CN100419004C

CN100419004C - 低浓度魔芋葡甘聚糖在低温度碱性条件下凝胶的方法

Info

Publication number: CN100419004C
Application number: CNB2006100306050A
Authority: CN
Inventors: 殷万春; 张洪斌
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: CN1919897A

Abstract

本发明涉及的是一种食品加工技术领域的方法，特别是一种低浓度魔芋葡甘聚糖在低温度碱性条件下凝胶的方法。先配制成良好水合的魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖水分散液，再将其与所配制的盐溶液，具有盐析性质盐的水溶液在室温下混和，加入碱性凝胶剂后，经充分加热而生成凝胶。或者先配制成水合的魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖水分散液，再加入所配制的表面活性剂溶液，添加或者不添加碱性凝胶剂，经充分加热而生成弹性凝胶。本发明开创了使低浓度魔芋精粉和魔芋葡甘聚糖快速成胶的新方法，制得的凝胶模量高，质地细腻。

Description

低浓度魔芋葡甘聚糖在低温度碱性条件下凝胶的方法

技术领域

本发明涉及的是一种食品加工技术领域的方法，特别是一种低浓度魔芋葡甘聚糖低温度碱性条件下凝胶的方法。

背景技术

中国魔芋资源丰富，是中国几千年来的传统食品和医药资源，早在两千多年前的《神农本草经》中，就将其列为药物，后梁、宋、明、清各代古籍医书中都记载了魔芋的药物和保健作用。魔芋的块茎中富含有魔芋葡甘聚糖(konjacglucomannan，简称KGM)，它是魔芋精粉的主要成分，约占干品重的50％～60％；我国常年产魔芋精粉约7000吨。由于魔芋精粉中的魔芋葡甘聚糖含量较低，所以形成溶胶的粘度、透明度低、稳定性差。而对魔芋精粉进行深加工可得到高纯度的魔芋葡甘聚糖，其纯度、粘度、透明度提高，腥味降低，质量远优于魔芋精粉。魔芋葡甘聚糖具有许多良好的性质，诸如生物相容性、成膜性、可生物降解性等，在西方发达国家素有“工业味精”之称，被广泛用于食品、医药、化工、石油、化妆品、纺织印染等领域。

经对现有技术文献的检索发现，魔芋葡甘聚糖在碱的作用下加热时发生脱乙酰基反应，自交联形成热不可逆凝胶，如中国专利公开号CN 1650746A，名称为：热可逆魔芋凝胶食品的制备方法。该技术自述为：将魔芋精粉在搅拌条件下分散于水中，室温下静置1～2h，使其充分溶胀成均匀的溶胶，加热碱性试剂，将溶胶调节至pH10～12之间，装入密封容器中；置于80～100℃水浴中或蒸汽加热，保温时间为0.5～2h，直至形成凝胶。但当魔芋胶浓度小于1wt％(重量百分比)、所加碱的浓度和加热温度亦较低的情况下，需要的凝胶时间较长。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种低浓度魔芋葡甘聚糖在低温度碱性条件下凝胶的方法。使其在中低温度碱性条件下，通过在低浓度魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖水分散液中加碱，同时添加一些盐析盐或表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的溶液，使得较单纯添加相同浓度碱形成魔芋凝胶的时间大大缩短，提供了在中低加热温度、碱性条件下使低浓度魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖快速凝胶的新方法，制得的凝胶模量高，质地细腻。

本发明是通过以下两种技术方案实现的：

第一种：先配制成良好水合的魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖水分散液，再将其与所配制的盐溶液，具有盐析性质盐的水溶液在室温下混和，加入碱性凝胶剂后，经充分加热而生成弹性凝胶。

所述的水分散液，其浓度范围为0.1wt％～1wt％。

所述的具有盐析性质盐为：硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、硝酸钠或它们的复配物；所配制的盐溶液，硫酸钠水溶液的浓度范围是1wt％～22wt％，硫酸钾水溶液浓度范围为1wt％～11wt％，氯化钠水溶液浓度范围为1wt％～30wt％；硝酸钠水溶液浓度范围为1wt％～30wt％。

所述的混和，将魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖水分散液与盐溶液以任意比例混和均匀后形成的最终溶液里盐的最终浓度应满足如下要求：硫酸钠浓度范围应为0.5wt％～22wt％，硫酸钾浓度范围应为0.5wt％～11wt％，氯化钠浓度范围应为0.5wt％～30wt％，硝酸钠浓度范围应为0.5wt％～12wt％；混合后进行加热的温度为40℃～80℃。

所述的碱性凝胶剂为：碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾碱性物质；添加量约为溶液总重量的0.4wt％。

在魔芋/盐析盐分散液中，当盐析盐的浓度固定时，魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖的浓度越高，所用的凝胶时间越短；当魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖的浓度固定时，盐析盐的浓度越高，所用的凝胶时间越短。当魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖和盐析盐的浓度都固定时，加热的温度越高，所需的凝胶时间越短。同时加入的盐的盐析性质越强，其对凝胶的促进效果也越强。

第二种：先配制成水合的魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖水分散液，再加入所配制的表面活性剂溶液，添加或者不添加碱性凝胶剂，经充分加热而生成弹性凝胶。

所述的水分散液，其浓度范围为0.1wt％～1wt％。

所述的表面活性剂为：十二烷基硫酸钠(SDS)。

所配制的表面活性剂溶液，十二烷基硫酸钠水溶液的浓度范围为1wt％～24wt％。

所述的添加或者不添加碱性凝胶剂，当不加入碱性凝胶剂时，混和后的魔芋/十二烷基硫酸钠分散液中，十二烷基硫酸钠的最终浓度应在5wt％～23wt％之内；当加入碱性凝胶剂时，十二烷基硫酸钠的最终浓度范围为1wt％～23wt％；混合后进行加热的中低温度为40℃～80℃。

所述的碱性凝胶剂为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾等碱性物质，添加量约为溶液总重量的0.4wt％。

无论是否加入碱性凝胶剂，在魔芋/十二烷基硫酸钠分散液中，当十二烷基硫酸钠的浓度固定时，魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖的浓度越高，所用的凝胶时间越短；当魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖的浓度固定时，十二烷基硫酸钠的浓度越高，所用的凝胶时间越短。当魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖和十二烷基硫酸钠的浓度都固定时，加热的温度越高，所需的凝胶时间越短。

具体实施方式：

发明人更进一步通过实施例详细描述本发明。

实施例1

将1.6wt％的魔芋葡甘聚糖水分散液与10wt％的硫酸钠水溶液按重量比1∶1的方式在室温下混和，配制成含有最终浓度为0.8wt％的魔芋葡甘聚糖和5wt％的硫酸钠的水相分散液，加入约0.4wt％的碳酸钠作为凝胶剂，pH值为11.45左右，在型号为RS1的流变仪(德国ThermoHaake公司)上进行凝胶动力学测试，温度设定为70℃，经过约9分钟，凝胶开始形成，此时凝胶的弹性模量和损耗模量均为2Pa左右；随着加热时间的延长，凝胶强度继续增加；经过1小时后，凝胶强度达到了最大值，此时弹性模量为5200Pa，损耗模量为40Pa，形成了一定强度的弹性凝胶。与之相对比，以相同的测试条件对添加了0.4wt％的碳酸钠的0.8wt％的魔芋葡甘聚糖水分散液(pH值同样为11.45左右)进行凝胶动力学测试，经过约85分钟，凝胶才开始形成，此时凝胶的弹性模量和损耗模量均为0.2Pa左右；凝胶强度同样随着加热时间的延长而继续增加；经过26小时后，凝胶强度达才达到最大值，形成了弹性模量为2000Pa，损耗模量为20Pa的弹性凝胶。两相对比，硫酸钠的添加对于碱性条件下形成魔芋凝胶的促进效果显著，且形成的凝胶强度更大。

实施例2

将1.6wt％的魔芋葡甘聚糖水分散液与24wt％的氯化钠水溶液按重量比1∶1的方式在室温下混和，配制成含有最终浓度为0.8wt％的魔芋葡甘聚糖和12wt％的氯化钠的水相分散液，加入约0.4wt％的碳酸钠作为凝胶剂，pH值为11.45左右，以相同的设定条件在RS1流变仪上进行凝胶动力学测试，温度设定为70℃，经过约4分钟，凝胶开始形成，此时凝胶的弹性模量和损耗模量均为2Pa左右；随着加热时间的延长，凝胶强度继续增加；经过30分钟后，凝胶强度达到了最大值，此时弹性模量为4000Pa，损耗模量为40Pa，形成了一定强度的弹性凝胶。与同样条件下测试的添加了0.4wt％的碳酸钠的0.8wt％的魔芋葡甘聚糖水分散液(pH值为11.45左右)需要约85分钟才开始凝胶，26小时后才达到凝胶最大值相比，氯化钠的添加对魔芋凝胶过程的促进效果明显。

实施例3

将1.6wt％的魔芋葡甘聚糖水分散液与16wt％的硝酸钠水溶液按重量比1∶1的方式在室温下混和，配制成含有最终浓度为0.8wt％的魔芋葡甘聚糖和8wt％的硝酸钠的水相分散液，加入约0.4wt％的碳酸钠作为凝胶剂，pH值为11.45左右，以相同的设定条件在RS1流变仪上进行凝胶动力学测试，温度设定为70℃，经过约52分钟，凝胶开始形成，此时凝胶的弹性模量和损耗模量均为2.5Pa左右；随着加热时间的延长，凝胶强度继续增加；经过16小时后，凝胶强度达到了最大值，此时弹性模量为4000Pa，损耗模量为20Pa，形成了一定强度的弹性凝胶。与同样条件下测试的添加了0.4wt％的碳酸钠的0.8wt％的魔芋葡甘聚糖水分散液(pH值为11.45左右)需要约85分钟才开始凝胶，26小时后才达到凝胶最大值相比，硝酸钠的添加对魔芋凝胶过程的促进效果同样明显。

实施例4

将1.6wt％的魔芋葡甘聚糖水分散液与22wt％的SDS水溶液按重量比1∶1的方式在室温下混和，配制成，含有最终浓度为0.8wt％的魔芋葡甘聚糖和11wt％的SDS的水相分散液，pH值约为8.30，以相同的设定条件在RS1流变仪上进行凝胶动力学测试，温度设定为80℃；加热约40分钟，形成肉眼可视的凝胶，此时凝胶的弹性模量和损耗模量均为0.4Pa左右；继续加热则凝胶强度越来越大，最终形成强度一定的弹性凝胶。与此对应，如在0.8wt％的魔芋葡甘聚糖水分散液中单纯加入约0.002wt％的碳酸钠作凝胶剂，pH值约为8.90，同样在80℃的温度下加热，约需9小时才开始形成弱凝胶。

实施例5

将2wt％的魔芋葡甘聚糖水分散液与12wt％的SDS水溶液按重量比1∶1的方式在室温下混和，配制成含有最终浓度为1wt％的魔芋葡甘聚糖和6wt％的SDS的水相分散液，加入约0.4wt％的碳酸钠作为凝胶剂，pH值约为11.40左右，以相同的设定条件在RS1流变仪上进行凝胶动力学测试，温度设定为60℃；加热约4分钟，形成肉眼可视的凝胶，此时凝胶的弹性模量和损耗模量均为0.3Pa左右；继续加热约1.5小时后，形成了弹性模量为300Pa，损耗模量为10Pa的凝胶，继续加热凝胶强度不再变化。与之相对比，以相同的测试条件对添加了0.4wt％的碳酸钠的1wt％的魔芋葡甘聚糖水分散液(pH值同样为11.40左右)进行凝胶动力学测试，经过约2.3小时，凝胶才开始形成，此时凝胶的弹性模量和损耗模量均为1Pa左右；凝胶强度同样随着加热时间的延长而继续增加；经过30小时后，凝胶强度仍未达到最大值。两相对比，SDS这种能形成胶束的表面活性剂的添加对于碱性条件下形成魔芋凝胶的促进效果显著。

Claims

1. 一种低浓度魔芋葡甘聚糖在低温度碱性条件下凝胶的方法，其特征在于，先配制成良好水合的魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖水分散液，再将其与所配制的盐溶液，即具有盐析性质盐的水溶液在室温下混和，加入碱性凝胶剂后，经充分加热而生成凝胶；

所述的具有盐析性质盐为：硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、硝酸钠或它们的复配物。

2. 根据权利要求1所述的低浓度魔芋葡甘聚糖在低温度碱性条件下凝胶的方法，其特征是，所述的水分散液，其浓度范围为0.1wt％～1wt％。

3. 根据权利要求1所述的低浓度魔芋葡甘聚糖在低温度碱性条件下凝胶的方法，其特征是，所配制的盐溶液，硫酸钠水溶液的浓度范围是1wt％～22wt％，硫酸钾水溶液浓度范围为1wt％～11wt％，氯化钠水溶液浓度范围为1wt％～30wt％；硝酸钠水溶液浓度范围为1wt％～30wt％。

4. 根据权利要求1所述的低浓度魔芋葡甘聚糖在低温度碱性条件下凝胶的方法，其特征是，所述的混和，将魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖水分散液与盐溶液以任意比例混和均匀后形成的最终溶液里盐的最终浓度应满足如下要求：硫酸钠浓度范围为0.5wt％～22wt％，硫酸钾浓度范围为0.5wt％～11wt％，氯化钠浓度范围为0.5wt％～30wt％，硝酸钠浓度范围为0.5wt％～12wt％；混合后进行加热的温度为40℃～80℃。

5. 根据权利要求1所述的低浓度魔芋葡甘聚糖在低温度碱性条件下凝胶的方法，其特征是，所述的碱性凝胶剂为：碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾碱性物质；添加量为溶液总重量的0.4wt％。

6. 一种低浓度魔芋葡甘聚糖在低温度碱性条件下凝胶的方法，其特征在于，先配制成水合良好的魔芋精粉或魔芋葡甘聚糖水分散液，再加入所配制的表面活性剂溶液，添加或者不添加碱性凝胶剂，经充分加热而生成弹性凝胶；

所述的表面活性剂为：十二烷基硫酸钠。

7. 根据权利要求6所述的低浓度魔芋葡甘聚糖低温度在碱性条件下凝胶的方法，其特征是，所述的水分散液，其浓度范围为0.1wt％～1wt％。

8. 根据权利要求6所述的低浓度魔芋葡甘聚糖在低温度碱性条件下凝胶的方法，其特征是，所配制的表面活性剂溶液，十二烷基硫酸钠水溶液的浓度范围为1wt％～24wt％。

9. 根据权利要求6所述的低浓度魔芋葡甘聚糖在低温度碱性条件下凝胶的方法，其特征是，所述的添加或者不添加碱性凝胶剂，当不加入碱性凝胶剂时，混和后的魔芋/十二烷基硫酸钠分散液中，十二烷基硫酸钠的最终浓度应在5wt％～23wt％之内；当加入碱性凝胶剂时，十二烷基硫酸钠的最终浓度范围为1wt％～23wt％；混合后进行加热的中低温度为40℃～80℃。

10. 根据权利要求6所述的低浓度魔芋葡甘聚糖在低温度碱性条件下凝胶的方法，其特征是，所述的碱性凝胶剂为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾碱性物质，添加量为溶液总重量的0.4wt％。