专利名称：一种以膳食纤维为原料制备的固态食品及其制备方法与应用的制作方法现代医学将营养过剩和营养不足通称为营养不良，长期营养不良将引发多种代谢 性疾病。目前，营养过剩和生活方式不当引起的疾病已成为威胁人类健康的头号杀手，各种致命的慢性代谢性疾病，如肥胖、高血压、冠心病、糖尿病、结肠直肠癌等发病率大幅上升。这与植物性食物摄入过少，动物性食物摄入过多有关。膳食纤维是指不能在人体小肠消化吸收的可食用的植物性成分及其相类似物质的总和，主要包括纤维素、半纤维素、果胶及亲水胶体物质，如树胶、海藻多糖等成分；另外还包括植物细胞壁中所含有的木质素；不被人体消化酶所分解的物质，如抗性淀粉、抗性糊精、抗性低聚糖、改性纤维素、黏质、寡糖以及少量相关成分，如蜡纸、角质、软木脂等。膳食纤维具有润肠通便、调节控制血糖浓度、降血脂等一种或多种生理功能。膳食纤维是一种可以食用的植物性成分，而非动物成分。根据其在水中的溶解性分为可溶性膳食纤维(SDF)和不可溶膳食纤维(IDF)。可溶性膳食纤维包括果胶等亲水胶体物质和部分半纤维素，不可溶膳食纤维(IDF)包括纤维素、木质素和部分半纤维素。越来越多的证据表明，膳食纤维是保持人体健康的人体必需成分之一。增加膳食纤维素摄入量，对人体有多方益处。I)防治便秘膳食纤维体积大，可促进肠蠕动、减少食物在肠道中停留时间，其中的水份不容易被吸收。另一方面，膳食纤维在大肠内经细菌发酵，直接吸收纤维中的水份，使大便变软，产生通便作用。2)利于减肥一般肥胖人大都与食物中热能摄入增加或体力活动减少有关。而提高膳食中膳食纤维含量，可使摄入的热能减少，在肠道内营养的消化吸收也下降，最终使体内脂肪消耗而起减肥作用。3)预防结肠和直肠癌这两种癌的发生主要与致癌物质在肠道内停留时间长，和肠壁长期接触有关。增加膳食中纤维含量，使致癌物质浓度相对降低，加上膳食纤维有刺激肠蠕动作用，致癌物质与肠壁接触时间大大缩短。4)防治痔疮痔疮的发生是因为大便秘结而使血液长期阻滞与瘀积所引起的。由于膳食纤维的通便作用，可降低肛门周围的压力，使血流通畅，从而起防治痔疮的作用。5)降低血脂，预防冠心病由于膳食纤维中有些成分如果胶可结合胆固醇，木质素可结合胆酸，使其直接从粪便中排出，从而消耗体内的胆固醇来补充胆汁中被消耗的胆固醇，由此降低了胆固醇，从而有预防冠心病的作用。6)改善糖尿病症状膳食纤维中的果胶可延长食物在肠内的停留时间、降低葡萄糖的吸收速度，使进餐后血糖不会急剧上升，有利于糖尿病病情的改善。糖尿病膳食中长期增加食物纤维，可降低胰岛素需要量，控制进餐后的代谢。7)防治胆结石胆结石的形成与胆汁胆固醇含量过高有关，由于膳食纤维可结合胆固醇，促进胆汁的分泌、循环。因而可预防胆结石的形成。8)预防妇女乳腺癌据流行病学发现，乳腺癌的发生与膳食中高脂肪、高糖、高肉类及低膳食纤维摄入有关。我们常吃的含纤维素丰富的食物有玉米、大麦、蚕豆、糙米、红薯等粗粮及其制品，各种天然水果.此外，还有芹菜、韭菜、白菜、萝卜、南瓜、竹笋等蔬菜。随着生活水平的大幅度提高，人们的膳食结构发生了深刻的变化，这个变化的最大特点是由过去以植物性食物为主逐步过渡到植物性与动物性食物(肉、蛋、乳)并举，甚至以动物性食物为主的膳食结构。美国FDA推荐的总膳食纤维的摄入量为每日30-35克，根据中国营养学会2000年颁布中国居民营养素参考摄入量规定，每人每日膳食纤维摄入量为30. 2克，然而根据调查，目前我国成人平均每人每日的膳食纤维为13. 3克，纤维素食入量明显偏低。因此研制一种富含膳食纤维、低脂肪、低热量的固态食物，用以代替主食，如条状形如面条、片状形如面片和面饼、颗粒状形如米粒、块状形如切面块等，或用于制作食品、保 健食品或其它食品代用品，将有效地预防或减轻营养过剩，降低体重、降低心脑血管疾病、 肿瘤、糖尿病等的发病率，对于提高人群健康水平具有重要的意义。
本发明的目的是提供一种以膳食纤维为原料制备的固态食品及其制备方法与应用。本发明所述的一种以膳食纤维为原料制备的固态食品是由包含有膳食纤维、海藻酸盐、固化剂和水为原料进行制备得到的，具体由包含有下述制备方法将膳食纤维与水溶性海藻酸盐混合，制成膳食纤维和水溶性海藻酸盐的含水混合物，然后用固化剂进行固化形成含有膳食纤维和水不溶性的海藻酸盐的固态食品，其中所述的膳食纤维为各种类型的可食用膳食纤维，包括可溶性膳食纤维(SDF)和不可溶膳食纤维(IDF)，所述膳食纤维的加入量为固态原料总重的10-98%，优选5% -85%。所述的固化剂为含有Ca2+、Mg2+、Fe2+或Zn2+中的一种或一种以上的金属阳离子的水溶液，有氯化钙溶液、碳酸钙溶液、氯化镁溶液、氯化铁溶液、氯化锌溶液等，以氯化钙溶液最常用，其溶液浓度为5-200g/L，优选10-150g/L，更优选20_100g/L。所述海藻酸盐为水溶性海藻酸盐和水不溶性海藻酸盐；所述水溶性海藻酸盐为海藻酸钠、海藻酸钾或海藻酸铵中的任意一种或任意几种以任意比例混合的混合物；所述水不溶性海藻酸盐为海藻酸钙、海藻酸镁、海藻酸铁盐或海藻酸锌中的任意一种或任意几种以任意比例混合的混合物。所述的水溶性海藻酸盐包括海藻酸钠、海藻酸钾和海藻酸铵，其加入量以重量比重量计为固态原料总重的O. 5% -30%，优选1% -20% ;以重量比体积计，每总含水体积为IL的固态原料中，加入海藻酸盐5-100g，优选10-80g。所述海藻酸钠为具有下列特征的物质海藻酸钠，又名藻朊钠、藻胶钠、褐藻酸钠、藻酸钠英文名称Sodium alginate, Kelgin, Sodium polymannuronate分子式(C6H7NaO6)ηCAS 号9005-38-3。性状描述白色或淡黄色粉末，缓慢溶于水，形成粘稠状溶液，不溶于乙醇、氯仿或乙醚，无臭无味，1%的海藻酸钠水溶液的PH值为6-8，粘性在pH值为6-9时稳定，加热到80°C以上则粘性降低。该品有吸湿性，是水合力非常强的亲水性高分子。所述海藻酸钾盐和铵盐以及海藻酸钙、海藻酸镁、海藻酸铁盐或海藻酸锌为上述海藻酸钠中海藻酸的不同盐类化合物。所述固态食品含有附加剂，其加入量为固态原料总重的0_90%。附加剂选自糖类物质、脂类物质、蛋白质、维生素、矿物质、食品添加剂、调味剂、具有通便润肠功能的物质以及其它的食用和药用制剂敷料中的一种或一种以上的混合物。其中，具有通便润肠功能的物质选自聚乙二醇、熟大黄、番泻叶、杏仁、肉苁蓉、生何首乌、当归、蓖麻、火麻仁、郁李仁、芦荟、琼脂、硫酸镁、氢氧化镁、山梨醇、半乳糖果糖甙、菊粉中的一种或一种以上的混合物。防治便秘是膳食纤维在使用过程中普遍认可的有益功能之一，它通过吸水体积膨 胀使其中的水份不容易被吸收，刺激肠蠕动从而减少食物在肠道中停留时间，膳食纤维在大肠内经细菌发酵，直接吸收纤维中的水份，使大便变软，进而产生通便作用。然而在实际使用中，人们却忽略了膳食纤维导致便秘的副作用。膳食纤维的摄入量大时，特别是一次性摄入大于10克时，会产生便秘、腹胀、腹痛，较少见的副作用有肠道内形成纤维粪石引起肠梗阻，出现与膳食纤维自身所具有的通便和防治便秘的相反的作用，这些副作用在老年人或极度消瘦的病人中出现率更高。导致这些副作用的主要原因是由于膳食纤维对结肠以上的肠道的肠蠕动刺激作用较强，而进入结肠后对肠蠕动的刺激作用减弱，使膳食纤维在结肠内脱水、堆积以及细菌发酵产气，引起腹胀、便秘，甚至形成纤维粪石引起肠梗阻。由于膳食纤维具有低剂量摄入通便而高剂量的摄入导致便秘的作用特点，因此，在所述的固态食品中通便润肠功能物质是按以重量计的比例加入的，这样通便润肠功能物质的摄入量与膳食纤维的摄入量形成正相关，即膳食纤维的摄入越多，则通便润肠功能物质的摄入也越多，通过适当调整两者的比例就可产生膳食纤维低剂量摄入时，通便润肠功能物质摄入量小于功效剂量，仍维持膳食纤维的正常通便功能，而当膳食纤维高剂量摄入时，通便润肠功能物质摄入量也随之增加，达到了功效剂量水平，进而有效地对抗膳食纤维导致便秘的副作用。两者的具体加入的比例是以所采用的膳食纤维的种类、特性以及所采用的通便润肠功能物质的种类和特性决定的。本发明具有通便润肠功能的物质的含量以重量比重量计为所含膳食纤维量的1% -50%，优选3-50%，更有选5% -45%由于膳食纤维化学结构中含有很多亲水基团，具有很强的膨胀性和持水力，不同来源的膳食纤维其膨胀性和持水力差别很大，如从海带中提取的膳食纤维其膨胀力为54毫升/克，持水力为3201%;从麦草中提取的膳食纤维其膨胀力和持水力分别为4. 7 6. 9毫升/克，740 880% ;玉米皮膳食纤维膨胀力为18. 2毫升/克，持水力为930%。膳食纤维的持水性和遇水膨胀性，易引起饱腹感，同时，由于膳食纤维还会影响可利用碳水化合物等成分在体内的消化吸收，使人不易产生饥饿感，因此，适量服用膳食纤维，可有效地预防或减轻营养过剩，预防肥胖症，降低体重，降低心脑血管疾病、肿瘤、糖尿病等的发病率。本发明固态食品的制备方法，包括如下步骤I)取水溶性海藻酸盐、膳食纤维；2)在搅拌状态下，将所述水溶性海藻酸盐、膳食纤维与水混合，制成水溶性海藻酸盐与膳食纤维的含水混合物；3)配制固化剂，所述固化剂为含有Ca2+、Mg2+、Fe2+或Zn2+中的任意一种或任意几种的水溶液；4)用所述步骤3)得到的固化剂对所述步骤2)得到的水溶性海藻酸盐与膳食纤维的含水混合物进行固化，得到所述含有膳食纤维和水不溶性的海藻酸盐的固态食品。所述步骤4)中，用所述步骤3)得到的固化剂对所述步骤2)得到的海藻酸盐与膳食纤维和附加剂的含水混合物进行固化的方法选自下述方法a-c中的任意一种a、如制备块状的固态食物，在搅拌状态下，将所述固化剂喷入所述步骤2)得到的水溶性海藻酸盐与膳食纤维和附加剂的含水混合物中，形成含有膳食纤维和水不溶性的海藻酸盐，使其固化；b、如制备块状的固态食物，将所述步骤2)得到的水溶性海藻酸盐与膳食纤维和附 加剂的含水混合物置于固化剂内，形成含有膳食纤维和水不溶性的海藻酸盐，使其固化；C、如制备其它形态的食物，将所述步骤2)得到的水溶性海藻酸盐与膳食纤维和附加剂的含水混合物喷入、滴入或挤压入固化剂中，形成含有膳食纤维和水不溶性的海藻酸盐，使其固化。本发明提供的固态食品在制备各种食品和保健食品中的应用，也属于本发明的保护范围。本发明提供的固态食品，可用于制备如多种半成品制品，如条状以代替面条、片状以代替面片和面饼、颗粒状以代替米粒、块状以代替切面块等；成品制品如方便面、意大利面、馒头以及饼干等多种面点、餐间小食品；点心类食品如即食型餐间点心、饼干、快餐棒等；保健食品如片剂、胶囊、颗粒剂等。实施发明的方案本发明提供的制备固态食品的方法，可按照如下具体步骤进行，但不是对本发明的限定I)取一定量水溶性海藻酸盐、膳食纤维及附加剂；2)取适量水，在搅拌状态下制成水溶性海藻酸盐与膳食纤维及附加剂的含水混合物；3)配置含有Ca2+、Mg2+、Fe2+或Zn2+中的一种或一种以上的金属阳离子水溶液的固化剂；4)制备块状的固态食品的方法具体有两种a)在搅拌状态下，将固化剂喷入已配置的含水混合物中，形成含有膳食纤维和水不溶性的海藻酸盐，使其固化；b)将已配置的含水混合物置于固化剂内，形成含有膳食纤维和水不溶性的海藻酸盐，使其固化；5)如制备其它形态的食物，将已配置的含水混合物喷入、滴入或挤压入固化剂中，形成含有膳食纤维和水不溶性的海藻酸盐，使其固化；6)收集、包装，得到本发明提供的固态食品。其中，步骤2)所述含水混合物的制备，包括如下方法如以膳食纤维的粉剂为原料，先在搅拌状态下，将水溶性海藻酸盐加入水中，制成水溶性海藻酸盐浆，在搅拌状态下将膳食纤维的粉剂及附加剂加入水溶性海藻酸盐浆中，制成水溶性海藻酸盐与膳食纤维和附加剂的含水混合物；以干燥膳食纤维为原料，则先在搅拌状态下，将水溶性海藻酸盐加入水中，制成水溶性海藻酸盐浆，再将干燥膳食纤维粉碎，在搅拌状态下将膳食纤维粉及附加剂加入水溶性海藻酸盐浆中，制成水溶性海藻酸盐与膳食纤维及附加剂的含水混合物；如以蔬菜粉为原料，则先在搅拌状态下，将水溶性海藻酸盐加入适量的水中，制成水溶性海藻酸盐浆，再在搅拌状态下将蔬菜粉及附加剂加入水溶性海藻酸盐浆中，制成水溶性海藻酸盐与蔬菜及附加剂的含水混合物。[有益效果]本发明提供了一种以膳食纤维为原料制备的固态食品及其制备方法与应用。本发明具有以下优点 I)本发明为市场增添了低热量的富含膳食纤维的可作为主食形式食用的食物新品种。本发明创造性地将膳食纤维制成可作为米面等主食食用的固态食物，使膳食纤维作为主食，在实际食用中根据人体的健康需求加以选择，为人们的饮食结构中增加了一既能满足饮食要求，又不会造成营养过剩的可作为主食形式食用的食物新品种。2)减少高热量物质的摄入。本发明所制作的以膳食纤维为原料制备的固态食物具有低脂肪、低热量、高膳食纤维、高维生素和高矿物质以及含有多种人体必需氨基酸等特点，用其代替主食不仅可以克服主食的食入造成人体的脂肪沉积和肥胖，同时大量的膳食纤维食入可减少高能量物质的大量摄入，有益于克服营养过剩以及由此带来的各种致命的慢性代谢性疾病，如肥胖、高血压、冠心病、糖尿病、结肠直肠癌等。3)本发明产品的膳食纤维含量将明显高于其他食品，大量食入有导致便秘的可能。在所述的固体食物中加入具有通便润肠功能的物质，克服了膳食纤维食入而导致的便秘、腹胀、腹痛和较少见的肠道内形成纤维粪石等副作用。人们通常认为膳食纤维具有通便、促进肠蠕动、防治便秘的功效，是用于润肠通便的食品和保健食品的主要功效成分之一，但在实际应用中且忽视了膳食纤维可导致便秘、腹胀甚至肠梗阻等副作用。这类副作用往往与摄入剂量有关。本发明巧妙地利用膳食纤维具有低剂量摄入通便而高剂量的摄入导致便秘的作用特点，按比例在所述的固体低能食品中加入通便润肠功能物质，使通便润肠功能物质的摄入量与膳食纤维的摄入量形成正相关，通过适当调整两者的比例产生膳食纤维低剂量摄入时，通便润肠功能物质摄入量小于功效剂量，仍维持膳食纤维的正常通便功能，而当膳食纤维高剂量摄入时，通便润肠功能物质摄入量也随之增加，达到了功效剂量水平，进而有效地对抗膳食纤维导致便秘的副作用。这对于提高产品质量，增加产品使用的顺应性，减少产品使用的副作用等具有重要的作用。4)使每日膳食纤维的摄入量达到功效剂量水平。目前中国每人每日的膳食纤维食入量为13. 3克，远低于中国营养学会2000年颁布中国居民营养素参考摄入量规定的每人每日30. 2克的摄入量。本发明创造性地设计了富含膳食纤维的固态食品，可有效地补充膳食纤维摄入量的不足，有利于预防和降低心脑血管疾病、肿瘤、糖尿病、胆结石等的发病率。5)使用方便。本发明产品为多种食用方便、携带方便的常用剂型，为产品的使用提供了更为便捷的途经。6)生产工艺简单价格低廉，非常利于市场推广。因此，本发明技术具有重要的卫生保健意义和良好的应用前景。
本发明公开了一种以膳食纤维为原料制备的固态食品及其制备方法与应用。该固态食品是由膳食纤维、海藻酸盐、固化剂和水为原料进行制备得到的，可制成多种可食用的剂型进行食用；有效地预防或减轻营养过剩，降低体重、降低心脑血管疾病、肿瘤、糖尿病等的发病率，具有良好的适用价值和市场前景。