类1.根据溶解性根据溶解性的不同，DF分为水溶性的膳食纤维（SDF）和水不溶性膳食纤维（IDF）两部分。SDF指可溶于温水或热水，其水溶液能被4倍体积的乙醇沉淀但不能被人体消化道产生的酶类所消化的膳食纤维。SDF包括：植物细胞内的物质，果胶、阿拉伯胶、角叉胶、瓜儿豆胶、卡拉胶、琼脂以及半乳甘露聚糖、葡萄糖、海藻酸盐等；微生物发酵产生的胶，如黄原胶等；人工合成半合成纤维素，如CMC（羧甲基纤维素）等。IDF指不溶于温水或热水也不能被人体消化道产生的酶类所消化的膳食纤维，包括纤维素、部分半纤维素、木质素、原果胶和植物蜡等，主要为细胞壁的一些组成成分。SDF和IDF具有的生理功能和保健作用是不同的，SDF成分更多地发挥代谢功能，IDF能使肠道产生机械蠕动效果。IDF具有防治肥胖症、便秘、肠癌等作用。而SDF具有防治胆结石、排除有害金属离子、抑制血糖上升、防治高血压及心脏病等作用。膳食纤维生理功能的显著性与SDF和IDF的比例有很大关系。2.根据来源根据膳食纤维来源的不同，主要分为四类：植物类、海藻多糖类、动物类、合成类。目前来说，植物类膳食纤维是是研究和应用最为广泛的一类，也是人类膳食纤维的主要来源，主要包括纤维素、半纤维素、木质素、胶类物质、半乳糖甘露聚糖等。海藻膳食纤维主要为细胞壁结构成分，包括纤维素、半纤维素等。另外，还包括琼胶、卡拉胶、褐藻胶、马尾藻聚糖、岩藻聚糖、硫酸多糖等植物。二、膳食纤维概述1.膳食纤维的定义膳食纤维(DietaryFiber，DF)由Hipsley于1953年提出，他对DF做出的定义为：植物废渣、粗纤维(CrudeFiber，CF)、粗粮、麸皮、非淀粉多糖、难以消化的碳水化合物等细胞中不可消化的组分。随着人们对膳食纤维研究的深入，膳食纤维的定义也经历了不断发展变化的过程。在中国，郑建仙对DF的定义为：不被人体消化吸收的木质素和多糖类碳水化合物。主要包括三部分，纤维素、基料碳水化合物和填充类化合物。基料碳水细胞间质多糖。动物类膳食纤维主要包括甲壳素、壳聚糖、胶原等。合成类主要好的品质改良作用，如颗粒悬浮、控制粘度、利于膨胀、具有奶油口感、热处理包括羧甲基纤维素、葡聚糖等。其中，葡聚糖属于合成或半合成的SDF，具有很稳定性等，在冷饮、糕点等食品中已被广泛应用。2.根据在植物体内的功能根据DF在植物体内的功能，分为三类：结构性多糖类，包括纤维素多糖、半纤维素多糖及果胶多糖等；结构性非多糖类，如木质素；非结构性多糖类，如树胶、胶浆及部分多糖类物质。3.根据在体内的发酵程度根据膳食纤维在体内的发酵程度不同，分为两类：完全发酵类和部分发酵类。完全发酵类DF包括β-葡聚糖、果胶、瓜儿豆胶、阿拉伯胶、海藻胶和菊粉等；部分发酵类DF包括纤维素、半纤维素、木质素、植物蜡和角质等。完全发酵类膳食纤维多属SDF，而部分发酵类膳食纤维多属IDF。三、膳食纤维的物理特性1.持水力膳食纤维具有很强的吸水性、保水性，原因在于其化学结构中含有很多亲水基团。来源、制备方式、颗粒大小及分析方法不同，DF持水力不同。2.吸附能力膳食纤维能够吸附香气成分、胆固醇、胆汁酸、致癌物等有机物质和各种金属离子，原因在于其分子表面含有很多活性基团。膳食纤维能够吸附香气成分，可以赋予食物香味。对胆固醇、有毒化学物质等的吸附作用可以抑制人体对它们的吸收，并促进它们排出体外。膳食纤维可以吸附矿质离子，原因在于膳食纤维可以与矿质离子形成水不溶性复合物。膳食纤维的吸附作用与人体的生理功能密切相关。膳食纤维具有一定的长度、弹性和强度，可形成具有一定厚度的网状物，其中的网孔可物理性地吸附肠道中的某些物质，如脂肪颗粒等，研究人员认为这是膳食纤维降低血脂的作用机制之一。3.具有类似填充剂的作用膳食纤维吸水后产生膨胀，体积增大，能够引起饱腹感，使人不易产生饥饿感，使食物总摄入量减少。同时膳食纤维还可影响机体对其它成分的吸收，减少小肠的吸收率，可预防肥胖症。粗分离法主要包括气流分级法和液体悬浮法等。粗分离法通过减少原料中淀粉、植酸等的含量，改变各成分的相对含量，从而提高膳食纤维的含量。粗分离法制备得到的膳食纤维纯度不高，此法一般用于原材料的预处理。四、膳食纤维的推荐摄入量摄入适量的DF对人体的健康有益，但摄入量过多，会给人体造成一些不好的影响。因为DF可以影响其它营养素的代谢和吸收，另外，摄入大量凝胶性强的DF容易引起腹胀、腹泻等不适反应。FAO要求DF每日摄入量最低警戒线为27g，FDA建议DF的摄入量为每人（成人）每天20-35g；英国营养学家建议DF每日摄入量为25-30g。中国营养学会2000年颁布的DF每日参考摄入量为20-35g。这些摄入量的上限是不会造成副作用的最大剂量，下限是能够使DF对人体起到积极作用最基本用量。五、膳食纤维在乳制品中的应用及营养价值乳制品几乎含有人体所需的全部营养素，营养价值极高。近年来，乳制品在我国发展迅速。在乳制品中加入DF能进一步提高乳制品的营养保健价值。长期饮用添加DF的乳制品能使肠道舒畅，防治便秘，并可调节血脂、血糖、帮助减肥，尤其适合中老年人、糖尿病人和肥胖者饮用。DF在乳制品中的应用主要有3种类型，即一般DF发酵乳、DF奶粉和DF调味乳饮料。1.膳食纤维发酵乳将一定量的膳食纤维添加到发酵乳中，可制成营养更为全面的保健性酸牛奶。膳食纤维酸奶具有明显的保健用途，可以增强胃肠蠕动、助消化、防治便秘并促进人体内毒素排除，尤其适合中老年人和肠胃功能低下者饮用。目前主要的研究类型包括两类：谷物膳食纤维发酵乳，包括玉米纤维酸奶、米糠纤维酸奶、麦麸纤维酸奶等；果蔬膳食纤维发酵乳，包括沙棘纤维酸奶、苹果纤维酸奶等。2.膳食纤维奶粉将适量的SDF添加到中老年人奶粉和婴儿奶粉中，可提高其营养保健功能，具有重要的意义。中老年人和婴幼儿的肠胃功能不是很好，SDF可以润肠通便，并能降血脂和降血糖、促进机体对矿物元素的吸收。3.膳食纤维风味乳饮料风味乳饮料深受广大消费者的欢迎，它结合了乳香味和水果味两种风味，因其风味独特，尤其是受到儿童和年轻人的欢迎。在风味乳饮料中加入膳食纤维可很大程度上增加乳饮料的营养和保健功能。果汁奶是用鲜榨果汁与乳制品相结合，既含有丰富蛋白质、钙质，又含有膳食纤维、维生素等，全面提升了乳品的营养价值。现在市场上已开发出多种具有单一水果风味或混合水果风味的果汁奶和果粒奶产品。4.海藻膳食纤维的研究目前，对海藻膳食纤维的研究已取得一定的成果。国外对海藻膳食纤维的研究开始于上世纪90年代。在我国，李来好等对海带、马尾藻、江蓠和麒麟菜等海藻膳食纤维的制备、物理化学特性、功能活性等进行了较为系统的研究，填补了国内海藻膳食纤维的空白。海藻膳食纤维比一般陆生植物来源的膳食纤维具有更高的活性，目前对海藻膳食纤维的研究主要围绕成分分析、制备方法、生理功能等方面展开。5.海藻膳食纤维的制备工艺流程：原料→清洗→干燥→粉碎→蛋白酶酶解→灭酶→纤维素酶酶解→灭酶→过滤液→乙醇沉淀→SDF滤→滤渣（IDF）六、膳食纤维的生理功能1.调节血脂膳食纤维能够降低血清中的胆固醇含量，从而有效预防胆结石、高血脂症、高血压等心脑血管疾病的发生。关于膳食纤维降低胆固醇的机制，有以下两种假设，第一种假设是：膳食纤维中的胶类物质可结合胆固醇，减少胆固醇微粒的形成，木质素会和胆汁酸相结合，干扰肠道中脂质的吸收。另一种假设是：胆固醇在人体内的代谢途径是转变为胆酸。膳食纤维和胆酸结合，并将其排出体外，减少了肝脏中胆汁酸液，增加了体内肝脏中胆固醇的代谢，使肝脏合成胆酸速率增加，从而降低了肝脏胆固醇浓度，另外胆酸排泄的增加也会使肠道胆固醇被乳化吸收的量减少，从而减少了体内胆固醇含量。2.防治肥胖随着生活水平的提高，人们的饮食结构和饮食习惯变得越来越不合理，肥胖症发病率呈不断上升的趋势。膳食纤维提供的能量低于其它碳水化合物，它能够吸收大量的水分而膨胀，令人产生饱腹感，减少人体对其它成分的摄入，另外，膳食纤维可减少小肠对脂肪的吸收率，因此膳食纤维对肥胖病人可以起到减轻体重的作用。七、DF酸奶生产工艺流程奶粉→水调→混合（加入膳食纤维、稳定剂、蔗糖等）→预热→均质→杀菌→冷却→接种→发酵→冷却、后熟→冷藏→成品。