专利名称：一种食用纤维素的制备方法及产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种食用纤维素的制备方法，以及获得的食用纤维素(又称为双联纤维素)，含有该纤维素的食品、饮料和保健品。
背景技术：
膳食纤维素可促进肠的蠕动，促进食物残渣从体内排出，减少毒素在体内的潴留时间，可用于治疗或缓解便秘。但人体每天摄入的膳食纤维素还远远不能满足需求，因此补充食用纤维素显得非常必要。本发明采用精制棉或木浆粕为原料，经水解、降解纯化、酶化钝化、干燥、粉碎五个工序，制成了食用纤维素。该产品与用谷壳、豆皮制成的食用纤维相比，纯度高、无糖、无钠、无热量、无脂肪、无胆固醇。且原料充足，能形成大规模生产，降低了生产成本，根据目前市场原料价格估算，成本仅是其三分之一。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种由精制棉或医用脱脂棉或木浆粕制备食用纤维素的方法。
本发明的方法包括以下步骤A、将精制棉或医用脱脂棉或木浆粕用强酸水解；B、水解后分离的固相用碱中和(优选至pH8.5-10)，然后用氧化剂降解，分离出固相；C、该固相用水稀释后，加入淀粉酶(例如α-淀粉酶，β-淀粉酶)或纤维素酶酶解，然后升温(例如和优选至80-90℃)以钝化反应，随后分离固相；D、将固相干燥，再粉碎。
其中步骤A所用强酸例如是盐酸或硫酸，或它们的混合物，强酸与精制棉或医用脱脂棉或木浆粕的比例为0.5-2∶10。
氧化剂例如是次氯酸钠，过氧化氢，二氧化氯，臭氧等，它的加量为固相物质(干基准)的0.5-8％，优选2-5％。
酶的加量为固相物质(干基准)的0.2-1％，优选0.3-0.6％。
酶解的时间例如是25分钟到5小时，优选约40分钟到2小时。
其中木浆粕为商购产品，可以从市场上购得，优选用食品级木浆粕。
在本发明的优选方案中，本发明的制备方法包括以下步骤A、水解反应按配比向反应釜中加入一定量的强酸(例如HCl或H2SO4)，加量为绝干精制棉或医用脱脂棉或木浆粕比例的0.5-2∶10，优选1∶10，含量为80-90g/L(按纯酸计)，然后将开松过的精制棉加入反应釜内，边加料边搅拌，8-10min加完，加完后，升温至125℃-132℃(例如按2-4℃/min，优选3℃/min的恒定速率)，时间为40-45min，至物料完全被水解后反应终止，排气、放料、回收酸液，水洗pH值为6-6.5时，离心分离、取出固相待用；B、降解纯化反应按配比反应釜里加入清水，再把分离出来的固相加入釜中，启动搅拌制成糊状乳液，乳液浓度为300-400g/L，并加入氢氧化钠(NaOH)，将乳液pH值调至8.5-10，在升温的同时(例如按1.5℃/min的恒定速率升温至30℃时)，开始投入次氯酸钠消毒液(NaClO)(有效氯含量为5％-10％)，加量为固相绝干量的4％-7％，优选5％-6％(例如在1.5h内分4次加完，每次间隔20～25min)，加完后继续搅拌恒温20-40分钟，优选约0.5h后迅速升温至90℃，保温20-50分钟，优选约30min进行纯化，然后，加入硫代硫酸钠(Na2SO3)脱除残余氯，加量为固相绝干量0.2～0.4％，搅拌5～10min时，加盐酸(HCl)中和，使pH值降至6.0～6.5，反应终止，稀释、排气、放料、离心分离，取出固相待用；C、酶化钝化反应将离心分离的固相投入反应釜中，先用冷水把物料搅拌成糊状，浓度为300～400g/L，然后加入0.3～0.6％的α-淀粉酶，在搅拌下，升温到76℃～80℃(例如按1.5℃/min的恒定速率)，保温转化15-30min，优选约20min，加盐酸(HCl)至pH2～3，以抑制酶的活性，继续保温5-15min，优选约10min后，迅速升温至80～90℃，并保温15～20min进行钝化，以使酶失去活性。加氢氧化钠(NaOH)调整pH值，反应终止，稀释、排气、放料、洗涤、离心分离，取出固相待用；
D、干燥将离心分离的固相物料用打松机打成松散状，均匀地铺散在烘干机上，在70～85℃温度下干燥至固相含水量≤8％为佳；E、粉碎将干燥后的物料用微粉机进行粉碎，产品全部过100目后包装即成成品。
本发明还涉及由上述方法获得的食用纤维素，其中由精制棉和脱脂棉加工成的产品含纤维素达90％以上。
本发明还涉及含有该纤维素的食品、饮料和保健品，在所述食品、饮料和保健品，可以含有0.1-30wt％的本发明的食用纤维素。食品例如包括面包、面条、饼干等，饮料例如包括酒精饮料、非酒精饮料，碳酸饮料等。
本发明的食用纤维素可以单独食用，也可以作为添加剂加入到食品、饮料和保健品中。
本发明纤维素的主要物化性质A、持水性。化学结构中含有很多亲水基团，亲水能力是自身重量的1.5-25倍。
B、与阳离子的结合与交换性能。化学结构含有羧基和羟类侧链基团，能对阳离子进行可逆性交换，改变离子瞬间的浓度，对消化道的pH值，渗透以后以及对氧化还原电位产生影响，帮助胃肠抗氧化，消除体内自由基。
C、对有机分子的螯合吸附作用，化学结构中带有很多活性基团，可以螯合吸附肠道内的有毒物质、化学药品和有毒医药品。
D、改变消化道系统中的菌群，肠道系统中流动的肠液和寄生菌群对食物的蠕动和消化有重要作用，肠道内纤维含量多时，会诱导出大量好气菌群代替原来存在的厌气菌群。
本发明纤维素的功能本发明纤维素是食用膳食纤维，分可溶性纤维和不可溶性纤维两种。可溶性纤维与肠壁的胆汁酸结合，促进胆固醇排出体外；可溶性纤维和不可溶性纤维能吸水膨胀增强肠道蠕动，减轻直肠压力，同时也减轻了泌尿系统的压力，使毒物快速排出体外，起到预防结肠癌的功效。
食物中增加食用纤维含量，可以改变人体末梢神经对胰岛素的感受性，降低对胰岛素的要求，从而起到调节血糖，预防糖尿病的发生。
不可溶性纤维能增加胃部饱满感，减少食物摄取量，具有预防肥胖的作用，减少胆汁酸再吸收量，改变食物消化速度和消化道分泌物的分泌量，起到预防胆结石的作用。
可溶性纤维和不可溶性纤维还可降低人身中甘油三酯，升高人体有益的高密度脂蛋白，具有调节血脂，预防动脉硬化的作用。
本发明由于是用棉花制造出来的纤维素，比用谷壳、豆皮生产的纤维素成本大大下降，形成了本发明生产成本低廉和工艺简单的特色，利用本发明生产的纤维素可以直接食用。
具体实施例方式
以下通过实施例来进一步说明本发明，应该理解的是，这些实施例仅作为较佳方案提供，不限制本发明的范围。
实施例1用料1、精制棉。选用山东省平邑县大力生化实业有限公司所生产的产品，产品符合GB9107-88标准；2、盐酸(HCl)。选用河南省濮阳市氯碱厂生产的食品级盐酸；3、次氯酸钠消毒液(NaClO)。选用国家定点的国产消毒药剂生产厂家--山东省平邑县大力生化实业有限公司生产的次氯酸钠消毒液(NaClO)，产品符合GB19106-2003标准；4、酶。选用江苏省无锡酶制剂厂生产的活力为5000-7000个活力/gα-淀粉酶。
按1∶10的比例向反应釜(30L)内加入盐酸(HCl)(含量90g/L)，然后称取1.2kg脱脂精制棉加入反应釜内，边加料边搅拌。在1min内加完，升温至128℃，时间为42min。待物料完全水解后终止。回收残液，水洗pH值6.0-6.5。离心分离，取出固相待用。
向反应釜内加入清水，再把分离出来的固相(分离时衬垫500目)滤布加入釜中，搅拌成糊状，浓度为330g/L。并加入浓度为20g/L的氢氧化钠(NaOH)，将pH调至9，升温至30℃，然后加入次氯酸钠消毒液(NaClO)(有效氯含量为5～10％)，加量为固相含量的6％，在1.2h内分4次加完。搅拌恒温0.5h后迅速升温至90℃，保温0.5h进行纯化，然后加硫代硫酸钠(Na2SO3)脱除残余氯，搅拌10min后加盐酸(HCl)中和pH值6.0-6.5时，反应终止，稀释放料，离心分离(衬滤布)，取出固相待用。
将固相加入反应釜中，用冷水搅拌成糊状，浓度为330g/L，然后加入0.5％的α-淀粉酶，在搅拌下，按1.5℃/min的恒定速率升温至78℃，保温20min加盐酸至pH值为3时，保温10min后，迅速升温至90℃，保温15-20min进行钝化，加氢氧化钠(NaOH)调整pH值为6.5，反应终止，稀释放料，经水洗后分离，取出固相在75-85℃下干燥至固相含水量≤8％，然后将物料粉碎至≥100目，产品为白色或微黄色粉末，α-纤维素含量≥98％，包装后即成成品。
实施例2按1.2∶10的比例向反应釜(30L)内加入盐酸(HCl)(含量90g/L)，然后称取1.2kg医用脱脂棉加入反应釜内，边加料边搅拌。在1min内加完，升温至128℃，时间为42min。待物料完全水解后终止。回收残液，水洗pH值6.0-6.5。离心分离，取出固相待用。
向反应釜内加入清水，再把分离出来的固相(分离时衬垫500目)滤布加入釜中，搅拌成糊状，浓度为330g/L。并加入浓度为20g/L的氢氧化钠(NaOH)，将pH调至9，升温至30℃，然后加入过氧化氢的10％水溶液，加量为固相含量的6％，再加入固相含量的5-10％的高锰酸钾。搅拌2h后反应终止，稀释放料，离心分离(衬滤布)，洗净，取出固相待用。
将固相加入反应釜中，用冷水搅拌成糊状，浓度为330g/L，然后加入0.5％的纤维素酶，在搅拌下，按1.5℃/min的恒定速率升温至78℃，保温20min加盐酸至pH值为3时，保温10min后，迅速升温至90℃，保温15-20min进行钝化，加氢氧化钠(NaOH)调整pH值为6.5，反应终止，稀释放料，经水洗后分离，取出固相在75-85℃下干燥至固相含水量≤8％，然后将物料粉碎至≥100目，产品为白色或微黄色粉末，α-纤维素含量≥98％，包装后即成成品。
实施例3按1.2∶10的比例向反应釜(30L)内加入盐酸(HCl)(含量90g/L)，然后称取1.2kg食品级木浆粕加入反应釜内，边加料边搅拌。在1min内加完，升温至128℃，时间为42min。待物料完全水解后终止。回收残液，水洗pH值6.0-6.5。离心分离，取出固相待用。
向反应釜内加入清水，再把分离出来的固相(分离时衬垫500目)滤布加入釜中，搅拌成糊状，浓度为330g/L。并加入浓度为20g/L的氢氧化钠(NaOH)，将pH调至9，升温至30℃，然后加入次氯酸钠消毒液(NaClO)(有效氯含量为5～10％)，加量为固相含量的6％，在1.2h内分4次加完。搅拌恒温0.5h后迅速升温至90℃，保温0.5h进行纯化，然后加硫代硫酸钠(Na2SO3)脱除残余氯，搅拌10min后加盐酸(HCl)中和pH值6.0-6.5时，反应终止，稀释放料，离心分离(衬滤布)，取出固相待用。
将固相加入反应釜中，用冷水搅拌成糊状，浓度为330g/L，然后加入0.5％的纤维素酶，在搅拌下，按1.5℃/min的恒定速率升温至78℃，保温20min加盐酸至pH值为3时，保温10min后，迅速升温至90℃，保温15-20min进行钝化，加氢氧化钠(NaOH)调整pH值为6.5，反应终止，稀释放料，经水洗后分离，取出固相在75-85℃下干燥至固相含水量≤8％，然后将物料粉碎至≥100目，产品为白色粉末，纤维素含量为50％，包装后即成成品。
实施例4将小麦粉40-60质量份，鸡蛋8-12质量份，酵母0.3-0.5质量份，盐0.8-1.0质量份，白糖3-5质量份，实施例1的食用纤维素10质量份和水适量按常规工艺制成面包。
权利要求
1.一种由精制棉或医用脱脂棉或木浆粕制备食用纤维素的方法，包括以下步骤A、将精制棉或医用脱脂棉或木浆粕用强酸水解；B、水解后分离的固相用碱中和，然后用氧化剂降解，分离出固相；C、该固相用水稀释后，加入淀粉酶或纤维素酶酶解，然后升温以钝化反应，随后分离固相；D、将固相干燥，再粉碎。
2.根据权利要求1的方法，其中步骤A所用强酸是盐酸或硫酸，或它们的混合物，强酸与精制棉或医用脱脂棉或木浆粕的重量比为0.5-2∶10，按纯酸计。
3.根据权利要求1的方法，其中氧化剂的加量为固相物质(干基准)的0.5-8％。
4.根据权利要求1的方法，其中淀粉酶或纤维素酶的加量为固相物质(干基准)的0.2-0.8％。
5.根据权利要求1的方法，其中酶解的时间是25分钟到5小时。
6.根据权利要求1的方法，其中氧化剂选自次氯酸钠，过氧化氢，二氧化氯，或臭氧，或它们的混合物。
7.根据权利要求1-6中任一项的方法获得的食用纤维素产品。
8.一种由精制棉或医用脱脂棉或木浆粕制备食用纤维素的方法，包括以下步骤A、水解反应按配比向反应釜中加入一定量的强酸，加量为绝干精制棉或医用脱脂棉或木浆粕比例的0.5-2∶10(按纯酸计)，然后将精制棉加入反应釜内，边加料边搅拌，之后升温至125℃-132℃，至物料完全被水解后反应终止，排气、放料、回收酸液，水洗pH值为6-6.5时，离心分离、取出固相待用；B、降解纯化反应按配比反应釜里加入清水，再把分离出来的固相加入釜中，启动搅拌制成糊状乳液，乳液浓度为300-400g/L，并加入氢氧化钠，将乳液pH值调至8.5-10，在升温的同时投入次氯酸钠，加量为固相绝干量的4％-7％，加完后继续搅拌恒温20-40分钟后迅速升温至90℃，保温20-40分钟进行纯化，然后，加入硫代硫酸钠脱除残余氯，加量为固相绝干量0.2～0.4％，然后加盐酸中和，使pH值降至6.0～6.5，反应终止，分离固相待用；C、酶化钝化反应将离心分离的固相投入反应釜中，先用冷水把物料搅拌成糊状，然后加入0.3～0.6％的α-淀粉酶，在搅拌下，升温到76℃～80℃，保温转化15-30min，加盐酸至pH2～3，以抑制酶的活性，继续保温5-15min后，迅速升温至80～90℃，并保温15～20min进行钝化，以使酶失去活性。加氢氧化钠(NaOH)调整pH值，反应终止，分离出固相待用；D、干燥将离心分离的固相物料干燥至固相含水量≤8％；E、粉碎将干燥后的物料用微粉机进行粉碎，过筛后包装即成成品。
9.含有权利要求1的方法制备的食用纤维素的食品、饮料或保健品，在所述食品、饮料和保健品，含有0.1-30wt％的权利要求1的方法获得的食用纤维素。
全文摘要
一种用纯棉纤维或木纤维生产食用纤维素的制备方法。本发明采用精制棉或木浆粕为原料，经水解、降解纯化、酶化钝化、干燥、粉碎五个工序，即可制成食用纤维素。该产品与用谷壳、豆皮制成的食用纤维相比，纯度高、无糖、无钠、无热量、无脂肪、无胆固醇。且原料充足，能形成大规模生产，降低了生产成本，根据目前市场原料价格估算，成本仅是其三分之一。
文档编号A23L1/052GK1526318SQ0315734
公开日2004年9月8日 申请日期2003年9月19日 优先权日2003年9月19日
发明者汤军, 李贵云, 汤 军 申请人:汤兴然