CN110063503A - 一种具有降糖作用的天然膳食纤维补充剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有降糖作用的天然膳食纤维补充剂及其制备方法：该天然膳食纤维补充剂按重量计包括20～50份的苹果渣提取物、20～80份的蓝莓果渣提取物及5～30份的脱水荨麻叶。本发明以苹果渣、蓝莓果渣及荨麻叶为原料，利用苹果渣及蓝莓果渣提取物中的可溶性膳食纤维，增强花青素类组分及荨麻叶中组分的降糖作用，从而获得了一种组分构成天然、具有降血糖作用的膳食纤维补充剂。本发明采用的果渣原料为苹果、蓝莓加工产品副产物，通过对苹果渣与蓝莓果渣中含量丰富的膳食纤维进行有效提取，实现了苹果、蓝莓的高附加值利用，可获得良好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及食疗保健品技术领域，特别涉及一种具有降糖作用的天然膳食纤维补充剂 及其制备方法。
背景技术
糖尿病作为一种代谢性疾病，其主要特点是胰腺的胰岛器官分泌胰岛素不足，进而导 致身体所摄取的糖分不能得到充分分解和吸收，致使体内血糖长期处于较高的水平，对眼、 肾、心脏、血管、神经等各种组织及脏器造成慢性损害及破坏。人体糖脂代谢失衡的发生 与饮食结构失衡密切相关，其中最为关键的是膳食纤维摄入量的不足。膳食纤维是指不被 肠道内消化酶消化吸收，但能被大肠内的某些微生物部分酵解和利用的一类非淀粉多糖类 物质，主要来自于植物的细胞壁，包含纤维素、半纤维素、木质素等。近些年，膳食纤维 的生理功能已经被越来越多的临床试验、动物试验及流行病学资料证实，膳食纤维的摄入 有助于降低肥胖、心脑血管疾病、癌症、糖尿病、高血压等疾病的患病风险。其中，可溶性膳食纤维在肠道会结合胆固醇的代谢产物，减少胆固醇吸收，进而降低血清胆固醇，同时可溶性膳食纤维延缓碳水化合物的吸收，起到了降低餐后血糖的作用。中国营养学会推荐的正常成年人膳食纤维摄入量为25-30g/d，但如果达标摄入30克膳食纤维需要食用2240克苹果、2250克香蕉、2100克芹菜、4000克番茄，或4300克白菜等，所以单纯性 的依赖食物保证膳食纤维的摄入比较困难，而膳食纤维补充剂可以解决该类问题。
对于糖尿病这类典型的慢性疾病的防控，单纯依靠药物降糖存在各类副作用，例如， 低血糖、乳酸性酸中毒等。强化膳食纤维的降糖功能是从膳食层面实现控糖和降糖的一种 有效途径。尤其对于已经出现糖脂代谢失衡的高血糖人群，补充具有降糖作用的膳食纤维 更是非常重要的。
在苹果深加工过程中产生了大量的副产品苹果渣。苹果渣中含有丰富的可利用的营养 物质，包括生物碱、黄酮及其苷类成分、氨基酸、多肽、酚类、鞣质类、糖、多糖及其苷类、葸醌及其苷类、强心苷、内酯、香豆素及其苷类、挥发油和油脂、有机酸等活性成分。 苹果渣中含量最高、最具开发价值的成分为苹果膳食纤维，含量达37.0％。
蓝莓含多种功能活性物质，如黄酮类、有机酸类、花青素类、超氧化物歧化酶、多糖类、多种矿物元素等，具有促进视红素再合成、抗炎症、提高免疫力、延缓衰老、抗癌等 多种生理活性功能。已有研究表明，蓝莓可降低血糖浓度，每日膳食补充蓝莓活性物质， 持续6周，能改善肥胖、非糖尿病和胰岛素抵抗的患者的胰岛素敏感度。近年来，世界 各国的蓝莓产业发展迅速，蓝莓产品层出不穷，涌现出大量的果汁类产品，同时也产生了 大量的蓝莓果渣，有研究指出，超过15％的多酚、71.8％的花青素及24％膳食纤维残留于 果渣中。
现代药理学研究表明荨麻具有降血糖的功效，给糖尿病大鼠喂食荨麻叶水提取物，发 现糖尿病大鼠血糖降低，且血清胰岛素水平显著提高。用荨麻叶提取物对Ⅱ型糖尿病晚期 病人进行随机双盲临床试验，发现其能促进胰岛素分泌，激活PPARγ、抑制α-葡糖苷酶 活性，明显降低空腹血糖、餐后2h血糖和糖化血红蛋白水平。
目前，尚未见到酶解法处理苹果果渣和蓝莓果渣后与荨麻配伍制备降糖膳食纤维补充 剂的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有降糖作用的天然膳食纤维补充剂及其制备方法，实现 苹果、蓝莓的高附加值利用。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种天然膳食纤维补充剂，该天然膳食纤维补充剂按重量计包括20～50份的组分A、 20～80份的组分B及5～30份的组分C，所述组分A为含有苹果膳食纤维的苹果渣提取物，组分B为含有蓝莓膳食纤维的蓝莓果渣提取物，组分C为脱水荨麻叶。
优选的，所述天然膳食纤维补充剂中，组分A为30～40份，组分B为30～55份，组 分C为10～20份。
优选的，以质量分数计，所述苹果渣提取物中可溶性膳食纤维的含量为10％～25％； 以质量分数计，所述蓝莓果渣提取物中可溶性膳食纤维的含量为10％～20％，总花青素的 含量为3％～10％。
优选的，所述苹果渣提取物及蓝莓果渣提取物是将对应的苹果渣或蓝莓果渣依次经水 洗、酶解、醇沉、过滤及干燥而制成的固形物。
优选的，所述脱水荨麻叶是将清洗干净的荨麻鲜叶依次经烫漂、冷却及脱水而制成的。
优选的，所述天然膳食纤维补充剂是将所述苹果渣提取物、蓝莓果渣提取物及脱水荨 麻叶分别经微粉粹后进行混合而制成的。
上述天然膳食纤维补充剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将苹果渣依次经水洗、酶解、醇沉、过滤及干燥(50～60℃)，得到含有苹果膳食纤维的苹果渣提取物；
2)将蓝莓果渣依次经水洗、酶解、醇沉、过滤及干燥(50～60℃)，得到含有蓝莓膳食纤维的蓝莓果渣提取物；
3)将清洗干净的荨麻鲜叶依次经烫漂(沸水中加热1～2min)、冷却及干燥(60～90℃)， 得到脱水荨麻叶；
4)将含有苹果膳食纤维的苹果渣提取物、含有蓝莓膳食纤维的蓝莓果渣提取物与脱 水荨麻叶分别粉碎后混合均匀，得膳食纤维补充剂。
优选的，所述步骤1)及步骤2)中，水洗具体包括以下步骤：将苹果渣或蓝莓果渣与25～60℃的水混合并搅拌20～60min后过滤，将过滤得到的滤渣用25～60℃的水冲洗 2～3遍，得到经过水洗的苹果渣或蓝莓果渣。通过水洗去除小分子的糖类物质。
优选的，所述步骤1)及步骤2)中，酶解具体包括以下步骤：将经过水洗的苹果渣或蓝莓果渣于50～60℃进行干燥，然后粉粹并过40～100目筛(粉碎的目的在于增大与酶的接触面积，提高酶解效果)，得到苹果渣酶解原料或蓝莓果渣酶解原料，按照果胶酶或 纤维素酶的添加量为30～300U/g，将对应酶解原料与果胶酶或纤维素酶于酸性介质中混 合(例如，酸性介质为pH为3.0～6.0的醋酸盐缓冲溶液，酶解原料与醋酸盐缓冲溶液的 料液比1g/5～20mL)后，于35～40℃孵育8～24h(100～150r/min转速的条件)，得酶解体 系。酶解用以提高膳食纤维中可溶性膳食纤维的含量，且酶解操作还可以使得细胞中活性 物质，例如，蓝莓花青素充分释放。
优选的，所述苹果渣酶解原料的酶解(孵育)时间为12～24h，蓝莓果渣酶解原料的酶解(孵育)时间为8～12h。
优选的，所述蓝莓果渣酶解原料与果胶酶或纤维素酶于酸性介质中混合同时向该酸性 介质中加入终浓度为1～2％(体积分数)的抗氧化剂(例如，Vc)，防止花青素在处理过程中的氧化。
优选的，所述步骤1)及步骤2)中，醇沉具体包括以下步骤：向酶解体系中加入2～6倍体积的80％～100％(体积分数)乙醇，然后静置2～6h。醇沉的作用：将酶解体系中溶 解的可溶性膳食纤维沉淀析出。
优选的，所述步骤3)中，冷却具体包括以下步骤：将荨麻鲜叶从用于烫漂的沸水中捞出后置于10～25℃清水中20～40min，然后取出并沥干，然后晾干。
本发明的有益效果体现在：
本发明以苹果渣、蓝莓果渣及荨麻叶为原料，充分利用了苹果渣及蓝莓果渣提取物中 的可溶性膳食纤维，增强花青素类组分及荨麻叶中组分的降糖作用，从而获得了一种组分 构成天然、具有良好降血糖作用的膳食纤维补充剂。本发明采用的果渣原料为苹果与蓝莓 加工产品副产物，实现了苹果、蓝莓的高附加值利用，可获得良好的经济效益。
进一步的，本发明通过水洗、酶解及醇沉等手段，对苹果渣与蓝莓果渣中含量丰富的 膳食纤维进行了有效提取，提高了果渣提取物中可溶性膳食纤维的含量，同时蓝莓果渣中 的花青素类活性物质也得到有效保留，有利于提升、强化膳食纤维补充剂的降糖效果。
进一步的，本发明公开的膳食纤维补充剂将果渣提取物、脱水荨麻叶经粉粹、混合而 制成，应用形式广泛，既可以制备成多种剂型，如片剂、胶囊直接服用，也可以作为膳食纤维素的营养源而添加到面粉、挂面、糕点、小食品、肉制品(如肠类、肚类)或制做成 各种风味的添加粉制品食用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做详细说明。
(一)天然膳食纤维补充剂的制备
实施例1
1)苹果渣的处理
将4倍体积的40℃蒸馏水加入到苹果渣中，室温下搅拌30min，然后过滤，收集滤渣，并用40℃蒸馏水冲洗滤渣两遍，放入60℃鼓风干燥箱中烘干，然后经粉碎，过40 目筛得到苹果渣原料。
2)苹果渣酶解及后处理
将苹果渣原料和pH为5.2的醋酸盐缓冲溶液以料液比1:20(g:mL)混合，按照100U/g 苹果渣原料的比例加入果胶酶，在摇床中以40℃、100r/min转速的条件孵育12h。酶解结束后直接加入4倍体积的95％乙醇，室温下静置2h，抽滤，滤渣放入60℃烘箱直至干 燥至固形物含水量不超过8％，即得苹果渣提取物，待用。
3)蓝莓果渣的处理
将4倍体积的40℃蒸馏水加入到蓝莓果渣中，室温下搅拌30min，然后过滤，收集滤渣，并用40℃蒸馏水冲洗滤渣两遍，放入60℃鼓风干燥箱中烘干，然后利用粉碎机进 行破碎，过40目筛得到蓝莓果渣原料。
4)蓝莓果渣酶解及后处理
将蓝莓果渣原料和pH为5.2的醋酸盐缓冲溶液以料液比1:10(g:mL)混合，按照200U/g蓝莓果渣原料的比例加入果胶酶，同时加入抗氧化剂Vc至体积分数达1％，在摇 床中以40℃、100r/min转速的条件孵育8h。酶解结束后直接加入4倍体积的95％乙醇， 室温下静置2h，抽滤，滤渣放入50℃烘箱直至干燥至固形物含水量不超过8％，即得蓝 莓果渣提取物，待用。
5)荨麻叶的处理
以荨麻鲜叶为原料，首先进行清洗，清洗干净后于沸水中加热1～2min，快速捞出后， 置于10℃清水中冷却30min，然后将荨麻叶沥干，摊晾至水分完全晾干，然后放入60℃烘箱中烘烤至水分为原叶片的8％以内(原有叶片含水量为100％)，即得脱水荨麻叶，待用。
6)混合
将步骤2)中得到的苹果渣提取物、步骤4)中得到的蓝莓果渣提取物及步骤5)中得到的脱水荨麻叶分别进行微粉碎，经微粉碎后的固形物的粗细度为400目90％以上通过，将微粉碎后的苹果渣提取物40份、蓝莓果渣提取物30份与脱水荨麻叶10份混合， 制得膳食纤维补充剂。
实施例2
1)苹果渣的处理
将4倍体积的30℃蒸馏水加入到苹果渣中，室温下搅拌30min，然后过滤，收集滤渣，并用30℃蒸馏水冲洗滤渣两遍，放入60℃鼓风干燥箱中烘干，然后经粉碎，过40 目筛得到苹果渣原料。
2)苹果渣酶解及后处理
将苹果渣原料和pH为4.4的醋酸盐缓冲溶液以料液比1:20(g:mL)混合，按照200U/g 苹果渣原料的比例加入果胶酶，在摇床中以37℃、150r/min转速的条件孵育18h。酶解结束后直接加入4倍体积的95％乙醇，室温下静置2h，抽滤，滤渣放入60℃烘箱直至干 燥至固形物含水量不超过8％，即得苹果渣提取物，待用。
3)蓝莓果渣的处理
将4倍体积的30℃蒸馏水加入到蓝莓果渣中，室温下搅拌30min，然后过滤，收集滤渣，并用30℃蒸馏水冲洗滤渣两遍，放入60℃鼓风干燥箱中烘干，然后利用粉碎机进 行破碎，过40目筛得到蓝莓果渣原料。
4)蓝莓果渣酶解及后处理
将蓝莓果渣原料和pH为3.6的醋酸盐缓冲溶液以料液比1:10(g:mL)混合，按照200U/g蓝莓果渣原料的比例加入果胶酶，同时加入抗氧化剂Vc至体积分数达1.5％，在 摇床中以37℃、150r/min转速的条件孵育8h。酶解结束后直接加入4倍体积的95％乙醇， 室温下静置2h，抽滤，滤渣放入50℃烘箱直至干燥至固形物含水量不超过8％，即得蓝 莓果渣提取物，待用。
5)荨麻叶的处理
以荨麻鲜叶为原料，首先进行清洗，清洗干净后于沸水中加热1～2min，快速捞出后， 置于20℃清水中冷却40min，然后将荨麻叶沥干，摊晾至水分完全晾干，然后放入80℃烘箱中烘烤至水分为原叶片的8％以内(原有叶片含水量为100％)，即得脱水荨麻叶，待用。
6)混合
将步骤2)中得到的苹果渣提取物、步骤4)中得到的蓝莓果渣提取物及步骤5)中得到的脱水荨麻叶分别进行微粉碎，经微粉碎后的固形物的粗细度为400目90％以上通过，将微粉碎后的苹果渣提取物35份、蓝莓果渣提取物45份与脱水荨麻叶20份混合， 制得膳食纤维补充剂。
实施例3
1)苹果渣的处理
将4倍体积的50℃蒸馏水加入到苹果渣中，室温下搅拌30min，然后过滤，收集滤渣，并用50℃蒸馏水冲洗滤渣两遍，放入60℃鼓风干燥箱中烘干，然后经粉碎，过40 目筛得到苹果渣原料。
2)苹果渣酶解及后处理
将苹果渣原料和pH为3.6的醋酸盐缓冲溶液以料液比1:15(g:mL)混合，按照250U/g 苹果渣原料的比例加入纤维素酶，在摇床中以35℃、100r/min转速的条件孵育24h。酶解结束后直接加入4倍体积的95％乙醇，室温下静置2h，抽滤，滤渣放入60℃烘箱直至 干燥至固形物含水量不超过8％，即得苹果渣提取物，待用。
3)蓝莓果渣的处理
将4倍体积的50℃蒸馏水加入到蓝莓果渣中，室温下搅拌30min，然后过滤，收集滤渣，并用40℃蒸馏水冲洗滤渣两遍，放入60℃鼓风干燥箱中烘干，然后利用粉碎机进 行破碎，过40目筛得到蓝莓果渣原料。
4)蓝莓果渣酶解及后处理
将蓝莓果渣原料和pH为3.6的醋酸盐缓冲溶液以料液比1:15(g:mL)混合，按照100U/g蓝莓果渣原料的比例加入果胶酶，同时加入抗氧化剂Vc至体积分数达2％，在摇 床中以35℃、100r/min转速的条件孵育12h。酶解结束后直接加入4倍体积的95％乙醇， 室温下静置2h，抽滤，滤渣放入50℃烘箱直至干燥至固形物含水量不超过8％，即得蓝 莓果渣提取物，待用。
5)荨麻叶的处理
以荨麻鲜叶为原料，首先进行清洗，清洗干净后于沸水中加热1～2min，快速捞出后， 置于15℃清水中冷却35min，然后将荨麻叶沥干，摊晾至水分完全晾干，然后放入90℃烘箱中烘烤至水分为原叶片的8％以内(原有叶片含水量为100％)，即得脱水荨麻叶，待用。
6)混合
将步骤2)中得到的苹果渣提取物、步骤4)中得到的蓝莓果渣提取物及步骤5)中得到的脱水荨麻叶分别进行微粉碎，经微粉碎后的固形物的粗细度为400目90％以上通过，将微粉碎后的苹果渣提取物30份、蓝莓果渣提取物55份与脱水荨麻叶15份混合， 制得膳食纤维补充剂。
(二)膳食纤维补充剂成分及功效分析
以实施例1-3制备的膳食纤维补充剂为分析对象，设定以下平行实验为对照组：
双非酶解果渣组(CK1)，是指不添加果胶酶酶解苹果渣原料，同时不添加果胶酶酶解蓝莓果渣原料，其他与实施例1相同。
非酶解苹果渣组(CK2)，是指不添加果胶酶酶解苹果渣原料，其他与实施例1相同。
非酶解蓝莓果渣组(CK3)，是指不添加果胶酶酶解蓝莓果渣原料，其他与实施例1相同。
表1.膳食纤维补充剂中SDF分析结果
表1表明，本发明提高了苹果、蓝莓的果渣提取物中可溶性膳食纤维(SDF)的含量。膳食纤维的许多生理功能都与SDF有关，包括促进免疫力提升、降低血清胆固醇水平、 延长胃排空时间，以及通过减慢葡萄糖在小肠中的吸收从而达到控制血糖的效果。
为了进一步证明本发明膳食纤维补充剂的降糖功能，设置如下实验：
健康的昆明小鼠40只，雄性，体重25±2g，SPF级。小鼠适应性饲养5d后，随机分 为8组(每组5只)：空白对照组、高脂对照组、双非酶解果渣组、非酶解苹果渣组、非 酶解蓝莓果渣组、实施例1组、实施例2组及实施例3组。空白对照组给正常饲料，其余 各组均给予高脂高糖饲料。除两组对照组外，其余组别每天灌胃对应组别的膳食纤维补充 剂1次，连续灌胃8周，灌胃剂量依照人体推荐量膳食纤维剂量30g/天，按60kg体重计， 相当于每天0.5g/kg·bw，分别于第4、6、8周周末断尾取血测定血糖，结果见表2。
表2.膳食纤维补充剂降糖功能实验结果
由以上结果可以看出，酶解法处理苹果果渣和蓝莓果渣后与荨麻配伍，制备的膳食纤 维补充剂降糖效果更明显。产生该效果的原因包括：1、酶解处理后的果渣明显提高产品 的可溶性膳食纤维含量，可以更有效的延长胃排空时间，减慢葡萄糖在小肠中的吸收；2、 蓝莓果渣中的花青素降血糖的同时，还能抑制体内的非酶糖基化反应，从而有效控制糖尿 病血管并发症；3、荨麻叶中功能成分则能促进胰岛素分泌，从而降低血糖。
综上所述，本发明中膳食纤维补充剂的配伍成分将多种降糖途径整合，令其发挥协同 效应，取得更好降糖效果。总之，本发明以苹果渣、蓝莓果渣及荨麻叶为原料，制备的膳 食纤维补充剂可溶性膳食纤维含量高，为众多的人群，特别是为糖尿病患者及血糖偏高人 群，提供了一种天然膳食纤维补充剂，并结合所含花青素及荨麻叶中活性成分，具有降糖 功效，无毒副作用。本发明制备的膳食纤维补充剂集营养、食疗、预防、保健功能于一体，制备步骤简单，适于推广。
Claims (10)
1.一种天然膳食纤维补充剂，其特征在于：该天然膳食纤维补充剂按重量计包括20～50份的组分A、20～80份的组分B及5～30份的组分C，所述组分A为含有苹果膳食纤维的苹果渣提取物，组分B为含有蓝莓膳食纤维的蓝莓果渣提取物，组分C为脱水荨麻叶。
2.根据权利要求1所述一种天然膳食纤维补充剂，其特征在于：所述天然膳食纤维补充剂中，组分A为30～40份，组分B为30～55份，组分C为10～20份。
3.根据权利要求1所述一种天然膳食纤维补充剂，其特征在于：以质量分数计，所述苹果渣提取物中可溶性膳食纤维的含量为10％～25％；以质量分数计，所述蓝莓果渣提取物中可溶性膳食纤维的含量为10％～20％，总花青素的含量为3％～10％。
4.根据权利要求1所述一种天然膳食纤维补充剂，其特征在于：所述苹果渣提取物及蓝莓果渣提取物是将对应的苹果渣或蓝莓果渣依次经水洗、酶解、醇沉、过滤及干燥而制成的固形物。
5.根据权利要求1所述一种天然膳食纤维补充剂，其特征在于：所述脱水荨麻叶是将清洗干净的荨麻鲜叶依次经烫漂、冷却及脱水而制成的。
6.根据权利要求1所述一种天然膳食纤维补充剂，其特征在于：所述天然膳食纤维补充剂是将所述苹果渣提取物、蓝莓果渣提取物及脱水荨麻叶分别经粉粹后进行混合而制成的。
7.一种天然膳食纤维补充剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将苹果渣依次经水洗、酶解、醇沉、过滤及干燥，得到含有苹果膳食纤维的苹果渣提取物；
2)将蓝莓果渣依次经水洗、酶解、醇沉、过滤及干燥，得到含有蓝莓膳食纤维的蓝莓果渣提取物；
3)将清洗干净的荨麻鲜叶依次经烫漂、冷却及干燥，得到脱水荨麻叶；
4)将含有苹果膳食纤维的苹果渣提取物、含有蓝莓膳食纤维的蓝莓果渣提取物与脱水荨麻叶分别粉碎后混合均匀，得膳食纤维补充剂，按重量计，膳食纤维补充剂中含所述苹果渣提取物20～50份，含所述蓝莓果渣提取物20～80份，含脱水荨麻叶5～30份。
8.根据权利要求7所述一种天然膳食纤维补充剂的制备方法，其特征在于：所述水洗具体包括以下步骤：将苹果渣或蓝莓果渣与25～60℃的水混合并搅拌20～60min后过滤，将过滤得到的滤渣用25～60℃的水冲洗2～3遍，得到经过水洗的苹果渣或蓝莓果渣。
9.根据权利要求7所述一种天然膳食纤维补充剂的制备方法，其特征在于：所述酶解具体包括以下步骤：将经过水洗的苹果渣或蓝莓果渣于50～60℃进行干燥，然后粉粹并过40～100目筛，得到苹果渣酶解原料或蓝莓果渣酶解原料，按照果胶酶或纤维素酶的添加量为30～300 U/g，将酶解原料与果胶酶或纤维素酶于酸性介质中混合后于35～40℃孵育8～24h。
10.根据权利要求7所述一种天然膳食纤维补充剂的制备方法，其特征在于：所述醇沉具体包括以下步骤：向酶解体系中加入2～6倍体积的80％～100％乙醇，然后静置2～6h。
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