專利名稱：一種食用纖維素的制備方法及產品的制作方法
技術領域：
本發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(又稱為雙聯纖維素)，含有該纖維素的食品、飲料和保健品。
背景技術：
膳食纖維素可促進腸的蠕動，促進食物殘渣從體內排出，減少毒素在體內的潴留時間，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遠不能滿足需求，因此補充食用纖維素顯得非常必要。本發明采用精制棉或木漿粕為原料，經水解、降解純化、酶化鈍化、干燥、粉碎五個工序，制成了食用纖維素。該產品與用谷殼、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，能形成大規模生產，降低了生產成本，根據目前市場原料價格估算，成本僅是其三分之一。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種由精制棉或醫用脫脂棉或木漿粕制備食用纖維素的方法。
本發明的方法包括以下步驟A、將精制棉或醫用脫脂棉或木漿粕用強酸水解；B、水解后分離的固相用堿中和(優選至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(例如和優選至80-90℃)以鈍化反應，隨后分離固相；D、將固相干燥，再粉碎。
其中步驟A所用強酸例如是鹽酸或硫酸，或它們的混合物，強酸與精制棉或醫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(干基準)的0.5-8％，優選2-5％。
酶的加量為固相物質(干基準)的0.2-1％，優選0.3-0.6％。
酶解的時間例如是25分鐘到5小時，優選約40分鐘到2小時。
其中木漿粕為商購產品，可以從市場上購得，優選用食品級木漿粕。
在本發明的優選方案中，本發明的制備方法包括以下步驟A、水解反應按配比向反應釜中加入一定量的強酸(例如HCl或H2SO4)，加量為絕干精制棉或醫用脫脂棉或木漿粕比例的0.5-2∶10，優選1∶10，含量為80-90g/L(按純酸計)，然后將開松過的精制棉加入反應釜內，邊加料邊攪拌，8-10min加完，加完后，升溫至125℃-132℃(例如按2-4℃/min，優選3℃/min的恒定速率)，時間為40-45min，至物料完全被水解后反應終止，排氣、放料、回收酸液，水洗pH值為6-6.5時，離心分離、取出固相待用；B、降解純化反應按配比反應釜里加入清水，再把分離出來的固相加入釜中，啟動攪拌制成糊狀乳液，乳液濃度為300-400g/L，并加入氫氧化鈉(NaOH)，將乳液pH值調至8.5-10，在升溫的同時(例如按1.5℃/min的恒定速率升溫至30℃時)，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％，優選5％-6％(例如在1.5h內分4次加完，每次間隔20～25min)，加完后繼續攪拌恒溫20-40分鐘，優選約0.5h后迅速升溫至90℃，保溫20-50分鐘，優選約30min進行純化，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，加鹽酸(HCl)中和，使pH值降至6.0～6.5，反應終止，稀釋、排氣、放料、離心分離，取出固相待用；C、酶化鈍化反應將離心分離的固相投入反應釜中，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)，保溫轉化15-30min，優選約20min，加鹽酸(HCl)至pH2～3，以抑制酶的活性，繼續保溫5-15min，優選約10min后，迅速升溫至80～90℃，并保溫15～20min進行鈍化，以使酶失去活性。加氫氧化鈉(NaOH)調整pH值，反應終止，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打成松散狀，均勻地鋪散在烘干機上，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進行粉碎，產品全部過100目后包裝即成成品。
本發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品含纖維素達90％以上。
本發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。
本發明的食用纖維素可以單獨食用，也可以作為添加劑加入到食品、飲料和保健品中。
本發明纖維素的主要物化性質A、持水性。化學結構中含有很多親水基團，親水能力是自身重量的1.5-25倍。
B、與陽離子的結合與交換性能。化學結構含有羧基和羥類側鏈基團，能對陽離子進行可逆性交換，改變離子瞬間的濃度，對消化道的pH值，滲透以后以及對氧化還原電位產生影響，幫助胃腸抗氧化，消除體內自由基。
C、對有機分子的螯合吸附作用，化學結構中帶有很多活性基團，可以螯合吸附腸道內的有毒物質、化學藥品和有毒醫藥品。
D、改變消化道系統中的菌群，腸道系統中流動的腸液和寄生菌群對食物的蠕動和消化有重要作用，腸道內纖維含量多時，會誘導出大量好氣菌群代替原來存在的厭氣菌群。
本發明纖維素的功能本發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。可溶性纖維與腸壁的膽汁酸結合，促進膽固醇排出體外；可溶性纖維和不可溶性纖維能吸水膨脹增強腸道蠕動，減輕直腸壓力，同時也減輕了泌尿系統的壓力，使毒物快速排出體外，起到預防結腸癌的功效。
食物中增加食用纖維含量，可以改變人體末梢神經對胰島素的感受性，降低對胰島素的要求，從而起到調節血糖，預防糖尿病的發生。
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，起到預防膽結石的作用。
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，具有調節血脂，預防動脈硬化的作用。
本發明由于是用棉花制造出來的纖維素，比用谷殼、豆皮生產的纖維素成本大大下降，形成了本發明生產成本低廉和工藝簡單的特色，利用本發明生產的纖維素可以直接食用。
具體實施例方式
以下通過實施例來進一步說明本發明，應該理解的是，這些實施例僅作為較佳方案提供，不限制本發明的范圍。
實施例1用料1、精制棉。選用山東省平邑縣大力生化實業有限公司所生產的產品，產品符合GB9107-88標準；2、鹽酸(HCl)。選用河南省濮陽市氯堿廠生產的食品級鹽酸；3、次氯酸鈉消毒液(NaClO)。選用國家定點的國產消毒藥劑生產廠家--山東省平邑縣大力生化實業有限公司生產的次氯酸鈉消毒液(NaClO)，產品符合GB19106-2003標準；4、酶。選用江蘇省無錫酶制劑廠生產的活力為5000-7000個活力/gα-淀粉酶。
按1∶10的比例向反應釜(30L)內加入鹽酸(HCl)(含量90g/L)，然后稱取1.2kg脫脂精制棉加入反應釜內，邊加料邊攪拌。在1min內加完，升溫至128℃，時間為42min。待物料完全水解后終止。回收殘液，水洗pH值6.0-6.5。離心分離，取出固相待用。
向反應釜內加入清水，再把分離出來的固相(分離時襯墊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內分4次加完。攪拌恒溫0.5h后迅速升溫至90℃，保溫0.5h進行純化，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，反應終止，稀釋放料，離心分離(襯濾布)，取出固相待用。
將固相加入反應釜中，用冷水攪拌成糊狀，濃度為330g/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，保溫10min后，迅速升溫至90℃，保溫15-20min進行鈍化，加氫氧化鈉(NaOH)調整pH值為6.5，反應終止，稀釋放料，經水洗后分離，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。
實施例2按1.2∶10的比例向反應釜(30L)內加入鹽酸(HCl)(含量90g/L)，然后稱取1.2kg醫用脫脂棉加入反應釜內，邊加料邊攪拌。在1min內加完，升溫至128℃，時間為42min。待物料完全水解后終止。回收殘液，水洗pH值6.0-6.5。離心分離，取出固相待用。
向反應釜內加入清水，再把分離出來的固相(分離時襯墊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。
將固相加入反應釜中，用冷水攪拌成糊狀，濃度為330g/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，保溫10min后，迅速升溫至90℃，保溫15-20min進行鈍化，加氫氧化鈉(NaOH)調整pH值為6.5，反應終止，稀釋放料，經水洗后分離，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。
實施例3按1.2∶10的比例向反應釜(30L)內加入鹽酸(HCl)(含量90g/L)，然后稱取1.2kg食品級木漿粕加入反應釜內，邊加料邊攪拌。在1min內加完，升溫至128℃，時間為42min。待物料完全水解后終止。回收殘液，水洗pH值6.0-6.5。離心分離，取出固相待用。
向反應釜內加入清水，再把分離出來的固相(分離時襯墊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內分4次加完。攪拌恒溫0.5h后迅速升溫至90℃，保溫0.5h進行純化，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，反應終止，稀釋放料，離心分離(襯濾布)，取出固相待用。
將固相加入反應釜中，用冷水攪拌成糊狀，濃度為330g/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，保溫10min后，迅速升溫至90℃，保溫15-20min進行鈍化，加氫氧化鈉(NaOH)調整pH值為6.5，反應終止，稀釋放料，經水洗后分離，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，產品為白色粉末，纖維素含量為50％，包裝后即成成品。
實施例4將小麥粉40-60質量份，雞蛋8-12質量份，酵母0.3-0.5質量份，鹽0.8-1.0質量份，白糖3-5質量份，實施例1的食用纖維素10質量份和水適量按常規工藝制成面包。
權利要求
1.一種由精制棉或醫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、將精制棉或醫用脫脂棉或木漿粕用強酸水解；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，隨后分離固相；D、將固相干燥，再粉碎。
2.根據權利要求1的方法，其中步驟A所用強酸是鹽酸或硫酸，或它們的混合物，強酸與精制棉或醫用脫脂棉或木漿粕的重量比為0.5-2∶10，按純酸計。
3.根據權利要求1的方法，其中氧化劑的加量為固相物質(干基準)的0.5-8％。
4.根據權利要求1的方法，其中淀粉酶或纖維素酶的加量為固相物質(干基準)的0.2-0.8％。
5.根據權利要求1的方法，其中酶解的時間是25分鐘到5小時。
6.根據權利要求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.根據權利要求1-6中任一項的方法獲得的食用纖維素產品。
8.一種由精制棉或醫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、水解反應按配比向反應釜中加入一定量的強酸，加量為絕干精制棉或醫用脫脂棉或木漿粕比例的0.5-2∶10(按純酸計)，然后將精制棉加入反應釜內，邊加料邊攪拌，之后升溫至125℃-132℃，至物料完全被水解后反應終止，排氣、放料、回收酸液，水洗pH值為6-6.5時，離心分離、取出固相待用；B、降解純化反應按配比反應釜里加入清水，再把分離出來的固相加入釜中，啟動攪拌制成糊狀乳液，乳液濃度為300-400g/L，并加入氫氧化鈉，將乳液pH值調至8.5-10，在升溫的同時投入次氯酸鈉，加量為固相絕干量的4％-7％，加完后繼續攪拌恒溫20-40分鐘后迅速升溫至90℃，保溫20-40分鐘進行純化，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，反應終止，分離固相待用；C、酶化鈍化反應將離心分離的固相投入反應釜中，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℃，保溫轉化15-30min，加鹽酸至pH2～3，以抑制酶的活性，繼續保溫5-15min后，迅速升溫至80～90℃，并保溫15～20min進行鈍化，以使酶失去活性。加氫氧化鈉(NaOH)調整pH值，反應終止，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進行粉碎，過篩后包裝即成成品。
9.含有權利要求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食用纖維素的制備方法。本發明采用精制棉或木漿粕為原料，經水解、降解純化、酶化鈍化、干燥、粉碎五個工序，即可制成食用纖維素。該產品與用谷殼、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，能形成大規模生產，降低了生產成本，根據目前市場原料價格估算，成本僅是其三分之一。
文檔編號A23L1/052GK1526318SQ0315734
公開日2004年9月8日 申請日期2003年9月19日 優先權日2003年9月19日
發明者湯軍, 李貴云, 湯 軍 申請人:湯興然