CN103549240A - 基于竹笋膳食纤维制备食品乳化剂的方法和产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于竹笋膳食纤维制备食品乳化剂的方法和产品，具体为：以竹笋或清水笋为原料，将其切成块状或片状，漂烫，沥干，干燥后粉碎并过60～80目筛，得竹笋膳食纤维粗粉；将所得竹笋膳食纤维粗粉超微粉碎为超微粉，然后加入去离子水，再加氢氧化钠将pH调至9～10，搅拌后加入含辛烯基琥珀酸酐的乙醇溶液，然后在60～90℃水浴、氮气保护下反应6～48h，反应结束后，用HCl调节pH值至中性，乙醇洗涤，过滤，干燥，粉碎，得竹笋膳食纤维食品乳化剂，制得的竹笋膳食纤维食品乳化剂HLB值为6～9，取代度0.01～0.04，具有较好的分散性和乳化稳定性，且具有竹笋的清香风味，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于食品加工领域，特别涉及基于竹笋膳食纤维制备食品乳化剂的方法和产品。
背景技术
我国是世界上最大的竹笋生产国，年产竹笋500万吨以上，产值达300多亿元。竹笋作为一种深受人们喜爱的森林蔬菜，不但美味可口，而且具有较高的营养价值。竹笋的脂肪和胆固醇含量低，但是蛋白质、碳水化合物、膳食纤维、矿质元素和维生素等含量丰富。我国竹笋年产量中除40%鲜销外，其余均用于加工，但是在竹笋收获、保鲜到加工的过程中竹笋老化比较快，纤维素、木质素等含量迅速增加，加工处理时这些老化部分往往被作为下脚料废弃，造成资源上的浪费。而纤维素、木质素、半纤维素等都是膳食纤维的主要成分，因此这也是一种较好的膳食纤维资源。
辛烯基琥珀酸酐（OSA）既有疏水性的长链烷基，又有反应活性很好的亲水性酸酐基团。许多学者基于其双亲性的性质，与玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉等经酯化反应制得辛烯基琥珀淀粉酯，使得产物具有亲水和疏水的性质，是一种被美国、欧洲和亚太地区的主要国家批准使用的安全性高的可食用乳化增稠剂，广泛应用于食品、医药、化妆品、化工等行业。超微粉碎是一种物料加工的新型高新技术，能够使处理后的物料粒径分布在8～36微米。超微粉碎所得的产品具有良好的溶解性、分散性、吸附性、化学活性等，同时也具有较高的比表面积。据文献报道，干燥后竹笋成分中含有90%以上的膳食纤维。因此，经过超微粉碎后的竹笋膳食纤维的亲水基团暴露率增大，更容易与化学试剂进行酯化、醚化、烷基化等反应。因此，我们提出一种基于竹笋膳食纤维超微粉碎后进行双亲性改性的食品乳化剂的研制新思路和新技术。该技术在食品加工领域中的应用打破了传统的食品乳化剂调配和生产工艺的范畴，是一全新的食品乳化剂生产应用技术，为食品乳化剂的开发利用增加了新的途径，也为日后竹笋膳食纤维的食品乳化剂的生产提供了依据，同时让人们对食品乳化剂多了一种产品的选择。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供基于竹笋膳食纤维制备食品乳化剂的方法，本发明的目的之二在于提供利用竹笋膳食纤维制得的食品乳化剂。
为实现上述发明目的，提供如下技术方案：
1.基于竹笋膳食纤维制备食品乳化剂的方法，包括如下步骤：
a.以竹笋或清水笋为原料，将其切成块状或片状，在沸水中漂烫3～10min，沥干，然后置于温度为50～60℃条件下干燥12～24h，干燥后粉碎并过60～80目筛，得竹笋膳食纤维粗粉；
b.将步骤a所得竹笋膳食纤维粗粉超微粉碎至平均粒径为9～20μm，比表面积为50～70m2/g，得竹笋膳食纤维超微粉；
c.将步骤b所得竹笋膳食纤维超微粉加入相当于竹笋膳食纤维超微粉重量3-4倍的去离子水中，然后加入氢氧化钠溶液将pH调至9～10，在转速为3000～5000r/min条件下搅拌20～60min；再加入含辛烯基琥珀酸酐的体积分数为50%的乙醇溶液，至辛烯基琥珀酸酐相当于竹笋膳食纤维超微粉重量的1～6倍，然后在60～90℃水浴、氮气保护下反应6～48h，反应结束后，用HCl溶液调节pH值至7，再分别用体积分数大于75%的乙醇和水洗涤、过滤，干燥，粉碎，得竹笋膳食纤维食品乳化剂。
优选的，所述步骤a是以竹笋或清水笋为原料，将其切成块状或片状，在沸水中漂烫10min，沥干，然后用鼓风干燥箱在55℃条件下干燥24h，再用植物组织捣碎机粉碎并过60目筛，得竹笋膳食纤维粗粉。
优选的，所述步骤b是将步骤a所得竹笋膳食纤维粗粉超微粉碎至平均粒径为10.51±1.02μm，比表面积为69±0.07m2/g。
优选的，所述超微粉碎的条件是为保持物料温度为0～5℃，加料时间间隔30s条件下粉碎10～60min。
优选的，所述步骤c是将步骤b所得竹笋膳食纤维超微粉加入相当于竹笋膳食纤维超微粉重量4倍的去离子水中，然后加入氢氧化钠溶液将pH调至10，在转速为3000r/min条件下搅拌60min；再加入含辛烯基琥珀酸酐的体积分数为50%的乙醇溶液，至辛烯基琥珀酸酐相当于竹笋膳食纤维超微粉重量的5倍，然后在60℃水浴、氮气保护下反应48h，反应结束后，用HCl溶液调节pH值至7，再分别用体积分数为75%的乙醇和水洗涤，过滤，干燥，粉碎，得竹笋膳食纤维食品乳化剂。
更优选的，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为10%。
更优选的，所述HCl溶液中HCl的质量分数为10%。
2..利用所述的方法制备的食品乳化剂。
本发明的有益效果在于：本发明公开的基于竹笋膳食纤维制备食品乳化剂的方法，原料易得，可以利用竹笋或清水笋的下脚料，实现变废为宝，并且工艺简单，反应温和，条件可控，产品质量高，为竹笋加工废弃物的利用提供了一条新的思路；其制得的产品HLB值为6～9，取代度0.01～0.04，粒径3～8μm、比表面积250～350m2/g，具有较好的分散性和乳化稳定性，且具有竹笋的清香风味，可作为一种新型的风味食品乳化剂，比传统的乳化剂有更加广泛的应用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
基于竹笋膳食纤维制备食品乳化剂的方法，包括如下步骤：
a.取竹笋下脚料5kg，将其切成块状，在沸水中漂烫3min，沥干，然后用鼓风干燥箱在50℃条件下干燥16h，再用植物组织捣碎机粉碎并过60目筛，得竹笋膳食纤维粗粉，所得竹笋膳食纤维粗粉中水分含量约为6%；
b.将步骤a所得竹笋膳食纤维粗粉加入超微粉碎机中粉碎10分钟，粉碎时，物料温度保持在4℃，加料时间间隔为30s，得竹笋膳食纤维超微粉，所得竹笋膳食纤维超微粉的平均粒径为18.32±1.57μm，比表面积为52±0.06m2/g；
c.取步骤b所得竹笋膳食纤维超微粉300g，加入1000mL去离子水，再加入200mL质量分数为10%的氢氧化钠溶液将pH调至10，在转速为3000r/min的条件下搅拌30min，接着加入500mL含有300g OSA的体积比为1:1的水和乙醇混合溶液，然后在80℃下通氮气保护反应24小时，反应结束后，用质量分数为10%的HCl溶液调节pH值至7，再分别用体积分数为85%的乙醇和去离子水洗涤3次，过滤，热风干燥，粉碎，得竹笋膳食纤维食品乳化剂。
经测定，所得竹笋膳食纤维食品乳化剂的HLB值为6.23，取代度0.0115，粒径5.5μm、比表面积283m2/g，具有较好的分散性和乳化稳定性。将上述乳化剂按0.5%的用量加入到植物蛋白奶中，乳化稳定效果较好。
实施例2
基于竹笋膳食纤维制备食品乳化剂的方法，包括如下步骤：
a.取竹笋下脚料10kg，将其切成5cm×3cm×0.5cm的片状，在沸水中漂烫5min，沥干，然后用鼓风干燥箱在60℃条件下干燥12h，再用植物组织捣碎机粉碎并过80目筛，得竹笋膳食纤维粗粉，所得竹笋膳食纤维粗粉中水分含量约为6%；
b.将步骤a所得竹笋膳食纤维粗粉加入超微粉碎机中粉碎30分钟，取出过300目筛，粉碎时，物料温度保持在4℃，加料时间间隔为30s，得竹笋膳食纤维超微粉，所得竹笋膳食纤维超微粉的平均粒径为12.49±1.16μm，比表面积为64±0.08m2/g；
c.取步骤b所得竹笋膳食纤维超微粉500g，加入1500mL去离子水，再加入200mL质量分数为10%的氢氧化钠溶液将pH调至9，在转速为5000r/min的条件下搅拌50min，接着加入2000mL含有1500g OSA的体积比为1:1的水和乙醇混合溶液，在70℃下通氮气保护反应12小时，然后再加入300g的竹笋膳食纤维超微粉继续反应8小时，反应结束后，用质量分数为10%的HCl溶液调节pH值至7，再分别用体积比为95%的乙醇溶液和去离子洗涤3次，过滤，真空冷冻干燥，粉碎，得到竹笋膳食纤维食品乳化剂。
经测定，竹笋膳食纤维食品乳化剂的HLB值为6.89，取代度0.0205，粒径7.8μm、比表面积212m2/g，具有较好的分散性和乳化稳定性。在面包制作中按面粉用量添加0.8%的上述乳化剂时，面包的老化得到了很大程度的控制，使面包的品质得到了较大提高。
实施例3
基于竹笋膳食纤维制备食品乳化剂的方法，包括如下步骤：
a.取竹笋下脚料3kg，将其切成5cm×3cm×0.5cm的片状，在沸水中漂烫10min，沥干，然后用鼓风干燥箱在55℃条件下干燥24h，再用植物组织捣碎机粉碎并过60目筛，得竹笋膳食纤维粗粉，所得竹笋膳食纤维粗粉中水分含量约为6%；
b.将步骤a所得竹笋膳食纤维粗粉加入超微粉碎机中粉碎60分钟，取出过300目筛，粉碎时，物料温度保持在4℃，加料时间间隔为30s，得竹笋膳食纤维超微粉，所得竹笋膳食纤维超微粉的平均粒径为3.6±1.02μm，比表面积为69±0.07m2/g；
c.取步骤b所得竹笋膳食纤维超微粉200g，加入800mL去离子水，再加入100mL质量分数为10%的氢氧化钠溶液将pH调至9，在转速为3000r/min的条件下搅拌60min，接着加入1200mL含有1000g OSA的体积比为1:1的水和乙醇混合溶液，在60℃下通氮气保护反应48小时，反应结束后，用质量分数为10%的HCl溶液调节pH值至7，再分别用体积分数为75%的乙醇溶液和去离子水洗涤3次，过滤，热风干燥，粉碎，得到竹笋膳食纤维食品乳化剂。
经测定，竹笋膳食纤维食品乳化剂的HLB值为7.13，取代度0.0328，粒径3.6μm、比表面积338m2/g，具有较好的分散性和乳化稳定性。将上述乳化剂按1.0%的用量加入到冰淇淋制作中，能显著提高冰淇淋的膨胀率和抗融性，且具有淡淡的竹笋清香。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (8)
1.基于竹笋膳食纤维制备食品乳化剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.以竹笋或清水笋为原料，将其切成块状或片状，在沸水中漂烫3～10min，沥干，然后置于温度为50～60℃条件下干燥12～24h，干燥后粉碎并过60～80目筛，得竹笋膳食纤维粗粉；
b.将步骤a所得竹笋膳食纤维粗粉超微粉碎至平均粒径为9～20μm，比表面积为50～70m2/g，得竹笋膳食纤维超微粉；
c.将步骤b所得竹笋膳食纤维超微粉加入相当于竹笋膳食纤维超微粉重量3-4倍的去离子水中，然后加入氢氧化钠溶液将pH调至9～10，在转速为3000～5000r/min条件下搅拌20～60min；再加入含辛烯基琥珀酸酐的体积分数为50%的乙醇溶液，至辛烯基琥珀酸酐相当于竹笋膳食纤维超微粉重量的1～6倍，然后在60～90℃水浴、氮气保护下反应6～48h，反应结束后，用HCl溶液调节pH值至7，再分别用体积分数大于75%的乙醇和水洗涤、过滤，干燥，粉碎，得竹笋膳食纤维食品乳化剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤a是以竹笋或清水笋为原料，将其切成块状或片状，在沸水中漂烫10min，沥干，然后用鼓风干燥箱在55℃条件下干燥24h，再用植物组织捣碎机粉碎并过60目筛，得竹笋膳食纤维粗粉。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤b是将步骤a所得竹笋膳食纤维粗粉超微粉碎至平均粒径为10.51±1.02μm，比表面积为69±0.07m2/g。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述超微粉碎的条件是保持物料温度为0～5℃，加料时间间隔30s条件下粉碎10～60min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤c是将步骤b所得竹笋膳食纤维超微粉加入相当于竹笋膳食纤维超微粉重量4倍的去离子水中，然后加入氢氧化钠溶液将pH调至10，在转速为3000r/min条件下搅拌60min；再加入含辛烯基琥珀酸酐的体积分数为50%的乙醇溶液，至辛烯基琥珀酸酐相当于竹笋膳食纤维超微粉重量的5倍，然后在60℃水浴、氮气保护下反应48h，反应结束后，用HCl溶液调节pH值至7，再分别用体积分数为75%的乙醇和水洗涤，过滤，干燥，粉碎，得竹笋膳食纤维食品乳化剂。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于：所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为10%。
7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于：所述HCl溶液中HCl的质量分数为10%。
8.利用权利要求1-7任一项所述的方法制备的食品乳化剂。
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