海帶食用菌膳食纖維顆粒的制備

孟秀梅，張綿松，袁文鵬，夏雪奎，劉 新，張永剛，王小軍，唐聚德，胡 煒，孫永軍，劉昌衡，*

（1.山東省科學院生物研究所，山東濟南250014；2.山東省科學院中日友好生物技術研究中心，山東濟南250014；3.山東省應用微生物重點實驗室，山東濟南250014；4.山東省好當家集團有限公司，山東榮成264305）

海帶食用菌膳食纖維顆粒的制備

孟秀梅1，3，張綿松2，3，袁文鵬1，3，夏雪奎2，3，劉 新1，3，張永剛2，3，王小軍1，3，唐聚德4，胡 煒4，孫永軍4，劉昌衡1，3，*

（1.山東省科學院生物研究所，山東濟南250014；2.山東省科學院中日友好生物技術研究中心，山東濟南250014；3.山東省應用微生物重點實驗室，山東濟南250014；4.山東省好當家集團有限公司，山東榮成264305）

目的：制備海帶食用菌膳食纖維顆粒。方法：以溶化率、成型率為指標篩選膳食纖維顆粒的配方。結果：主輔料（膳食纖維∶輔料）比例為1∶1.5、輔料間（麥芽糊精∶微晶纖維素）比例9∶1、乙醇濃度為50%、蛋白糖用量1%。結論：所制得的顆粒溶化率達98%，成型率達94%，吸濕率較低，臨界相對濕度（CRH）在70%左右，口感香甜適口。

海帶，食用菌，膳食纖維，顆粒

膳食纖維作為功能性食品的重要原料，已被列為繼蛋白質、脂肪、糖類、維生素、礦物質和水之后的第七大營養素，適量地補充膳食纖維，可使腸道中的食物增大變軟，促進腸道蠕動，從而加快了排便速度，防止便秘和降低腸癌的風險［1］。另外膳食纖維還可調節血糖，有助預防糖尿病，又可減少消化過程對脂肪的吸收，從而降低血液中膽固醇、甘油三脂的水平，防治高血壓、心腦血管疾?。?］。隨著我國人口的不斷老齡化，心血管疾病、糖尿病、腫瘤與便秘等老年性疾病的預防迫在眉睫，對膳食纖維的需求日益增強。海帶（Laminaria japonica）是一種大型的褐藻，它含有豐富的海藻膠、纖維素、半纖維素、維生素和礦物質等，是生產膳食纖維的好原料［3］。食用菌富含蛋白質、多種氨基酸、維生素、多糖類、礦物質等營養成分，并且脂肪含量低，纖維素含量豐富［4］，因此本研究以海帶和食用菌復合膳食纖維為原料，研制攜帶方便、易溶解、易吸收的膳食纖維顆粒劑。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

海帶下腳料 山東省好當家集團有限公司提供；食用菌靈芝、平菇 山東省科學院生物研究所提供；麥芽糊精 保齡寶生物有限公司，食品級；微晶纖維素 湖州市菱湖新望化學有限公司；蛋白糖江西聰聰樂食品工業有限公司；食用95%乙醇、食用無水乙醇 臨沂盛鼎旺化工有限公司；馬鈴薯 市售；葡萄糖、硫酸銨 天津市廣成化學試劑有限公司，分析純；硫酸銅 煙臺三和化學試劑有限公司。

電子天平FA1004N 上海精密科學儀器有限公司；全溫振蕩培養箱HZP-150 上海精密實驗設備有限公司；高速離心機TDL-5-A 上海安亭科學儀器廠；增力電動攪拌器JJ-1 江蘇金壇市金城國勝實驗儀器廠；真空干燥箱DZF-6050、恒溫恒濕培養箱SHH-150S 上海齊欣科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 海帶和食用菌復合膳食纖維的制備 將活化好的食用菌靈芝和平菇分別接入馬鈴薯葡萄糖液體培養基（馬鈴薯20%，葡萄糖 2%，其余為水），150r/min、25℃培養48h作為種子。海帶下腳料與水的質量比為1∶18，氮源為1.5g/kg硫酸銨、無機離子為0.025g/kg硫酸銅，然后進行滅菌121℃，15min即得海帶下腳料培養基。將馬鈴薯液體培養的種子按5%（V/V）的比例接入海帶下腳料培養基中，160r/min、27℃下培養72h得到海帶下腳料發酵液。將發酵液置于電熱蒸汽消毒器中，105℃保溫15min，將菌體滅活。待發酵液溫度降至50～60℃時，在高速組織搗碎機內高速打漿20min，然后將打漿后的液體置于離心機中，離心去除不溶性雜質以及細泥沙，上清液中加入食用95%乙醇至乙醇濃度達50%左右為宜，加入乙醇的上清液置于增力電動攪拌器下進行攪拌2h左右，使上清液中的膳食纖維充分沉淀，靜置過夜后進行離心分離，得膳食纖維沉淀，采用無水乙醇進行脫水，然后置于真空干燥箱55℃、真空度0.08MPa的負壓進行干燥，干燥后進行粉碎過100目篩，備用。

1.2.2 測定方法 以顆粒成型率和溶化率為指標，通過正交實驗設計確定本顆粒的最佳配方。成型率和溶化率的測定方法如下：

成型率的測定［5］：稱取一定重量的顆粒樣品，分別過一號篩和五號篩，收集能通過一號篩而不能通過五號篩的顆粒稱重，按以下公式計算成型率：

成型率（%）=（通過一號篩而未通過五號篩顆粒重/樣品顆粒重）×100%

溶化率的測定［5］：稱取顆粒樣品1.0g，置于干燥至恒重的小燒杯中，加 20倍顆粒體積的熱水（70～80℃），攪拌5min，棄去上清液。將殘渣干燥至恒重，按以下公式計算溶化率：

1.2.3 膳食纖維顆粒的制備工藝 根據顆粒的制作要求，加入適量的預先干燥并粉碎的蛋白糖、麥芽糊精、微晶纖維素，混合均勻，噴以一定濃度的酒精作為粘合劑，攪拌到手捏成團，觸之即散時，過篩，置于干燥箱中進行60℃真空干燥，待水分含量降至3%以下即可［6］。微晶纖維素（MCC）可大幅度降低顆粒的吸濕性，增加樣品的穩定性；麥芽糊精具有較強的粘結性，故選用微晶纖維素與麥芽糊精作為輔料。為了改善顆粒的口感加入適量的甜味劑，蛋白糖甜度是蔗糖的180～300倍，甜味好，無異味，代謝不需胰島素參與，因此選擇蛋白糖作為甜味劑［7］。以膳食纖維與輔料之比、輔料間比、乙醇濃度、蛋白糖用量為因素，以顆粒的溶化率、成型率為指標，進行正交實驗設計。見表1。

表1 因素水平表

1.2.4 吸濕性實驗 將恒溫恒濕培養箱打開后，溫度調節為25℃，待相對濕度（RH）上升到75%時備用。在已干燥至恒重的稱量瓶底部放入1.0g顆粒樣品，平鋪于瓶底，稱重并干燥至恒重，精密稱重后置于RH=75%的恒溫恒濕培養箱中（打開稱量瓶蓋），定時稱重并計算吸濕率，吸濕率計算公式如下：

吸濕率（%）=（樣品吸濕顆粒重-樣品顆粒重）/樣品顆粒重×100%

1.2.5 臨界相對濕度的測定 顆粒在相對濕度較低的環境下，幾乎不吸濕，而當相對濕度增大到一定值時，吸濕量急劇增加，一般把這個吸濕量開始急劇增加的相對濕度稱為臨界相對濕度（CRH）。CRH值可作為顆粒吸濕性指標，一般CRH愈大，愈不易吸濕；還可以為生產、貯藏的環境提供參考，應將生產及貯藏環境的相對濕度控制在藥物的CRH值以下，以防止吸濕；另外為選擇防濕性輔料提供參考，一般應選擇CRH值大的物料作輔料。配制不同的飽和鹽溶液，分別置于玻璃干燥器中密閉放置48h，使其內部濕度平衡構成不同相對濕度的環境（分別為9%，32.5%，66%，75%，92.5%）。在已干燥恒重的稱量瓶底部放入1.0g顆粒樣品，平鋪于瓶底，稱重并干燥至恒重，精密稱重后置于不同的濕度干燥器中（打開稱量瓶蓋），恒溫吸濕至恒重，精密稱重并計算吸濕百分率，測定其臨界相對濕度（CRH）。

2 結果與分析

2.1 膳食纖維顆粒的制備

表2 正交優化實驗結果

由表2可見，對溶化率進行分析，由極差分析可見，其影響順序依次為乙醇濃度＞輔料間比例＞蛋白糖用量＞主輔料比例；由直觀分析可見，較佳的因素組合為A3B1C1D3，即主輔料比例為1∶1.5、輔料間比例8.5∶1.5、乙醇濃度為50%、蛋白糖用量1%，此時溶化率達到98%以上。由溶化率結果分析，乙醇濃度50%、麥芽糊精∶微晶纖維素之比為8.5∶1.5時，溶化率較高，主輔料比例以及蛋白糖用量對溶化率影響較小。

對成型率進行分析后，由極差分析可見，其影響順序依次為輔料間比例＞乙醇濃度＞主輔料比例＞蛋白糖用量；由直觀分析可見，較佳的因素組合為A3B2C1D1，即主輔料比例為1∶1.5、輔料間比例9∶1、乙醇濃度為50%、蛋白糖用量0.5%，此時成型率達到94%以上。由成型率結果分析，乙醇濃度在50%時成型率較高，麥芽糊精∶微晶纖維素之比為9∶1時，成型率較高，主輔料比例以及蛋白糖用量對成型率影響較小。

綜合考慮溶化率以及成型率確定較佳的因素組合為A3B2C1D3，即主輔料比例為1∶1.5、輔料間比例9∶1、乙醇濃度為50%、蛋白糖用量1%時，此時溶化率達98%，成型率達94%。

2.2 膳食纖維顆粒的吸濕曲線

由圖1可見，主輔料比例為1∶1.5、輔料間比例9∶1、乙醇濃度為50%、蛋白糖用量1%時制得的顆粒在溫度25℃、相對濕度75%的條件下，吸濕率在前50h上升得很快，所制得的顆粒產品需盡快包裝，盡量縮短產品暴露在空氣中的時間。

圖1 顆粒的吸濕曲線

2.3 膳食纖維顆粒的臨界相對濕度

由表3可見，顆粒的臨界相對濕度在70%左右，因此顆粒的生產和貯藏環境的相對濕度應控制在70%以下，以防止產品吸濕，另外說明顆粒制作中選擇麥芽糊精以及微晶纖維素作為輔料比較合適。

表3 顆粒臨界相對濕度

3 結論

主要對膳食纖維顆粒的主輔料比例、輔料間比、乙醇濃度、蛋白糖用量進行了探索，獲得了適合膳食纖維顆粒的制劑工藝為主輔料比例1∶1.5、輔料間比例9∶1、乙醇濃度為50%、蛋白糖用量1%。通過對顆粒的吸濕性和臨界相對濕度的測定，顆粒進行工業化生產和貯藏時環境濕度應控制在70%以下，并應盡快進行包裝縮短顆粒暴露時間。

［1］Aldoori W H，Giovannucci E L，Helaine RH，et al.A prospective study of dietary types and symptomatic diverticular disease in men［J］.Am Soc Nutrition，1998，128（4）：714-719.

［2］張麗芳，張愛珍.膳食纖維的研究進展［J］.中國全科醫學，2007（10）：350-355.

［3］李來好，陳培基，李劉冬，等.海帶膳食纖維的提取與功能性實驗［J］.青島海洋大學學報，2003，33（5）：687-694.

［4］鄒盛勤，陳武.食用菌的營養成分、藥理作用及開發利用［J］.安徽農業科學，2005，33（3）：502-503.

［5］劉紹鵬，陳文，慕春海.水溶性番茄膳食纖維顆粒劑的處方篩選［J］.現代中藥研究與實踐，2008，22（5）：51-53.

［6］趙姍姍，喬吉斌.沙棘果固體速溶沖劑的研制［J］.飲料工業，2008，11（10）：18-20.

［7］羅明生，高天惠.藥劑輔料大全［M］.四川科技出版社，1993：665.

Preparation of dietary fiber granules of kelp and mushroom

MENG Xiu-mei1，3，ZHANG Mian-song2，3，YUAN Wen-peng1，3，XIA Xue-kui2，3，LIU Xin1，3，ZHANG Yong-gang2，3，WANG Xiao-jun1，3，TANG Ju-de4，HU Wei4，SUN Yong-jun4，LIU Chang-heng1，3，*
（1.Biology Institute of Shandong Academy of Sciences，Jinan 250014，China；2.Biotechnolegy Center of Shandong Academy of Sciences，Jinan 250014，China；3.Key Laboratory for Applied Microbiology of Shandong Province，Jinan 250014，China；4.Shandong Homey Group，Ltd.，Rongcheng 264305，China）

Objective：To prepare granules of kelp and mushroom dietary fiber.Methods：The melting rate and shaping rate of the granules were used as indexes to choose the optimum formula.Results：The proportion of dietary fiber and auxiliary ingredients was confirmed as 1∶1.5.The optimum ratio of maltodextrin and microcrystalline cellulose was 9∶1.Ethanol concentration was 50%and the dosage of aspartame was 1%.Conclusion：Melting rate，shaping rate and critical relative humidity of the granules that prepared by the optimum formulation were 98%，94% and about 70%respectively.The granules have low moisture absorption rate and good taste.

kelp；mushroom；dietary fiber；granules

TS219

B

1002-0306（2010）12-0240-03

2009-10-22 *通訊聯系人

孟秀梅（1980-），女，工程師，碩士，研究方向：海洋食品生物技術。

山東省科技攻關計劃項目（2007GG10005020）。