本发明涉及食品加工技术领域，尤其涉及一种改善关节健康的凝胶冻及其制备方法。
背景技术
关节就是骨头和骨头之间用来活动的“东西”，从某个角度来说，关节决定了我们人的灵活性。
关节当中有一个神奇的内胆，而这其中的滑膜、软骨、滑液，就起着重要的润滑、减少摩擦、抗击炎症的作用。骨关节疾病的主要症状是关节疼痛，同时可有关节肿胀、关节僵硬、关节内磨擦音等，严重的会导致瘫痪，严重影响患者的生活质量。
酶解骨粉富含硫酸软骨素，能够减少骨关节炎患者疼痛，改善关节功能、减少关节肿胀和积液防止膝关节和手关节部位的间隙狭窄；能缓和行动时的冲击和摩擦，能将水分吸入蛋白多糖分子内，使软骨变厚，并增加关节内的滑液量。它的重要功能之一就是作为输送管道，把重要的氧供和营养素输送至关节，帮助清除关节内的废物，同时把二氧化碳和废物加以排除。由于关节软骨并无血液供应，因此所有的充氧、滋养及润滑作用皆来自滑液。
胶原蛋白是关节囊膜和滑液的组要成分，可以营养关节组织、维护关节健康、提高关节功能；胶原蛋白是人体骨骼，尤其是软骨组织中的重要组成成分。胶原蛋白就像骨骼中的一张充满小洞的网，它会牢牢地留住就要流失的钙质。没有这张充满小洞的网，即便是补充了过量的钙，也会白白地流失掉。只有摄入足够的可与钙结合的胶原蛋白，才能使钙在体内被较快消化吸收，且能较快的达到骨骼部位而沉积。
壳寡糖是21世纪的新兴天然资源，它是人类迄今为止发现的天然唯一带有正电荷离子基团的可食性动物纤维，是糖类中唯一的碱性多糖；被世界卫生组织称为继蛋白质、脂肪、糖、维生素、矿物质之后的人体第六生命要素。在人体的生理活动中起到非常重要的作用。壳寡糖通过抑制破骨细胞的再吸收，促使成骨细胞的活性增高，防止骨密度的降低，使得bmp在骨折修复早期表达增强，从而促进骨折修复。ohara等(2004)通过对其基因表达的进一步研究发现，壳寡糖可以诱导cd56抗原和组织型血纤维蛋白溶酶原催化剂表达量增加。表明壳寡糖在mrna水平上有调节造骨细胞的功能。jang等(2006)的研究证实壳寡糖在体外实验中可抑制钙质形成不溶性的钙盐，减少钙质的排泄，增大了机体对钙的吸收。张伟等(2005)研究了壳寡糖对骨折愈合过程中成骨细胞内骨形态发生蛋白(bmp)的影响。结果表明壳寡糖能促进成骨细胞合成bmp，使bmp峰值提前，从而加速骨折愈合。
目前还没有公开相关的具有改善关节健康的功能型凝胶冻，亦没有相关的产品上市，开发一种改善关节健康的凝胶冻，将具有很好的市场前景。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种改善关节健康的凝胶冻及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种改善关节健康的凝胶冻，由以下重量份的原料组成：纯水60-80份，酶解骨粉0.1-20份，胶原蛋白粉1-8份，壳寡糖0.1-6份，凝胶粉0.1-3份，菊粉2-10份，低聚果糖0-3份，低聚木糖1-10份，果糖0-5份。
进一步地，所述酶解骨粉的纯度为99％以上，酶解骨粉富含硫酸软骨素，钙含量7％以上；所述胶原蛋白粉的纯度为99％以上，溶解性好，气味好；所述壳寡糖的纯度为99％以上，聚合度为2-10，分子量≤3000da，溶解性好。
胶原蛋白粉以及壳寡糖均来源于海洋动物；菊粉、低聚果糖、低聚木糖均为益生元，可调节肠道微生物菌群，防止便秘，并能促进矿物质如钙的吸收。
进一步地，所述凝胶粉为可形成凝胶的一种或多种物质的组合，凝胶粉选自配方a、配方b、配方c、配方d和配方e中的一种。
进一步地，凝胶粉配方a的重量份原料组成：褐藻酸钠30-60份，硫酸钙5-20份，乳酸钙1-8份，焦磷酸钠1-20份，六偏磷酸钠0.1-10份，三聚磷酸钠1-10份。
进一步地，凝胶粉配方b的重量份原料组成：褐藻酸钠30-80份，碳酸钙5-20份，磷酸二氢钙2-10份，葡萄糖酸-δ-内酯1-20份。
进一步地，凝胶粉配方c的重量份原料组成：卡拉胶25-40份，魔芋粉25-50份，氯化钾18-30份。
进一步地，凝胶粉配方d的重量份原料组成：琼脂30-100份，卡拉胶0-30份。
进一步地，凝胶粉配方e的重量份原料组成：明胶40-100份，阿拉伯胶0-10，褐藻酸钠0-60份，碳酸钙0-10份。
一种改善关节健康的凝胶冻的制备方法，当原料中的凝胶粉选用配方a或配方b时，具体步骤如下：
(1)将一定配比的酶解骨粉、胶原蛋白粉、壳寡糖、菊粉、低聚果糖、低聚木糖和果糖充分混匀，倒入纯水中高速搅拌均匀成溶液；
(2)将配方a或配方b的凝胶粉加入上述所得溶液中，快速搅拌均匀，然后进行灌装封口；
(3)静置成型0.5-3h后，进行杀菌，杀菌条件为：温度85-90℃，时间30-60min，制得成品。
作为优选地，配方a和配方b中的褐藻酸钠按1％浓度计，其粘度为100-2000mpa·s。
当原料中的凝胶粉选用配方c、配方d或配方e时，具体步骤如下：
(1)首先要将配方c、配方d或配方e的凝胶粉加入到纯水中，加热搅拌至完全溶解，并在80-90℃下保温10min，制备成水溶液；
(2)再将一定配比的酶解骨粉、胶原蛋白粉、壳寡糖、菊粉、低聚果糖、低聚木糖和果糖充分混匀加入到上述步骤所得的水溶液中，搅拌至完全溶解，并在85-90℃下保温5min，得到料液；
(3)将以上步骤制得的料液经灌装机分装、密封，再经巴氏杀菌：温度80-85℃，时间5-15min，冷却成型，制得成品。
从原料的选取上，本发明在原料中添加了酶解骨粉、胶原蛋白粉、壳寡糖、益生元和钙剂成分；其中，酶解骨粉能够减少骨关节炎患者疼痛，改善关节功能、减少关节肿胀和积液防止膝关节和手关节部位的间隙狭窄；能缓和行动时的冲击和摩擦，将水分吸入蛋白多糖分子内，使软骨变厚，并增加关节内的滑液量，它的重要功能之一就是作为输送管道，把重要的氧供和营养素输送至关节，帮助清除关节内的废物，同时把二氧化碳和废物加以排除，由于关节软骨并无血液供应，因此所有的充氧、滋养及润滑作用皆来自滑液。
胶原蛋白是关节囊膜和滑液的组要成分，可以营养关节组织、维护关节健康、提高关节功能；胶原蛋白是人体骨骼，尤其是软骨组织中的重要组成成分，占软骨干重的60～80％，从而形成了软骨特有的组织形态。骨胶原构成骨骼的“钢筋框架”供钙等矿物质在其中沉积矿化，这决定着骨骼的弹性、韧性、润滑性、防震性和强度及骨系统的活力。
壳寡糖对于提高骨密度、增加骨强度和促进骨折愈合等都具有很好的效果；同时，由于壳寡糖具有排除体内重金属的功效，因此可以使钙得到更好的吸收和利用，在治疗骨关节炎方面，研究发现，壳寡糖能够显著促进关节软骨再生，并具有明显的抗炎作用。此外，壳寡糖具有的抗氧化作用还能显著降低关节腔中过氧化物的水平，为软骨细胞提供良好的营养环境。
益生元能调节肠道微生物菌群，促进钙的吸收，改善关节健康，本发明中的益生元组份的功效分别为：
(1)菊粉，能调节肠道微生物菌群，改善肠道健康，防止便秘。菊粉不会引起血糖升高，且能降低血脂，可促进矿物质吸收，它能大大提高ca2+、mg2+、zn2+、cu2+、fe2+等矿物质的吸收。据报道，青少年食用8g/d菊粉分别8周和1年，结果发现，都能显著提高ca吸收，而且身体的骨骼矿物质含量和密度也显著增加。
(2)低聚木糖，可选择性地促进肠道双歧杆菌的增殖活性，是聚合糖类中增殖双歧杆菌功能最强的品种之一，它的功效性是其他聚合糖类的近10-20倍，人体胃肠道内没有水解低聚木糖的酶，可直接进入大肠内优先为双歧杆菌所利用，促进双歧杆菌增殖同时产生多种有机酸。降低肠道ph值，抑制有害菌生长，使益生菌在肠道大量增殖，达到保健功效。
(3)低聚果糖，是一种水溶性膳食纤维，对肠道中有益菌群如双岐杆菌、乳酸杆菌等有选择性增殖作用，使有益菌群在肠道中占有优势，抑制有害菌的生长，减少有毒物质的形成；同时，低聚果糖在大肠内被细菌发酵生成l-乳酸，可以溶解钙、镁、铁等矿物质，促进人体对矿物质的吸收。
本发明中还添加了不同的钙剂，如酶解骨粉中的钙，凝胶粉中的硫酸钙、乳酸钙、磷酸二氢钙、碳酸钙的一种或者多种，还能起到补钙的作用。
本发明的有益效果是，
(1)利用不同凝胶粉的凝胶特性，添加酶解骨粉、胶原蛋白粉及益生元(包括菊粉、低聚木糖和低聚果糖)，制得改善关节健康的凝胶冻，制作工艺简单、操作可控。
(2)不同凝胶粉的凝胶形式有：褐藻酸钠遇钙形成的热不可逆凝胶，魔芋胶和卡拉胶形成的热可逆凝胶，琼脂和卡拉胶形成的热可逆凝胶，明胶、阿拉伯胶和褐藻酸钠形成的热可逆凝胶以及其他可形成凝胶的物质组合，其凝胶形式和口感多样化，能满足不同消费者群体的需求。
(3)添加的酶解骨粉、胶原蛋白粉和壳寡糖具有改善关节健康的功效。
(4)添加的菊粉、低聚木糖、低聚果糖等益生元成分，有益于肠道健康，保持肠道菌群数量，促进钙的吸收。
(5)本发明以酶解骨粉、胶原蛋白粉、壳寡糖、菊粉、低聚木糖和低聚果糖为主要原料，原材料均为药食同源或普通食品原料，是一款能有效的改善关节健康的普通休闲代餐食品，可以规避常规药物治疗对人体造成的副作用，应用前景广阔。
具体实施方式
为了能够清楚的说明本方案的技术特点，下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种改善关节健康的凝胶冻，各原料的重量配比为：纯水66.5kg，酶解骨粉10kg，胶原蛋白粉1kg，壳寡糖2kg，凝胶粉1.5kg，菊粉5kg，低聚果糖1kg，低聚木糖10kg，果糖3kg。
其中，凝胶粉选用配方a，原料的重量配比为：褐藻酸钠56kg，硫酸钙8kg，乳酸钙8kg，焦磷酸钠15kg，六偏磷酸钠10kg，三聚磷酸钠3kg。
凝胶冻的制备步骤：
(1)将上述的酶解骨粉、胶原蛋白粉、壳寡糖、菊粉、低聚果糖、低聚木糖、果糖充分混匀，倒入水中高速搅拌均匀；
(2)把上述的凝胶粉加入上述步骤所得的水溶液中，快速搅拌均匀，然后进行灌装封口；
(3)静置成型2h后，进行杀菌，在85℃下杀菌30min，制得成品。
实施例2
一种改善关节健康的凝胶冻，各原料的重量配比为：纯水69kg，酶解骨粉15kg，胶原蛋白粉3kg，壳寡糖6kg，凝胶粉2kg，菊粉2kg，低聚果糖2kg，低聚木糖1kg。
其中，凝胶粉选用配方b，原料的重量配比为：褐藻酸钠70kg，碳酸钙6kg，磷酸二氢钙9kg，葡萄糖酸-δ-内酯15kg。
凝胶冻的制备步骤：
(1)将上述的酶解骨粉、胶原蛋白粉、壳寡糖、菊粉、低聚果糖、低聚木糖充分混匀，倒入水中高速搅拌均匀；
(2)将上述的凝胶粉加入上述步骤所得的水溶液中，快速搅拌均匀，然后进行灌装封口；
(3)静置成型1h后，进行杀菌90℃下40min，制得成品。
实施例3
一种改善关节健康的凝胶冻，各原料的重量配比为：纯水60kg，酶解骨粉20kg，胶原蛋白粉5kg，壳寡糖0.5kg，凝胶粉1.0kg，菊粉6.5kg，低聚木糖2kg，果糖5kg。
其中，凝胶粉选用配方c，原料的重量配比为：卡拉胶40kg，魔芋粉36kg，氯化钾24kg。
凝胶冻的制备步骤：
1)用60kg纯水溶解凝胶粉，然后加热搅拌至完全溶解并在85℃下保温10min，制备成水溶液；
2)将酶解骨粉、胶原蛋白粉、壳寡糖、菊粉、低聚木糖、果糖充分混匀，加入到上述水溶液中，搅拌至完全溶解并在85℃下保温5min，得到料液；
3)将制得的料液经灌装机分装、密封，再经过巴氏杀菌，在85℃下杀菌10min，冷却成型，即制得口感爽滑富有弹性的凝胶冻。
实施例4
一种改善关节健康的凝胶冻，各原料的重量配比为：纯水75.4kg，酶解骨粉5kg，胶原蛋白粉5kg，壳寡糖5kg，凝胶粉0.6kg，菊粉3kg，低聚果糖3kg，低聚木糖3kg。
其中，凝胶粉选用配方d，原料的重量配比为：琼脂80kg，卡拉胶20kg。
凝胶冻的制备步骤：
1)用75.4kg纯水溶解凝胶粉，然后加热搅拌至完全溶解并在88℃保温10min，即制备成水溶液；
2)将上述的酶解骨粉、胶原蛋白粉、壳寡糖、菊粉、低聚果糖、低聚木糖充分混匀，加入到上述水溶液中，搅拌至完全溶解并保温，在85℃下保温5min，得到料液；
3)将制得的料液经灌装机分装、密封，再经过巴氏杀菌，在80℃下杀菌15min，冷却成型，即制得口感爽滑富有弹性的凝胶冻。
实施例5
一种改善关节健康的凝胶冻，各原料的重量配比为：纯水66kg，酶解骨粉1kg，胶原蛋白粉8kg，壳寡糖6kg，凝胶粉3kg，菊粉8kg，低聚木糖8kg。
其中，凝胶粉选用配方e，原料的重量配比为：明胶60kg，褐藻酸钠27kg，阿拉伯胶10kg，碳酸钙3kg。
凝胶冻的制备步骤：
1)用66kg纯水溶解凝胶粉，然后加热搅拌至完全溶解并在90℃保温10min，即制备成水溶液；
2)将上述的酶解骨粉、胶原蛋白粉、壳寡糖、菊粉、低聚木糖充分混匀，加入到上述水溶液中，搅拌至完全溶解并保温，在86℃下保温5min，得到料液；
3)将制得的料液经灌装机分装密封，再经过巴氏杀菌，在82℃下杀菌8min，冷却成型，即制得口感爽滑富有弹性的凝胶冻。
在实际的生产环节中，还可以根据产品实际需求向有益关节健康的凝胶冻中加入不同果汁、色素和香精，形成不同视觉感官和气味的产品样式。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。