本发明涉及食品领域，具体而言，涉及一种缓释营养主食及其制备方法。
背景技术：
我国于2016年颁布的某纲要文件指出：食品和医药工业应当中高速发展和向中高端迈进。比如，人们对于食物的要求已经不局限在果腹上，还希望在营养全面性、饭后血糖控制及持续供应能量等方面有越来越高的要求。
然而，虽然目前市场上已经有种类繁多的营养主食，但其综合效果还有待提高。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种缓释营养主食及其制备方法，以解决现有技术中的营养主食的综合效果欠缺的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种缓释营养主食，其包括核层和包覆在核层外部的壳层，核层包括第一亲水性胶体和负载在第一亲水性胶体中的主食类成分，壳层包括第二亲水性胶体和负载在第二亲水性胶体中的功能性营养素，功能性营养素包括食源性蛋白粉和功能性油脂。
进一步地，第一亲水性胶体和主食类成分的重量比为0.5～1:1，第二亲水性胶体和功能性营养素之间的重量比为1～2:1，核层和壳层之间的重量比为0.2～0.5:1。
进一步地，第一亲水性胶体和第二亲水性胶体分别为明胶和/或琼脂。
进一步地，主食类成分包括谷物粉和/或薯类粉；优选地，谷物粉为薏米粉、燕麦粉、稻米粉、粟米粉、黍米粉、玉米粉、藜麦粉、荞麦粉、大麦粉、青稞粉、高粱粉及小麦粉中的一种或多种，薯类粉为魔芋粉和/或紫薯粉。
进一步地，食源性蛋白粉为大豆分离蛋白粉，功能性油脂为卵磷脂，优选地，食源性蛋白粉和功能性油脂之间的重量比为1～6:1。
进一步地，功能性营养素还包括葫芦科蔬菜粉；优选地，食源性蛋白粉和葫芦科蔬菜粉之间的重量比为2～10:1；更优选地，葫芦科蔬菜粉为苦瓜粉和/或西葫芦粉。
进一步地，功能性营养素还包括膳食纤维和抗氧化营养素；优选地，膳食纤维为低聚木糖、低聚果糖、异麦芽低聚糖、纤维素、半纤维素、果胶、海藻胶、木质素及菊粉中的一种或多种，抗氧化营养素为β胡萝卜素、维生素c、维生素e、大豆异黄酮、银杏黄酮及花青素中的一种或多种。
进一步地，功能性营养素还包括食用甜味剂；更优选地，食用甜味剂为木糖醇和/或安赛蜜。
根据本发明的另一方面，还提供了一种上述缓释营养主食的制备方法，其包括以下步骤：将主食类成分熟化，得到熟化料；将第一亲水性胶体和水混合制成第一液态溶胶；将熟化料分散在第一液态溶胶中，得到第一分散料；将第一分散料浇注成型或进行3d打印，烘干，得到核层料；将第二亲水性胶体和水混合制成第二液态溶胶；将功能性营养素和核层料分散在第二液态溶胶中，形成第二分散料；以及将第二分散料浇注成型或进行3d打印，烘干，得到缓释营养主食。
进一步地，将功能性营养素和核层料分散在第二液态溶胶的步骤中，分散时间小于30秒。
本发明提供了一种缓释营养主食，其包括核层和包覆在核层外部的壳层，核层包括第一亲水性胶体和负载在第一亲水性胶体中的主食类成分，壳层包括第二亲水性胶体和负载在第二亲水性胶体中的功能性营养素，功能性营养素包括食源性蛋白粉和功能性油脂。与传统的食品依靠功能性组分发挥化学作用以控制饭后血糖升高的原理不同，本发明创新性地将营养主食制作为核壳结构，将多糖类的、容易引起血糖快速上升的主食类成分负载在第一亲水性胶体中作为核层，将不易引起血糖快速上升的功能性营养素负载在第二亲水性胶体中作为核层。
这样，在咀嚼过程中，由于功能性营养素在外、主食类成分在内、且第一亲水性胶体和第二亲水性胶体具有弹性，使得该过程中释放在口腔中的只有部分功能性营养素和微量的主食类成分。大部分主食类成分及残余的未被咀嚼出来的功能性营养素会以负载的形式随吞咽动作先后进入人体的胃部和肠道。在胃部的消化过程中，第一亲水性胶体和部分未咀嚼碎的第二亲水性胶体继续充当了主食类成分和残余功能性营养素的物理隔绝部，随着胶体的亲水溶胀或体内降解缓慢释放，后再行被胃部或肠道消化。这样，本发明实现了功能性营养素和主食类成分的分级缓释，延长了二者的消化时间。因此就能够有效控制饭后血糖的快速上升，平缓升高血糖，并能够持续为机体供应能量。与此同时，上述缓释营养主食中同时含有主食类成分、食源性蛋白粉和功能性油脂，营养较为全面，可以代替传统主食，为人体提供更多的营养元素。本发明以服务百姓健康为己任，经精心研发提出了上述营养主食，具有广泛而深远的意义。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
正如背景技术部分所描述的，现有技术中的营养主食的综合效果存在欠缺。
为了解决上述问题，本发明的发明人通过长期试验和精心研发，提出了一种缓释营养主食，其包括核层和包覆在核层外部的壳层，核层包括第一亲水性胶体和负载在第一亲水性胶体中的主食类成分，壳层包括第二亲水性胶体和负载在第二亲水性胶体中的功能性营养素，功能性营养素包括食源性蛋白粉和功能性油脂。
与传统的食品依靠功能性组分发挥化学作用以控制饭后血糖升高的原理不同，本发明创新性地将营养主食制作为核壳结构，将多糖类的、容易引起血糖快速上升的主食类成分负载在第一亲水性胶体中作为核层，将不易引起血糖快速上升的功能性营养素负载在第二亲水性胶体中作为核层。
这样，在咀嚼过程中，由于功能性营养素在外、主食类成分在内、且第一亲水性胶体和第二亲水性胶体具有弹性，使得该过程中释放在口腔中的只有部分功能性营养素和微量的主食类成分。大部分主食类成分及残余的未被咀嚼出来的功能性营养素会以负载的形式随吞咽动作先后进入人体的胃部和肠道。在胃部的消化过程中，第一亲水性胶体和部分未咀嚼碎的第二亲水性胶体继续充当了主食类成分和残余功能性营养素的物理隔绝部，随着胶体的亲水溶胀或体内降解缓慢释放，后再行被胃部或肠道消化。这样，本发明实现了功能性营养素和主食类成分的分级缓释，延长了二者的消化时间。因此就能够有效控制饭后血糖的快速上升，平缓升高血糖，并能够持续为机体提供能量。与此同时，上述缓释营养主食中同时含有主食类成分、食源性蛋白粉和功能性油脂，营养较为全面，可以代替传统主食，为人体提供更多的营养元素。
在一种优选的实施方式中，第一亲水性胶体和主食类成分的重量比为0.5～1:1，第二亲水性胶体和功能性营养素之间的重量比为1～2:1，核层和壳层之间的重量比为0.2～0.5:1。将各成分的用量比例控制在上述范围，能够进一步兼顾营养成分的摄取量和缓释速度，使其在平缓饭后血糖升高、持续供应能量的同时摄取足够的营养。
在一种优选的实施方式中，第一亲水性胶体和第二亲水性胶体分别为明胶和/或琼脂。明胶和琼脂均作为亲水性胶体，具有良好的弹性，生物相容性良好，且不会给机体造成消化负担。
上述主食类成分可以是人们日常食用的任意主食。在一种优选的实施方式中，主食类成分包括谷物粉和/或薯类粉。谷物粉中含有碳水化合物、蛋白质、无机盐及少量的脂肪和b族维生素，应用于本发明可以供应人体必要的能量、蛋白质和少量的矿物质、维生素等营养成分。薯类粉中富含β胡萝卜素、维生素c和叶酸，能够为人体提供更丰富的营养素。优选地，谷物粉包括但不限于薏米粉、燕麦粉、稻米粉、粟米粉、黍米粉、玉米粉、藜麦粉、荞麦粉、大麦粉、青稞粉、高粱粉及小麦粉中的一种或多种，薯类粉包括但不限于魔芋粉和/或紫薯粉。
在一种优选的实施方式中，谷物粉包括薏米粉和燕麦粉。相较于其他谷物粉，薏米粉中含有更丰富的蛋白质、维生素b1、b2、钙、磷、铁、水溶性纤维以及油脂，燕麦粉中则富含可溶性纤维，且带有全谷物类的少量脂肪。选用薏米粉和/或燕麦粉作为谷物粉应用于上述主食类成分，对于平缓饭后血糖上升也具有辅助作用。更优选地，薏米粉和燕麦粉之间的重量比为1～2:1。
在一种优选的实施方式中，食源性蛋白粉为大豆分离蛋白粉，功能性油脂为卵磷脂。优选地，食源性蛋白粉和功能性油脂之间的重量比为1～6:1。将二者的用量关系控制在上述范围内，有利于进一步平衡各营养元素的含量。
在一种优选的实施方式中，功能性营养素还包括葫芦科蔬菜粉。葫芦科蔬菜粉本身含有降血糖成分，在上述缓释营养主食中添加葫芦科蔬菜粉，除了能够利用亲水性胶体的物理缓释作用平缓饭后血糖升高，还能够辅助以化学作用，从而进一步稳定血糖。优选地，食源性蛋白粉和葫芦科蔬菜粉之间的重量比为2～10:1；更优选地，葫芦科蔬菜粉为苦瓜粉和/或西葫芦粉。苦瓜粉中含有相当含量的“植物胰岛素”苦瓜苷，能够更安全、平稳地降低血糖，重要的是还能改善胰岛腺功能，修复b细胞，对糖尿病并发症具有明显的改善作用。同时，苦瓜粉还具有调节血脂、降低血压的作用，还能增强胰岛素细胞活性，加速血糖氧化。西葫芦粉也能够促进人体胰岛素的分泌，有效防治糖尿病、预防肾病变，有助于增强肝肾细胞的再生能力。
为了进一步提高上述缓释营养主食的营养全面性，在一种优选的实施方式中，功能性营养素还包括膳食纤维和抗氧化营养素；优选地，膳食纤维为低聚木糖、低聚果糖、异麦芽低聚糖、纤维素、半纤维素、果胶、海藻胶、木质素及菊粉中的一种或多种，抗氧化营养素为β胡萝卜素、维生素c、维生素e、大豆异黄酮、银杏黄酮及花青素中的一种或多种。优选地，食源性蛋白粉和膳食纤维之间的重量比为3～10:1，食源性蛋白粉和抗氧化营养素之间的重量比为200～300:1。
为了提高上述营养主食的口感，在一种优选的实施方式中，功能性营养素还包括食用甜味剂；更优选地，食用甜味剂为木糖醇和/或安赛蜜。优选地，食源性蛋白粉和食用甜味剂之间的重量比为1.5～10:1。
根据本发明的另一方面，还提供了一种上述缓释营养主食的制备方法，其包括以下步骤：将主食类成分熟化，得到熟化料；将第一亲水性胶体和水混合制成第一液态溶胶；将熟化料分散在第一液态溶胶中，得到第一分散料；将第一分散料浇注成型或进行3d打印，烘干，得到核层料；将第二亲水性胶体和水混合制成第二液态溶胶；将功能性营养素和核层料分散在第二液态溶胶中，形成第二分散料；以及将第二分散料浇注成型或进行3d打印，烘干，得到缓释营养主食。
利用上述制备方法，得到的缓释营养主食包括核层和包覆在核层外部的壳层，核层包括第一亲水性胶体和负载在第一亲水性胶体中的主食类成分，壳层包括第二亲水性胶体和负载在第二亲水性胶体中的功能性营养素。在咀嚼过程中，由于功能性营养素在外、主食类成分在内、且第一亲水性胶体和第二亲水性胶体具有弹性，使得该过程中释放在口腔中的只有部分功能性营养素和微量的主食类成分。本发明实现了功能性营养素和主食类成分的分级缓释，延长了二者的消化时间。这样就能够有效控制饭后血糖的快速上升，平缓血糖升高，并能够持续为机体供应能量。与此同时，上述缓释营养主食中同时含有主食类成分、食源性蛋白粉和功能性油脂，营养较为全面，可以代替传统主食，为人体提供更多的营养元素。
上述缓释营养主食的具体制备过程简单，制备核层料时，只需将主食类成分冻干、研磨后，与第一亲水性胶体、水混合，然后进行浇筑或3d打印(挤压塑形等方式)、烘干即可，形成的核层料优选为颗粒状，尺寸在2mm以下更为适宜。然后，将核层料、第二亲水性胶体、水及功能性营养素等壳层其他原料混合，在较短的时间内进行浇筑或3d打印(挤压塑形等方式)、烘干即可，形成的营养主食的最终形状优选为各种3d造型，比如类大米型等。在食用过程中可以替代传统主食的食用形式。
在一种优选的实施方式中，将主食成分进行熟化的步骤之后，制备方法还包括对第一熟化料进行烘干、研磨的步骤。优选地，加入功能性营养素之前，将其进行研磨。
在一种优选的实施方式中，将功能性营养素和核层料分散在第二液态溶胶的步骤中，分散时间小于30秒。这样。可以更完整地维持核层料的形态，有利于避免其中的第一亲水性胶体重新溶胀。
以下通过实施例进一步说明本发明的有益效果：
以下各实施例中的营养主食的制备工艺均如下：
将主食类成分熟化、烘干、研磨得到熟化料；将第一亲水性胶体和水混合制成第一液态溶胶；将熟化料分散在第一液态溶胶中，得到第一分散料；将第一分散料进行3d打印(挤压塑形)，烘干，得到平均粒径为1mm核层料；将第二亲水性胶体和水混合制成第二液态溶胶；将功能性营养素和核层料分散在第二液态溶胶中，形成第二分散料；以及将第二分散料进行3d打印(挤压塑形)，烘干，得到类大米型的缓释营养主食。
实施例1至8
各实施例中提供了成分不同、配比不同(份数)的缓释营养主食，制备工艺如前文所述，具体成分和组分见表1和2；
对比例1
该对比例的营养主食的制备方法同实施例，不同之处在于在壳层中未添加第二亲水性胶体，且各成分配比(份数)见表2；
表1
表2
结果表征：
采用体外检测的方法检测上述实施例1至8、对比例1中营养主食，用葡萄糖生成速度来表征各营养主食血糖升高的速度，具体检测方法如下：
步骤1：检测各营养主食的碳水化合物含量(单位：g/100)，将含有1g碳水化合物所对应的营养主食的重量记为n，需说明，各实施例和对比例中的n不同，本领域技术人员都应理解，在此不再赘述。然后分别将含有1g碳水化合物所对应的各营养主食置于锥形瓶中；
步骤2：模拟口腔消化：向上述锥形瓶中加3mlph＝6.9的磷酸缓冲液，再加1ml2.5g/l预先加热到35～37℃的胰酶溶液；用玻璃棒敲打样品15次，用6ml磷酸缓冲液(ph＝6.9)将玻璃棒冲洗干净；模拟胃消化：继续向上述锥形瓶中加6ml含0.024gnacl、0.05g胃蛋白酶和0.05g瓜尔豆胶的浓度为0.1mol/l的磷酸缓冲液，用2mol/l的hcl溶液调ph至1.5±0.05；加3～5颗玻璃球，然后在恒温震荡水浴锅中37℃，50r/min回旋震荡30min；模拟小肠消化：继续向上述锥形瓶中加10ml磷酸缓冲液到恒温震荡30min后的溶液中，用体积分数20％naoh溶液调ph至6.9±0.05；调节ph完毕后，将锥形瓶继续放入到37℃，50r/min回旋震荡的恒温震荡水浴锅中；加125μlmgcl2-cacl2溶液(1l蒸馏水里加入5.71gmgcl2和33.29gcacl2，125μl的40g/l胰酶溶液，200μl淀粉转葡萄糖苷酶，迅速补充蒸馏水至50ml；
步骤3：蒸馏水补充完毕立即开始计时，并在0min、30min、60min、120min时间点取1ml样品于离心管中，并立即沸水浴灭酶5min；灭酶后自然冷却，并在8000rpm，4℃条件下离心15min；取250μl上清液放入预先加有1ml体积分数95％乙醇溶液的离心管中，在8000rpm，4℃条件下离心；(离心目的：去除杂蛋白，防止过滤不彻底对hplc柱子的影响)取含乙醇的上清液300μl于小试管中，并加入900μl的蒸馏水；此处与水的比例可以适量更改；
步骤4：用进样用注射器吸取完上述溶液，过0.45μm尼龙虑膜进入上样瓶中；检测采用hypersil-nh2柱，示差检测器，测定条件设为：流动相为乙腈:水＝70:30(v/v)，流速：1.0ml/min，柱温：40℃；条件设定好之后，先将配制好的2mg/ml、4mg/ml、6mg/ml、8mg/ml、10mg/ml葡萄糖标准溶液进样检测，葡萄糖标准液的出峰时间及峰面积，作标准曲线；之后对取样样品进行检测，根据样品的峰面积代入得到的标准曲线，得到葡萄糖的浓度(观察各样品经消化不同时间长度后溶液的葡萄糖的浓度变化，变化快则表示血糖升高速度快，变化慢则表示血糖升高速度慢，结果见表3)。
表3
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
与传统的食品依靠功能性组分发挥化学作用以控制饭后血糖升高的原理不同，本发明创新性地将营养主食制作为核壳结构，将多糖类的、容易引起血糖快速上升的主食类成分负载在第一亲水性胶体中作为核层，将不易引起血糖快速上升的功能性营养素负载在第二亲水性胶体中作为核层。这样，本发明实现了功能性营养素和主食类成分的分级缓释，延长了二者的消化时间。因此就能够有效控制饭后血糖的快速上升，平缓升高血糖，并能够持续为机体供应能量。与此同时，上述缓释营养主食中同时含有主食类成分、食源性蛋白粉和功能性油脂，营养较为全面，可以代替传统主食，为人体提供更多的营养元素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。