海洋膳食纖維通便產品的研制

張琳，許喜林

（華南理工大學輕工與食品學院，廣東廣州510640）

海洋膳食纖維通便產品的研制

張琳，許喜林*

（華南理工大學輕工與食品學院，廣東廣州510640）

對8種海洋膳食纖維的性能進行檢測，選出具有高膨脹力及持水力特性的海洋膳食纖維進行復配。以市面常見的4種膳食纖維通便產品和海洋膳食纖維通便產品為對象，研究了它們的特性差別。研究結果表明：海藻酸鈉（高黏度）∶卡拉膠（高黏度）=6∶4的產品的膨脹力（13.3 mL/g）、持水力（982%）較高，具有高性價比，可作為海洋膳食纖維通便產品的主配方。添加5%的硬脂酸鎂可有效改善產品的流動性。與市面常見4種通便產品相比，海洋膳食纖維通便產品空間結構更為疏松，有更高的持水力（982%）和膨脹力（13.3 mL/g），因此通便效果更佳。

海洋膳食纖維；持水力；膨脹力；通便產品

膳食纖維被譽為人類的第七大營養素，許多研究表明，膳食纖維具有通便、降低血膽固醇、降低血糖等藥理功能［1-2］。然而，由于不同來源的膳食纖維，其性能相差很大，所以選擇通便產品的原料時，需要綜合考慮其生理活性［3］。近年來，國內外營養學家對膳食纖維通便的研究方向，主要集中在水果［4］、麥片［5］等陸地植物膳食纖維上，對活性更高的海洋膳食纖維研究較少。研究表明［6］，海洋膳食纖維資源豐富，且比陸生植物具有更高的生理特性。

利用低值海藻類、海蝦蟹殼為原料，經酶解、分離提取出的不同黏度的海藻酸鈉、不同黏度的卡拉膠、殼聚糖和瓊脂。這幾種物質，常作為食品添加劑中的增稠劑使用。近年來由于保健行業的飛速發展，國內外營養學家發現通過干法造粒將它們制成通便產品，能達到服用方便、起效快等效果，可使低值海洋生物原料轉換成高利潤的海洋功能性產品，成功開拓海洋生物資源綜合利用的新途徑。

本文通過研究海洋膳食纖維的水合性質，選出合適的原料和助流劑，并研究5種市面常見的膳食纖維通便產品的差別，從而指導海洋膳食纖維通便產品的研究開發。

1材料與方法

1.1材料

海藻酸鈉（高黏度，400 mPa·s～600 mPa·s）、海藻酸鈉（中黏度，150 mPa·s～400 mPa·s）、海藻酸鈉（低黏度，100 mPa·s～150 mPa·s），青島明月海藻集團有限公司；卡拉膠（高黏度，600 mPa·s～800 mPa·s）、卡拉膠（中黏度，300 mPa·s～600 mPa·s）、卡拉膠（低黏度，100 mPa·s～300 mPa·s）；瓊脂，海南市夢園瓊脂卡拉膠食品有限公司；殼聚糖，濟南海得貝海洋生物工程有限公司；滑石粉，海城市品揚滑石礦業有限公司；硬脂酸鎂，武漢一枝花油脂化工有限公司；微晶纖維素（101型），上海風鴻醫藥科技有限公司。

1.2主要儀器設備

電子分析天平FA2004型：上海恒平科學儀器有限公司；DzF石051型真空干燥箱：上海精密實驗設備有限公司；JSM-6490LV型掃描電鏡：日本電子公司。

1.3研究方法

1.3.1膨脹力的測定［7］

稱取約1 g干樣品放入量筒中，讀取干樣品的毫升數，模擬人體腸道溫度加入36℃水，使其總體積達到50 mL，搖勻。于36℃放置24 h后，再讀取量筒中濕樣品的毫升數，最后計算膨脹力。

膨脹力（mL/g）=［樣品膨脹后的體積（mL）-樣品的體積（mL）］/樣品重量（g）

1.3.2持水力的測定［7］

取1 g干樣品，然后模擬人體腸道溫度加入36℃水，飽和濕潤樣品1 h，將樣品取出，放于濾紙上瀝干后，把保留在濾紙上結合了水的樣品轉移到表面皿稱重，計算持水力。

持水力（%）=［樣品濕重（g）-樣品干重（g）］/樣品干重（g）×100%

1.3.3休止角的測定［8］

采用固定漏斗法，串聯3只漏斗并固定于水平放置的坐標紙上1 cm的高度處，小心將藥粉沿漏斗壁倒入最上一個漏斗中，直到最下面的漏斗形成的藥粉圓錐體尖端接觸到漏斗口為止，由坐標紙測出圓錐體底部的直徑（反復測5次）計算休止角（tgα=H/R）。

1.3.4崩解時限的測定

按照《中國藥典》2010年版一部附錄ⅫA崩解時限檢查法測定［9］。

1.3.5水分的測定

按照GB 5009.3-2010《食品安全國家標準食品中水分》的方法測定［10］。

1.3.6產品的掃描電鏡觀察

以濺射鍍膜法對樣品進行表面鍍金，然后利用掃描電鏡對樣品的形貌進行分析，分別放大2500倍及4 000倍下進行觀察。

2結果與分析

2.1原料篩選

2.1.1海洋膳食纖維膨脹力和持水力的測定

Schneemen BO［11］、Aldoori WH［12］、陳培基等認為［13］，具有高膨脹力和持水力的膳食纖維在腸胃中容易吸水膨脹形成大容積、高粘度的凝膠，便秘患者服用后排出的糞便水分含量高，糞便的體積大而軟，這樣更有利于刺激腸道蠕動，使糞便容易通過腸道，從而使便秘緩解，達到通便、排除有害物質和減少腸道癌發病率等目的。8種海洋膳食纖維的和持水力測定結果如表1所示。

表1　膨脹力和持水力測定結果Table 1The expansive force and water holding capacity

表1結果表明，海藻酸鈉、卡拉膠比殼聚糖和瓊脂有著更好的水合性質，作為通便產品的原料更理想。因此，本研究以下均以海藻酸鈉（高黏度）、海藻酸鈉（中黏度）、卡拉膠（高黏度）、卡拉膠（中黏度）4種原料進行研究。

2.1.2不同復配配方海洋膳食纖維通便產品的理化特性比較

當大便水分不足、干結難以排出時，需提高產品的持水力；當患者纖維進食少、食物殘渣少而導致大腸蠕動減緩及大便量少時，則需提高產品的膨脹力［14］。將4種原料兩兩進行復配，檢測其膨脹力、持水力等理化特性，選擇最優復配方案作為產品主配方。

表1、2結果表明，復配后產品的膨脹力不如單純使用卡拉膠（高黏度）大。同時，持水力也不如單純使用海藻酸鈉（高黏度）大。綜合考慮便秘兩大成因，選用海藻酸鈉（高黏度）+卡拉膠（高黏度）復配的方案會有較高的膨脹力、持水力。

表2　不同復配配方海洋膳食纖維通便產品的理化特性比較Table 2Comparison of physicochemical properties of marine dietary fiber products

海藻酸鈉（高黏度）∶卡拉膠（高黏度）=2∶8、4∶6、5∶5、6∶4的膨脹力均在13 mL/g以上。海藻酸鈉（高黏度）∶卡拉膠（高黏度）=5∶5、6∶4、8∶2的持水力均在950%以上。綜合兩組數據，海藻酸鈉（高黏度）∶卡拉膠（高黏度）=5∶5、6∶4在膨脹力和持水力上具有雙重優勢。除此以外，考慮到卡拉膠（高黏度）價格較海藻酸鈉（高黏度）高，因此選海藻酸鈉（高黏度）∶卡拉膠（高黏度）=6∶4作為海洋膳食纖維通便產品的主配方。

2.2輔料選擇

研究發現，當產品中含有膳食纖維類物質時，具有吸濕性極強的特點，流動性比較差，容易出現黏連、硬結、重量不合格等問題［15］。蔡錚的研究表明［16］，制備膳食纖維產品，關鍵是要改善產品的流動性，可選擇添加微晶纖維素、滑石粉和硬脂酸鎂［7］等輔料。

測定固體產品的休止角是檢驗粉體流動性的最簡便的方法。按表3各配方量精密稱量海藻酸鈉（高黏度）∶卡拉膠（高黏度）=6∶4的粉末與輔料混合均勻，測定各配方的休止角。

表3　不同輔料與主藥粉混合的休止角測定結果Table 3Mixed different accessories and determined the repose angle

一般認為，休止角小于40°時粉末的流動性較好，且休止角越小流動性越好［15］。由表3看出，配方6具有最小休止角（35.9°）。即添加5%硬脂酸鎂具有更好的助流性。

2.3不同膳食纖維通便產品特性的比較研究

市面上常見的膳食纖維通便產品，有蘋果膳食纖維產品、燕麥膳食纖維產品、螺旋藻產品、魔芋膳食纖維產品、海洋膳食纖維通便產品等。不同來源的膳食纖維，其理化特性和生理功能存在非常顯著的差異，研究它們的外觀、水分、崩解時限、持水力、膨脹力、掃描電鏡等指標的差別，從而指導海洋膳食纖維通便產品的研究開發。

2.3.1不同膳食纖維產品特性的測定結果

不同膳食纖維產品特性的測定結果見表4。

表4　不同膳食纖維產品特性的測定結果Table 4The characteristic of dietary fiber product

表4結果表明，5種產品的外觀均具備產品特性，水分在3.5%～4.2%之間，崩解時限在15 min～20 min之間，海洋膳食纖維通便產品與市面常見4種通便產品相比，有更高的持水力（982%）、膨脹力（13.3 mL/g），通便效果更明顯。

2.3.2不同膳食纖維產品的掃描電鏡結果

圖1至圖5是5種產品放大2 500倍及4 000倍的掃描電鏡圖。由圖可知，海洋膳食纖維通便產品的質地最為疏松，網狀結構最為明顯，具有較多孔隙且分布均勻。螺旋藻膳食纖維產品結構具有較明顯的片狀結構，形成較為緊致的網狀結構，孔隙比海洋膳食纖維通便產品小。魔芋及蘋果膳食纖維產品是較緊致的團狀結構，孔隙較少。燕麥膳食纖維產品則是非常緊致的團狀結構，孔隙幾乎不見。因此，海洋膳食纖維通便產品呈更疏松網狀結構，孔隙多且分布均勻，為其具有高膨脹力、持水力等生理功能提供了形態方面的依據。

圖1　蘋果膳食纖維產品Fig.1Apple dietary fiber products

圖2　燕麥膳食纖維產品Fig.2Oat dietary fiber products

圖3　螺旋藻膳食纖維產品Fig.3Spirulina dietary fiber products

圖4　魔芋膳食纖維產品Fig.4Konjac dietary fiber products

圖5　海洋膳食纖維通便產品Fig.5Marine dietary fiber laxative products

2.4海洋膳食纖維通便產品效果驗證

根據《保健食品檢驗與評價技術規范》要求，挑選100名便秘受試者連續15天服用海洋膳食纖維通便產品，結果發現排便次數明顯增加2.15±1.74次，糞便性狀變軟0.66±0.62級，排便狀況改善0.82±0.65級，總有效率達64.00%。服用前后血常規、尿常規、便常規及血生化指標基本在正常范圍。由此可得，海洋膳食纖維通便產品具有通便功能，且對受試者身體健康無明顯影響。

3結論

海藻酸鈉（高黏度）∶卡拉膠（高黏度）=6∶4在膨脹力（13.3 mL/g）、持水力（982%），且性價比更高，可作為海洋膳食纖維通便產品的主配方。添加5%的硬脂酸鎂可有效改善藥粉的流動性。對比5種通便產品，其外觀均具備產品特性，水分在3.5%～4.2%之間，崩解時限在15 min～20 min之間。海洋膳食纖維通便產品與市面常見4種通便產品相比，有更高的持水力（982%）、膨脹力（13.3 mL/g）等指標，通便效果更明顯。

［1］劉成梅，李資玲，梁瑞紅，等.膳食纖維的生理功能與應用現狀［J］.食品研究與開發，2006，27（1）：122-125.DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2006.01.041

［2］Sturtzel B，Elmadfa I.Intervention with dietary fiber to treat constipation and reduce laxative use in residents of nursing homes［J］.Annals of Nutrition&；Metabolism，2008，52（Suppl 1：54-6Epub 200）：54-56.DOI：10.1159/000115351

［3］Jing Yang，Hai-Peng Wang，Li Zhou，et al.Effect of dietary fiber on constipation：A meta analysis［J］.World journal of gastroenterology，2012，18（48）：7378-7383

［4］葛邦國，吳茂玉，肖麗霞，等.蘋果膳食纖維的研究進展［J］.食品研究與開發，2009，30（2）：162-165.DOI：10.3969/j.issn.1005-6521. 2009.02.047

［5］田志芳，馬曉鳳，劉森，等.燕麥膳食纖維食品基料加工技術及應用研究［J］.食品研究與開發，2004，25（2）：64-67.DOI：10.3969/j.issn. 1005-6521.2004.02.025

［6］王紅育，李穎.海藻產品開發現狀及應用［J］.食品研究與開發，2008，29（8）：161-164.DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2008.08.046

［7］陳菲菲.紅藻廢渣提取水不溶性膳食纖維的研究［D］.福建農林大學，2009.DOI：10.7666/d.y1515118

［8］劉艷菊，李水清.銀蓮花膠囊的成型工藝研究［J］.中藥材，2002，25（4）：285-286.DOI：10.3321/j.issn：1001-4454.2002.04.028

［9］國家藥典委員會主編.中華人民共和國藥典（2010年版）［M］.北京：化學工業出版社，附錄ⅫA

［10］中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB 5009.3-2010食品安全國家標準食品中水分的測定［M］.北京：中國標準出版社，2010

［11］Schneemen BO.Dietary fiber and gastrointestinal function［J］.Nutrition Research，1998，18：625-632

［12］Aldoori WH.A prospective study of dietary fiber type and symptomatic diverticular disease in men［J］.J Nutr，1998，128（4）：714

［13］李來好，陳培基，李劉冬，等.海帶膳食纖維的提取與功能性試驗［J］.青島海洋大學學報（自然科學版），2003，33（5）：687-694.DOI：10.3969/j.issn.1672-5174.2003.05.005

［14］祝利，魏蘇艷，龔旭晨，等.膳食纖維與便秘的關系研究進展［J］.結直腸肛門外科，2010，16（3）：193-195.DOI：10.3969/j.issn.1674-0491. 2010.03.031

［15］曹艷，范彥博，洪怡，等.G多糖提取物膠囊的成型工藝［J］.數理醫藥學雜志，2009，22（6）：704-706.DOI：10.3969/j.issn.1004-4337. 2009.06.031

［16］蔡錚，馬云淑，林亞明，等.小中風膠囊制劑工藝研究［J］.時珍國醫國藥，2003，14（6）：343-344.DOI：10.3969/j.issn.1008-0805.2003. 06.016

Development of Marine Dietary Fiber Laxative Product

ZHANG Lin，XU Xi-lin*
（College of Light Industry and Food Science，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China）

The expansion force and the water holding capacity of 8 kinds of marine dietary fiber were detected，and the fiber with high expansibility and high hydraulic were selected，and the mixer of marine dietary fiber was studied.The different between marine dietary fiber products and 4 kinds of dietary fiber laxative products were researched.The results of research showed that the product with Sodium alginate（high viscosity）：carrageenan（high viscosity）=6∶4 had a higher expansion force（13.3 mL/g）and water holding capacity（982%），and had high performance price ratio.The formula can be used as marine dietary fiber laxative products，and Adding 5% magnesium steerages can effectively improve the flow property of powder.Compared with the 4 kinds of dietary fiber laxative products，marine dietary fiber laxative product has higher hydraulic holding（982%），swelling capacity（13.3 mL/g），and had a better laxative effect.

marine dietary fiber；water holding capacity；expansion force；laxative product

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.10.013

2014-07-09

張琳（1983—），女（漢），工程師，在讀研究生，研究方向：功能食品的研究與開發。

許喜林（1964—），男（漢），副教授，博士，研究方向：食品加工與安全。