强吸水膨胀性和高水结合力的组合纤维及其制备方法与流程

本发明涉及涉及食品或饲料配方领域，尤其涉及一种强吸水膨胀性和高水结合力的组合纤维及其制备方法。

背景技术：

日粮纤维指的是，不能在人和动物小肠被消化而部分或全部到达大肠从而被肠道微生物发酵。根据日粮纤维的来源，可以分为植物来源、人工合成与动物、微生物和真菌来源的日粮纤维。根据日粮纤维的化学组成，可以分为非淀粉多糖、抗性低聚糖和抗性淀粉等。根据日粮纤维获得的方式，还可以分为天然的或人工合成的。

日粮纤维的理化性质和其在胃肠道的生理功能密切相关，当日粮纤维具有良好的水合特性如高水结合和强吸水膨胀性时，日粮在从食管进入到胃部的过程中，会和水发生充分的水合作用。此时日粮纤维的理化特性就会改变食糜的理化特性。高水结合力的日粮纤维通过其吸水膨胀使食糜的体积发生膨胀，从而使胃部保持充盈，刺激胃壁，通过迷走神经将机械刺激传递到大脑产生饱腹感。日粮的吸水膨胀性和水结合增加以后，会使动物胃中食糜的吸水膨胀性和水结合力增加，然后通过降低胃的排空速率或者引起回肠制动，导致胃体积的膨胀，通过迷走神经传入中枢引起饱腹感，延长动物的采食间隔。

具有强吸水膨胀性和高水结合力日粮纤维原料，能从长期和短期调控机制方面调控人和动物的采食行为，提高人和动物的饱感与饱腹感，从而调控人和动物的采食行为，调节人和动物的能量摄入。当前市面上销售的日粮纤维产品主要以水合特性较差的日粮纤维为主，存在吸水膨胀性差和水结合力低下等问题，在摄入后无法有效的提供饱感和饱腹感，从而影响使用效果，所以提高日粮纤维的吸水膨胀性和水结合有助于日粮纤维在人食品、保健品和食疗，宠物与畜牧养殖饲料中的使用效果。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有产品存在的问题，提供一种强吸水膨胀性和高水结合力的组合纤维及其制备方法。

为实现上述的发明目的，本发明的技术方案如下：

一、强吸水膨胀性和高水结合力的组合纤维

其组分按重量百分比：

魔芋粉40～60%；

羧甲基纤维素25～35%；

黄原胶多糖15～25%。

组分的科学验证：

各组分的下限之和为80%，小于100%；

各组分的上限之和为120%，大于100%；

每一组分下限加其它组分上限之和应大于100%，每一组分上限加其它组分下限之和应小于100%。

所述的魔芋粉、羧甲基纤维素和黄原胶中多糖的纯度在95%以上。

所述的魔芋粉、羧甲基纤维素和黄原胶为细粉，过80目筛。

所选用的魔芋粉主要包含魔芋葡甘露聚糖，其功能是：与水溶液充分作用后其体积能膨胀到原来的10倍以上，并且吸收自身重量10倍以上的水。

所选用的羧甲基纤维素主要包含羧甲基纤维素钠，其功能是：在水溶液中通过支链上羧基与水分子、其他多糖分子相互作用。

所选用的黄原胶为黄单胞杆菌发酵产生的细胞外酸性杂多糖，由d-葡萄糖、

d-甘露糖和d-葡萄糖醛酸组成，其功能是：在水溶液中能增加水溶液的粘度，并且长链高分子主链上还含有较多的官能团，能和其他高分子多糖在水中相互作用。

由此可见，本组合纤维的工作机理是：

大分子水溶性多糖在水中溶解能将原本双螺旋结构稳定的分子打开，然后通过支链上官能团之间的相互作用，使分子结构变得更加无序和松散，利于大分子多糖能够和更多的水分子相互接触乃至相互作用，从而表现为吸水膨胀性和水结合力的协同增效作用。

二、制备方法

本制备方法包括以下步骤：

①将魔芋粉置于粉碎机粉碎，过80目筛，得到粉末a；

②将羧甲基纤维素置于粉碎机粉碎，过80目筛，得到粉末b；

③将黄原胶多糖置于粉碎机粉碎，过80目筛，得到粉末c；

④将得到的粉末a、粉末b和粉末c混合均匀，即得到组合纤维。

三、应用

本组合纤维，通过日粮纤维的水合特性调控采食行为，以应用到：

①健康人日常食品和保健食品如烘焙食品、肉制品和乳制品等中添加；

②糖尿病、肥胖、心脑血管疾病、高血脂和消化系统疾病等慢性病食疗中；

③宠物食品和宠物保健品中添加；

④畜牧养殖饲料配方中。

与现有技术相比，本发明具有下列优点和积极效果：

①本组合纤维能补充人和动物食物和日粮中摄入不足的日粮纤维，尤其是可溶性的强吸水膨胀性、高水结合力的和易发酵性的日粮纤维组分；

②本组合纤维具有非常强的吸水膨胀性和极高的水结合力，吸水膨胀性为126.69ml/g，水结合力为77.90g/g；

③本组合纤维吸水膨胀性和水结合显著高于三种原料吸水膨胀性和水结合力的算术相加值，表明复配后协同增效作用明显。

由此可见，本组合纤维通过魔芋粉、羧甲基纤维素和黄原胶按前述重量比进行复配后，补充人和动物食物和日粮中摄入不足的日粮纤维，尤其是可溶性的强吸水膨胀性、高水结合力的和易发酵性的日粮纤维组分，通过协同增效作用提高原料的吸水膨胀性和水结合力，提高人和动物的饱感与饱腹感，从而调控人和动物的采食行为，调节人和动物的能量摄入。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明详细说明：

一、实施例

1、实施例1

制备组合纤维：选用魔芋粉、羧甲基纤维素和黄原胶，按照重量比5：3：2进行复配，存放在-20℃备用。

2、实施例2

制备组合纤维：选用魔芋粉、羧甲基纤维素和黄原胶，按照重量比5.5：2：2.5进行复配，存放在-20℃备用。

3、实施例3

制备组合纤维：选用魔芋粉、羧甲基纤维素和黄原胶，按照重量比4.5：2.5：3进行复配，存放在-20℃备用

4、实施例4

制备组合纤维：选用魔芋粉、羧甲基纤维素和黄原胶，按照重量比6：2：2进行复配，存放在-20℃备用。

二、实验情况

不同实施例组合纤维吸水膨胀性和水结合力。

1、实验目的：测定不同实施例组合纤维吸水膨胀性和水结合的水平

2、实验过程：

吸水膨胀体积（ml/g）的测定：取0.05g样品于10ml离心管，添加9ml[0.9%氯化钠（nacl）]溶液，记录加入溶液前体积v1，39°c恒温振荡水浴20h，静置1h后记录胶体层体积v2，v2-v1为膨胀体积。吸水膨胀体积=（v2-v1）/m。

水结合力测定（g/g）：将样品于105℃的烘箱中干燥至恒重，取0.05g日粮样品于10ml离心管，添加9ml[0.9%氯化钠（nacl）]溶液，于39°c水浴解浸提10h，然后于4°c10000×g离心20min，离心后缓慢倒出上清液，30min后称重该沉淀物（沉淀部分可以使用吸水膨胀性测定过程中离心后的沉淀）。然后将沉淀物于105℃烘箱中干燥至恒重，再称重，两次重量差值即为样品结合水的重量。

水结合力按下式计算：wbc=（w1一w2）/w0。式中：wbc为结合水力；w0为样品干重（g）；w1为离心后样品湿重（g）；w2为干燥后样品重（g）。

3、实验结果

魔芋胶、羧甲基纤维和黄原胶吸水膨胀性分别为39.36ml/g、26.76ml/g和35.02ml/g，水结合力分别为21.23g/g、31.66g/g和29.98g/g。经过复配后，实施例1-4的吸水膨胀性分别为126.69±33.78ml/g、104.75±2.37ml/g、140.47±2.93ml/g和115.27±11.15ml/g，水结合力分别为77.90±6.54g/g、77.03±3.29g/g、84.64±4.95g/g和71.75±2.13g/g。说明实施例1-4具有强吸水膨胀性和高水结合力。

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