海洋膳食纤维通便产品的研制

张琳，许喜林

（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州510640）

海洋膳食纤维通便产品的研制

张琳，许喜林*

（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州510640）

对8种海洋膳食纤维的性能进行检测，选出具有高膨胀力及持水力特性的海洋膳食纤维进行复配。以市面常见的4种膳食纤维通便产品和海洋膳食纤维通便产品为对象，研究了它们的特性差别。研究结果表明：海藻酸钠（高黏度）∶卡拉胶（高黏度）=6∶4的产品的膨胀力（13.3 mL/g）、持水力（982%）较高，具有高性价比，可作为海洋膳食纤维通便产品的主配方。添加5%的硬脂酸镁可有效改善产品的流动性。与市面常见4种通便产品相比，海洋膳食纤维通便产品空间结构更为疏松，有更高的持水力（982%）和膨胀力（13.3 mL/g），因此通便效果更佳。

海洋膳食纤维；持水力；膨胀力；通便产品

膳食纤维被誉为人类的第七大营养素，许多研究表明，膳食纤维具有通便、降低血胆固醇、降低血糖等药理功能［1-2］。然而，由于不同来源的膳食纤维，其性能相差很大，所以选择通便产品的原料时，需要综合考虑其生理活性［3］。近年来，国内外营养学家对膳食纤维通便的研究方向，主要集中在水果［4］、麦片［5］等陆地植物膳食纤维上，对活性更高的海洋膳食纤维研究较少。研究表明［6］，海洋膳食纤维资源丰富，且比陆生植物具有更高的生理特性。

利用低值海藻类、海虾蟹壳为原料，经酶解、分离提取出的不同黏度的海藻酸钠、不同黏度的卡拉胶、壳聚糖和琼脂。这几种物质，常作为食品添加剂中的增稠剂使用。近年来由于保健行业的飞速发展，国内外营养学家发现通过干法造粒将它们制成通便产品，能达到服用方便、起效快等效果，可使低值海洋生物原料转换成高利润的海洋功能性产品，成功开拓海洋生物资源综合利用的新途径。

本文通过研究海洋膳食纤维的水合性质，选出合适的原料和助流剂，并研究5种市面常见的膳食纤维通便产品的差别，从而指导海洋膳食纤维通便产品的研究开发。

1材料与方法

1.1材料

海藻酸钠（高黏度，400 mPa·s～600 mPa·s）、海藻酸钠（中黏度，150 mPa·s～400 mPa·s）、海藻酸钠（低黏度，100 mPa·s～150 mPa·s），青岛明月海藻集团有限公司；卡拉胶（高黏度，600 mPa·s～800 mPa·s）、卡拉胶（中黏度，300 mPa·s～600 mPa·s）、卡拉胶（低黏度，100 mPa·s～300 mPa·s）；琼脂，海南市梦园琼脂卡拉胶食品有限公司；壳聚糖，济南海得贝海洋生物工程有限公司；滑石粉，海城市品扬滑石矿业有限公司；硬脂酸镁，武汉一枝花油脂化工有限公司；微晶纤维素（101型），上海风鸿医药科技有限公司。

1.2主要仪器设备

电子分析天平FA2004型：上海恒平科学仪器有限公司；DzF石051型真空干燥箱：上海精密实验设备有限公司；JSM-6490LV型扫描电镜：日本电子公司。

1.3研究方法

1.3.1膨胀力的测定［7］

称取约1 g干样品放入量筒中，读取干样品的毫升数，模拟人体肠道温度加入36℃水，使其总体积达到50 mL，摇匀。于36℃放置24 h后，再读取量筒中湿样品的毫升数，最后计算膨胀力。

膨胀力（mL/g）=［样品膨胀后的体积（mL）-样品的体积（mL）］/样品重量（g）

1.3.2持水力的测定［7］

取1 g干样品，然后模拟人体肠道温度加入36℃水，饱和湿润样品1 h，将样品取出，放于滤纸上沥干后，把保留在滤纸上结合了水的样品转移到表面皿称重，计算持水力。

持水力（%）=［样品湿重（g）-样品干重（g）］/样品干重（g）×100%

1.3.3休止角的测定［8］

采用固定漏斗法，串联3只漏斗并固定于水平放置的坐标纸上1 cm的高度处，小心将药粉沿漏斗壁倒入最上一个漏斗中，直到最下面的漏斗形成的药粉圆锥体尖端接触到漏斗口为止，由坐标纸测出圆锥体底部的直径（反复测5次）计算休止角（tgα=H/R）。

1.3.4崩解时限的测定

按照《中国药典》2010年版一部附录ⅫA崩解时限检查法测定［9］。

1.3.5水分的测定

按照GB 5009.3-2010《食品安全国家标准食品中水分》的方法测定［10］。

1.3.6产品的扫描电镜观察

以溅射镀膜法对样品进行表面镀金，然后利用扫描电镜对样品的形貌进行分析，分别放大2500倍及4 000倍下进行观察。

2结果与分析

2.1原料筛选

2.1.1海洋膳食纤维膨胀力和持水力的测定

Schneemen BO［11］、Aldoori WH［12］、陈培基等认为［13］，具有高膨胀力和持水力的膳食纤维在肠胃中容易吸水膨胀形成大容积、高粘度的凝胶，便秘患者服用后排出的粪便水分含量高，粪便的体积大而软，这样更有利于刺激肠道蠕动，使粪便容易通过肠道，从而使便秘缓解，达到通便、排除有害物质和减少肠道癌发病率等目的。8种海洋膳食纤维的和持水力测定结果如表1所示。

表1　膨胀力和持水力测定结果Table 1The expansive force and water holding capacity

表1结果表明，海藻酸钠、卡拉胶比壳聚糖和琼脂有着更好的水合性质，作为通便产品的原料更理想。因此，本研究以下均以海藻酸钠（高黏度）、海藻酸钠（中黏度）、卡拉胶（高黏度）、卡拉胶（中黏度）4种原料进行研究。

2.1.2不同复配配方海洋膳食纤维通便产品的理化特性比较

当大便水分不足、干结难以排出时，需提高产品的持水力；当患者纤维进食少、食物残渣少而导致大肠蠕动减缓及大便量少时，则需提高产品的膨胀力［14］。将4种原料两两进行复配，检测其膨胀力、持水力等理化特性，选择最优复配方案作为产品主配方。

表1、2结果表明，复配后产品的膨胀力不如单纯使用卡拉胶（高黏度）大。同时，持水力也不如单纯使用海藻酸钠（高黏度）大。综合考虑便秘两大成因，选用海藻酸钠（高黏度）+卡拉胶（高黏度）复配的方案会有较高的膨胀力、持水力。

表2　不同复配配方海洋膳食纤维通便产品的理化特性比较Table 2Comparison of physicochemical properties of marine dietary fiber products

海藻酸钠（高黏度）∶卡拉胶（高黏度）=2∶8、4∶6、5∶5、6∶4的膨胀力均在13 mL/g以上。海藻酸钠（高黏度）∶卡拉胶（高黏度）=5∶5、6∶4、8∶2的持水力均在950%以上。综合两组数据，海藻酸钠（高黏度）∶卡拉胶（高黏度）=5∶5、6∶4在膨胀力和持水力上具有双重优势。除此以外，考虑到卡拉胶（高黏度）价格较海藻酸钠（高黏度）高，因此选海藻酸钠（高黏度）∶卡拉胶（高黏度）=6∶4作为海洋膳食纤维通便产品的主配方。

2.2辅料选择

研究发现，当产品中含有膳食纤维类物质时，具有吸湿性极强的特点，流动性比较差，容易出现黏连、硬结、重量不合格等问题［15］。蔡铮的研究表明［16］，制备膳食纤维产品，关键是要改善产品的流动性，可选择添加微晶纤维素、滑石粉和硬脂酸镁［7］等辅料。

测定固体产品的休止角是检验粉体流动性的最简便的方法。按表3各配方量精密称量海藻酸钠（高黏度）∶卡拉胶（高黏度）=6∶4的粉末与辅料混合均匀，测定各配方的休止角。

表3　不同辅料与主药粉混合的休止角测定结果Table 3Mixed different accessories and determined the repose angle

一般认为，休止角小于40°时粉末的流动性较好，且休止角越小流动性越好［15］。由表3看出，配方6具有最小休止角（35.9°）。即添加5%硬脂酸镁具有更好的助流性。

2.3不同膳食纤维通便产品特性的比较研究

市面上常见的膳食纤维通便产品，有苹果膳食纤维产品、燕麦膳食纤维产品、螺旋藻产品、魔芋膳食纤维产品、海洋膳食纤维通便产品等。不同来源的膳食纤维，其理化特性和生理功能存在非常显著的差异，研究它们的外观、水分、崩解时限、持水力、膨胀力、扫描电镜等指标的差别，从而指导海洋膳食纤维通便产品的研究开发。

2.3.1不同膳食纤维产品特性的测定结果

不同膳食纤维产品特性的测定结果见表4。

表4　不同膳食纤维产品特性的测定结果Table 4The characteristic of dietary fiber product

表4结果表明，5种产品的外观均具备产品特性，水分在3.5%～4.2%之间，崩解时限在15 min～20 min之间，海洋膳食纤维通便产品与市面常见4种通便产品相比，有更高的持水力（982%）、膨胀力（13.3 mL/g），通便效果更明显。

2.3.2不同膳食纤维产品的扫描电镜结果

图1至图5是5种产品放大2 500倍及4 000倍的扫描电镜图。由图可知，海洋膳食纤维通便产品的质地最为疏松，网状结构最为明显，具有较多孔隙且分布均匀。螺旋藻膳食纤维产品结构具有较明显的片状结构，形成较为紧致的网状结构，孔隙比海洋膳食纤维通便产品小。魔芋及苹果膳食纤维产品是较紧致的团状结构，孔隙较少。燕麦膳食纤维产品则是非常紧致的团状结构，孔隙几乎不见。因此，海洋膳食纤维通便产品呈更疏松网状结构，孔隙多且分布均匀，为其具有高膨胀力、持水力等生理功能提供了形态方面的依据。

图1　苹果膳食纤维产品Fig.1Apple dietary fiber products

图2　燕麦膳食纤维产品Fig.2Oat dietary fiber products

图3　螺旋藻膳食纤维产品Fig.3Spirulina dietary fiber products

图4　魔芋膳食纤维产品Fig.4Konjac dietary fiber products

图5　海洋膳食纤维通便产品Fig.5Marine dietary fiber laxative products

2.4海洋膳食纤维通便产品效果验证

根据《保健食品检验与评价技术规范》要求，挑选100名便秘受试者连续15天服用海洋膳食纤维通便产品，结果发现排便次数明显增加2.15±1.74次，粪便性状变软0.66±0.62级，排便状况改善0.82±0.65级，总有效率达64.00%。服用前后血常规、尿常规、便常规及血生化指标基本在正常范围。由此可得，海洋膳食纤维通便产品具有通便功能，且对受试者身体健康无明显影响。

3结论

海藻酸钠（高黏度）∶卡拉胶（高黏度）=6∶4在膨胀力（13.3 mL/g）、持水力（982%），且性价比更高，可作为海洋膳食纤维通便产品的主配方。添加5%的硬脂酸镁可有效改善药粉的流动性。对比5种通便产品，其外观均具备产品特性，水分在3.5%～4.2%之间，崩解时限在15 min～20 min之间。海洋膳食纤维通便产品与市面常见4种通便产品相比，有更高的持水力（982%）、膨胀力（13.3 mL/g）等指标，通便效果更明显。

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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

张琳（1983—），女（汉），工程师，在读研究生，研究方向：功能食品的研究与开发。

许喜林（1964—），男（汉），副教授，博士，研究方向：食品加工与安全。