CN101715910B

CN101715910B - 香蕉低聚糖与膳食纤维组合物及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN101715910B
Application number: CN2009101943030A
Authority: CN
Inventors: 杨公明; 王娟; 程燕锋
Original assignee: South China Agricultural University
Current assignee: South China Agricultural University
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2029-12-02
Also published as: CN101715910A

Abstract

本发明公开了一种香蕉低聚糖与膳食纤维组合物及其制备方法和应用。所述组合物包括香蕉低聚糖、可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维，所述三种物质的比例为2.5∶1∶2或2∶2∶2。本发明将香蕉果肉打浆、水浸提、乙醇沉淀、真空冻干得香蕉低聚糖；通过酶解香蕉果渣获得香蕉可溶及不可溶膳食纤维。本发明组合物不仅具备普通泻药的通便功效，且温和、不刺激，克服了常见的大黄、蒽醌类泻药所引起的副作用，可发挥膳食纤维的预防结直肠癌、心血管疾病等生理功能，达到持水润滑、保持高渗的目的，因其天然、安全有效，尤其适合缓解婴幼儿由于食用奶粉造成的大便干燥密结难解的便秘症状。

Description

香蕉低聚糖与膳食纤维组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，涉及一种功能食品及其制备方法，具体涉及一种香蕉低聚糖与膳食纤维组合物、其制备方法及应用。

背景技术

便秘是指排便不顺利的状态，包括粪便干燥排出不畅和粪便不干亦难排出两种情况，一般指每周排便少于2~3次。根据病因可分为器质性便秘和功能性便秘，前者是由肠道及全身性疾病引起的；后者指由于排便反射失常或阻塞引起的直肠性便秘以及结肠蠕动缓慢引起的结肠性便秘，临床上所说的便秘主要指的是功能性便秘。治疗便秘常常使用大黄、蒽醌类泻药，但此类泻药有副作用，会使患者对泻药产生依赖性，长期使用有损结肠传输功能及肠道神经，反而会导致更加严重的功能性、顽固性便秘，产生结肠黑变，造成泻剂性结肠。

国内对治疗便秘主要集中在中药复方的动物实验和临床效果及机理研究方面，通便食品的研究鲜有报道。

根据生物化学名词审定委员会命名法，寡糖被定义为包含3～10个单糖的聚合物。寡糖是单糖通过糖苷键连接起来形成的具有直链或分支链的低度聚合糖，因此又称“低聚糖”。一些不能被人体消化吸收的寡糖具有以下生理功能：(1)促进人体内有益细菌如双歧杆菌、乳酸杆菌的增殖，从而抑制肠道内腐败菌的生长，改善肠道微生态环境；(2)在结肠内被发酵产生短链脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸等，降低肠道的pH值；(3)提高机体免疫力，降低有毒发酵产物如胺、酚的浓度，预防结直肠癌；(4)防治便秘，清除毒素；(5)增加某些必须矿质元素的吸收。

膳食纤维主要包括纤维素、半纤维素、果胶及亲水胶体物质、木质素和不被人体消化酶所分解的物质。不同膳食纤维按溶解特性可分为可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维两大类，二者合并称为总膳食纤维。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4倍体积乙醇再沉淀的那部分膳食纤维，它主要指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如果胶、瓜儿豆胶、海藻酸盐、葡聚糖和真菌多糖；不可溶性膳食纤维是指不被人体消化道酶消化且不溶于水的膳食纤维，包括纤维素、半纤维素、木质素等。膳食纤维具有防治便秘和痔疮、结直肠癌、心血管疾病，缓解糖尿病症状，调节肠道作用和减轻肥胖等生理功能。

如何获得天然、有效的寡糖和膳食纤维是目前研究的热点，但国内外对低聚糖通便效果的研究主要集中在果寡糖及其在动物营养中应用研究，将其作为饲料添加剂使用。对膳食纤维的研究主要有从苹果渣、柑桔皮、豆渣、葛根、海藻等中提取制备，专门研究膳食纤维通便功能的报道不多。

香蕉是热带亚热带特色水果，在我国是产量仅次于苹果、柑橘、梨之后的第四大水果，它营养丰富，气味清香芬芳，味甜爽口，肉软滑润，老幼皆宜，香蕉促进肠胃蠕动，排便、美容功能世人公认。近年来国内外学者研究发现香蕉的更多功能，如降血脂、降血压、抗氧化、提高免疫力和缓解焦虑等。

2005年世界果蔬大会上香蕉被评为“新的水果之王”。世界与中国的香蕉总产量都呈急剧上升趋势，2006年我国香蕉总产已达690万吨。香蕉是呼吸越变型果实，不耐贮藏，易变质，采后损失十分严重，同时加工技术落后，即浪费又污染环境。

与此同时，香蕉治疗便秘明确的物质基础未见报道，作用机理尚不清楚，未见将香蕉低聚糖与膳食纤维组合制备通便功能食品的研究报道。

发明内容

本发明的一个目的是克服现有技术的不足，提供一种香蕉低聚糖与膳食纤维组合物。

本发明的另一个目的是提供所述组合物的制备方法。

本发明还有一个目的是提供所述组合物的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种香蕉低聚糖与膳食纤维组合物，包括香蕉低聚糖、可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维，所述香蕉低聚糖、可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维的质量比例为2.5∶1∶2或2∶2∶2。

本发明同时提供了上述香蕉低聚糖与膳食纤维组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)香蕉去皮，将果肉打浆，水浸提打浆后的果肉，果渣另置，无水乙醇沉淀提取液，离心分离，收集沉淀，真空冻干沉淀制备得到香蕉低聚糖；

(2)步骤(1)浸提后另置的果渣中加入酶进行酶解，酶解后离心分离，分离出沉淀真空冻干得香蕉不可溶性膳食纤维；上清液经无水乙醇沉淀，真空冻干沉淀得可溶性膳食纤维；

(3)按照比例混合香蕉低聚糖、可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维得所述组合物。

上述步骤(1)所述打浆可采用普通果蔬打浆机，打浆时间为2～4min；所述水浸提的料液重量体积比为1∶1，浸提温度为50～60℃，提取时间为50～60min，提取4次，合并4次提取液，用4倍提取液体积的无水乙醇沉淀提取液，所述离心分离是以3500～4500转/分的转速离心12～14min，所述真空冻干是在50Pa～150Pa下冻干4～5h得香蕉低聚糖；

上述步骤(2)所述酶解包括两个步骤：

步骤A：往果渣中加入淀粉酶，淀粉酶的用量为果渣重量的3.6～4.0％，作用温度95～100℃，加入氯化钙调节钙离子浓度为15～20mmol/L，用盐酸或氢氧化钠溶液调节pH值为4～4.5，95～100℃水浴振荡酶解8～10h。

步骤B：往经步骤A酶解后的混合物中加入蛋白酶，蛋白酶的用量为果渣重量的0.20～0.25％，作用温度50～55℃，pH值为7～7.5，水浴振荡酶解2～2.5h。

步骤(2)所述离心分离的转速和时间分别为3500～4500转/分的转速离心12～14min；；所述无水乙醇的用量为4倍上清液体积；所述真空冻干是在80Pa～200Pa条件下冻干6～7h。

本发明优选的制备方案之一是将香蕉去皮，香蕉果肉打浆2.5min，水浸提，料液重量体积比为1g∶1ml，浸提温度为60℃，提取时间为50min，提取4次，合并4次提取液(果渣另置)，经过抽滤与真空浓缩，用4倍提取液体积的无水乙醇沉淀、3500转/分离心14min、收集沉淀，50Pa～80Pa真空冻干4h得到香蕉低聚糖产品；

浸提香蕉糖液后残留的果渣用于酶解制备香蕉可溶及不可溶膳食纤维，其中淀粉酶用量为果渣重量的3.6％，作用温度100℃，钙离子浓度15mmol/L，pH值为4，95℃水浴振荡酶解10h；蛋白酶用量为果渣重量的0.2％，pH值为7，50℃水浴振荡酶解2.5h，水浴振荡酶解2.5h，酶解后3500转/分转速下离心分离14min，，分离出的沉淀在100Pa～200Pa真空冻干7h得香蕉不可溶性膳食纤维；上清液加入4倍体积无水乙醇得沉淀，沉淀在100Pa～200Pa真空冻干7h得香蕉可溶性膳食纤维成品；

低聚糖产品与可溶、不可溶性膳食纤维成品按照质量比例为2.5∶1∶2混合得到所述组合物。

本发明优选的制备方案之二是将香蕉去皮，将香蕉果肉打浆3min，水浸提，料液重量体积比为1g∶1ml，浸提温度为50℃，提取时间为60min，提取4次；合并4次提取液(果渣另置)，经过抽滤与真空浓缩，用4倍提取液体积的无水乙醇沉淀、4500转/分离心12min、收集沉淀，60Pa～100Pa真空冻干5h得到香蕉低聚糖产品；

浸提香蕉糖液后残留的果渣用于酶解制备香蕉可溶及不可溶膳食纤维，其中淀粉酶用量为果渣重量的4.0％，作用温度95℃，钙离子浓度20mmol/L，pH值为4.5，95～100℃水浴振荡酶解8h；蛋白酶用量为果渣重量的0.25％，温度55℃，pH值为7.5，55℃水浴振荡酶解2h，酶解后4500转/分转速下离心分离12min，分离出的沉淀在80Pa～150Pa真空下冻干6h得香蕉不可溶性膳食纤维；上清液中加入4倍体积无水乙醇得沉淀，沉淀在80Pa～150Pa真空下冻干6h得香蕉可溶性膳食纤维成品；

低聚糖产品与可溶、不可溶性膳食纤维成品按照组合比例为2∶2∶2混合得到所述组合物。

本发明所述组合物可应用于制备通便功能性食品、饮料或用于制备治疗便秘的药物。

本发明的有益效果是：

(1)本发明以香蕉为原料制备得到的香蕉低聚糖与可溶性膳食纤维、不可溶性膳食纤维组合物不仅具备普通泻药的通便功效，而且温和、不刺激，克服了常见的大黄、蒽醌类泻药所引起的副作用，并且可以发挥膳食纤维的预防结直肠癌、心血管疾病，缓解糖尿病症状，调节肠道作用和减肥等生理功能。由于本发明膳食纤维具有较强的持水力、结合水力，能促进水分向肠道及肠道内容物转移，使粪便具有较大的体积与较高的湿润度，达到持水润滑、保持高渗的目的，本发明膳食纤维来自香蕉，根据本发明组合物实验结果，所述组合物安全有效，尤其适合缓解婴幼儿由于食用奶粉造成的大便干燥密结难解的便秘症状。

(2)本发明为研究香蕉治疗便秘明确的物质基础和作用机理提供了技术支持，并能有效解决香蕉保鲜、加工的压力。

(3)本发明将香蕉果肉全部有效利用，保留了香蕉的营养成分，且制备方法简单，制备过程简易，成本较低。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步详细说明本发明。

实施例1按照下述方法制备组合物

(1)香蕉去皮；果肉打浆2.5min，水浸提，料液重量体积比为1g∶1ml，温度为60℃，提取时间为50min，提取4次；合并4次提取液，果渣另置，提取液经过抽滤与真空浓缩，用4倍提取液体积的无水乙醇沉淀、3500转/分离心14min、收集沉淀，50Pa～80Pa真空冻干4h得到香蕉低聚糖产品；

(2)浸提香蕉糖液后残留的果渣用于酶解制备香蕉可溶及不可溶膳食纤维：

步骤A：往果渣中加入淀粉酶，淀粉酶的用量为果渣重量的3.6％，作用温度100℃，加入氯化钙使钙离子浓度为15mmol/L，通过加入盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值为4，95～100℃水浴振荡酶解10h；

步骤B：往步骤A酶解液中加入蛋白酶，蛋白酶的用量为果渣重量的0.2％，温度50℃，加入盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值为7，50℃水浴振荡酶解2.5h；

酶解后在3500～4500转/分的转速离心12～14min，分离出的沉淀在100Pa～200Pa真空下冻干7h得香蕉不可溶性膳食纤维；上清液中加入4倍上清夜体积的无水乙醇得沉淀，沉淀在100Pa～200Pa真空下冻干7h得香蕉可溶性膳食纤维成品；

(3)低聚糖产品与可溶、不可溶性膳食纤维成品按照质量比例为2.5∶1∶2混合得到所述组合物1。

实施例2

(1)香蕉去皮；果肉打浆3min，水浸提，料液重量体积比为1g∶1ml，温度为50℃，提取时间为60min，提取4次；合并4次提取液，果渣另置，提取液经过常规抽滤与真空浓缩后用4倍提取液体积的无水乙醇沉淀、4500转/分离心12min、收集沉淀，60Pa～100Pa真空冻干5h得到香蕉低聚糖产品；

步骤A：往果渣中加入淀粉酶，淀粉酶的用量为果渣重量的4.0％，作用温度95℃，加入氯化钙使钙离子浓度为20mmol/L，通过加入盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值为4.5，100℃水浴振荡酶解8h；

步骤B：往步骤A酶解液中加入蛋白酶，蛋白酶的用量为果渣重量的0.25％，温度55℃，通过加入盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值为7.5，50℃水浴振荡酶解2.2h；

酶解后在3500转/分的转速离心14min，分离出的沉淀在80Pa～150Pa真空下冻干6h得香蕉不可溶性膳食纤维；上清液中加入4倍上清夜体积的无水乙醇得沉淀，沉淀在80Pa～150Pa真空下冻干6h得香蕉可溶性膳食纤维成品；

(3)低聚糖产品与可溶、不可溶性膳食纤维成品按照组合比例为2∶2∶2混合得到所述组合物2。

实施例3

(1)香蕉去皮；果肉打浆2min，水浸提，料液重量体积比为1g∶1ml，温度为55℃，提取时间为55min，提取5次；合并5次提取液，果渣另置，提取液经过抽滤与真空浓缩，用4倍提取液体积的无水乙醇沉淀、4000转/分离心13min、收集沉淀，100Pa～150Pa真空冻干4h得到香蕉低聚糖产品；

步骤A：往果渣中加入淀粉酶，淀粉酶的用量为果渣重量的3.8％，作用温度98℃，加入氯化钙使钙离子浓度为18mmol/L，通过加入盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值为4.2，100℃水浴振荡酶解9h；

步骤B：往步骤A酶解液中加入蛋白酶，蛋白酶的用量为0.22％，温度53℃，通过加入盐酸和氢氧化钠溶液调节pH值为7.2，55℃水浴振荡酶解2h；

酶解后在4500转/分的转速离心12min，分离出的沉淀在80Pa～150Pa真空下冻干6h得香蕉不可溶性膳食纤维；上清液中加入4倍上清夜体积的无水乙醇得沉淀，沉淀在90Pa～120Pa真空下冻干6.5h得香蕉可溶性膳食纤维成品；

(3)低聚糖产品与可溶、不可溶性膳食纤维成品按照质量比例为2∶2∶2，混合得到所述组合物3。

实施例4动物实验

实验方法为参照《保健食品检验与评价技术规范实施手册》(2003年出版)，“通便功能检验方法”。动物：SPF级昆明鼠，雄性，购于广东省医学实验动物中心，动物许可证号SCXK 2003-0002，2007A006。

实验结果见表1所示：

表1对小肠墨汁推进率的影响^a)

组别	剂量g/(kg·BW·d)	墨汁推进率P(％)
			空白对照组	0	76.6±5.8^*
复方地芬诺酯便秘模型对照组	0.005	44.7±5.4
			单纯的香蕉低聚糖产品	2.5	70.8±8.0^*
单纯的香蕉可溶性膳食纤维成品	1.0	50.9±12.0
			单纯的香蕉可溶性膳食纤维成品	2.0	62.6±11.8^*
单纯的香蕉不可溶性膳食纤维成品	2.0	54.7±15.2
			组合物1	低聚糖2.5可溶膳食纤维1不可溶性膳食纤维2	60.2±4.4^*
组合物2	低聚糖2	59.2±7.3^*

可溶膳食纤维2不可溶性膳食纤维2

a)与便秘模型对照组比较^*P＜0.05。

动物实验显示，在本发明组合物作用下，能使小鼠小肠墨汁推进率达到60.2％～66.5％，显著高于复方地芬诺酯便秘模型对照组的推进率44.7％。

Claims

1.一种香蕉低聚糖与膳食纤维组合物，其特征在于包括香蕉低聚糖、可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维，所述香蕉低聚糖、可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维质量比例为2.5∶1∶2或2∶2∶2；

所述组合物的制备方法包括以下步骤：

(1)香蕉果肉打浆，水浸提，果渣另置，用无水乙醇沉淀提取液，收集沉淀，真空冻干沉淀制备得到香蕉低聚糖；

(2)步骤(1)浸提后另置的果渣中加入酶进行酶解，酶解后离心分离，沉淀经真空冻干得香蕉不可溶性膳食纤维；上清液经无水乙醇沉淀，真空冻干沉淀得可溶性膳食纤维；

(3)按照比例混合香蕉低聚糖、可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维得所述组合物；

其中，步骤(1)所述打浆时间为2～4min；所述水浸提的料液重量体积比为1g∶1ml，浸提温度为50～60℃，提取时间为50～60min；无水乙醇的用量为4倍提取液体积；所述真空冻干是在50Pa～150Pa下冻干4～5h；

步骤(2)所述酶解包括两个步骤：

步骤A：往果渣中加入淀粉酶，淀粉酶的用量为果渣重量的3.6～4.0％，作用温度95～100℃，调节钙离子浓度15～20mmol/L，pH值为4～4.5，水浴振荡酶解8～10h；

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于步骤(A)加入氯化钙调节钙离子浓度。

3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于步骤(2)所述无水乙醇的用量为4倍上清液体积；所述真空冻干是在80Pa～200Pa条件下冻干6～7h。

4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于是将香蕉果肉打浆2.5min，按照料液重量体积比为1g∶1ml加入水60℃下浸提50min，提取4次，合并4次提取液，经抽滤与真空浓缩后用4倍提取液体积的无水乙醇沉淀，离心后收集沉淀，50Pa～80Pa真空冻干4h得到香蕉低聚糖产品；

浸提后的果渣加入果渣重量的3.6％的淀粉酶、15mmol/L的钙离子、调pH值为4、95℃水浴振荡酶解10h，然后加入果渣重量的0.2％的蛋白酶、调pH值为7，50℃水浴振荡酶解2.5h，酶解后离心分离，沉淀在100Pa～200Pa真空冻干7h得香蕉不可溶性膳食纤维；上清液加入4倍体积无水乙醇得沉淀，沉淀在100Pa～200Pa真空冻干7h得香蕉可溶性膳食纤维成品；

将低聚糖与可溶、不可溶性膳食纤维按照组合比例为2.5∶1∶2混合得到所述组合物。

5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于是将香蕉果肉打浆3min，按照料液重量体积比为1g∶1ml加入水60℃下浸提50min，提取4次；合并4次提取液，经抽滤与真空浓缩后用4倍提取液体积的无水乙醇沉淀，离心后收集沉淀，50Pa～80Pa真空冻干4h得到香蕉低聚糖产品；

浸提后的果渣加入果渣重量的4.0％的淀粉酶、20mmol/L的钙离子、调pH值为4.5、100℃水浴振荡酶解8h，然后加入果渣重量的0.25％的蛋白酶、调pH值为7.5，55℃水浴振荡酶解2h，酶解后离心分离，沉淀在80Pa～150Pa真空冻干6h得香蕉不可溶性膳食纤维；上清液加入4倍体积无水乙醇得沉淀，沉淀在80Pa～150Pa真空冻干6h得香蕉可溶性膳食纤维成品；

将低聚糖与可溶、不可溶性膳食纤维按照组合比例为2∶2∶2混合得到所述组合物。

6.一种权利要求1所述组合物的应用，其特征在于应用于制备通便功能性食品、饮料或用于制备治疗便秘的药物方面。