CN1050609C - 从鲜魔芋制备葡甘露聚糖的生物化学方法 - Google Patents
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Abstract
从鲜魔芋制备葡甘露聚糖的生物化学方法,其特征在于:选用至少一种食品添加剂的0.1-2(重量)%水溶液作为抑制剂溶液与鲜魔芋球茎一并捣碎、混合、过滤、脱水,再用与上述抑制剂溶液相同的溶液作为滴洗剂溶液进行滴洗,除去淀粉等微粒,经干燥后即得葡甘露聚糖粒子纯品,该食品添加剂为:乳酸钙、葡糖酸钙、丙酸钙、乳糖酸钙、硬脂酸钙或半乳糖酸钙。本发明的工艺简单、产品质量优良,成本低廉。
Description
本发明涉及从鲜魔芋制备葡甘露聚糖的生物化学方法,特别涉及解除鲜魔芋球茎中的束缚水,从而分离葡甘露聚糖的生物化学方法。
在鲜魔芋球茎中的葡甘露聚糖(Grucomannan)粒子受束缚水的束缚,其周围被淀粉等其它杂质所包围,得不到纯品葡甘露聚糖产品。要将魔芋球茎中的葡甘露聚糖粒子完全分离出来,必须将其周围的淀粉及其它杂质除去,而淀粉等微粒与葡甘露聚糖粒子间有由束缚水所提供的结合力,使二者之间相持稳定,因此必须将二者之间的结合力解除,即若将葡甘露聚糖粒子与其周围的淀粉微粒分离开来,必须先解除鲜魔芋球茎中的束缚水。
解除鲜魔芋球茎中的束缚水可用物理或化学方法完成,例如过去对经干燥的魔芋进行反复碾磨和重力风选,这种传统的物理方法生产程序繁复,产品质量不稳定,成品率低;而选用有机溶剂如乙醇、丙酮等也可将葡甘露聚糖粒子与淀粉微粒之间结合水的结合力解除,使二者分离开来,效果也不错,例如日本专利特公昭46-40186,它比起传统的干法加工能提高产品质量,并降低原材料损耗,但此法所用有机溶剂价格昂贵、占用资金额大、生产工序复杂、设备投资大、有机溶剂易爆易燃、生产过程中的安全系数低。中国专利申请1068832A和1068828A公开了采用无机盐代替有机溶剂来解除鲜魔芋球茎中的束缚水,也有一定效果,但该专利申请的方法在抑制反应过程中由于无机阳离子的强烈作用,使葡甘露聚糖的粒子表面发生不同程度的变性,要准确控制变性程序,也即掌握无机盐的浓度,使产品变性程度达到最小阀值,同时还必须使产品的变性得以解除,最后才能获得合格的葡甘露聚糖产品。中国专利1068828A名称是:“葡甘露聚糖吸水溶胀抑制后的解除方法”,也即该专利是用盐抑制葡甘露聚糖吸水溶胀后,由于葡甘露聚糖内残留盐类物质,而将该盐类物质解除的方法,所用解除剂是与抑制剂的酸碱性不同的有机或无机盐水溶液、或与抑制剂酸碱性不同的酸、碱水溶液中任意一种或数种混合成的与抑制剂酸碱性不同的溶液,对抑制吸水溶胀后的葡甘露聚糖进行洗涤,直到室温下吸水膨化正常。所用的有机或无机盐和酸、碱有:乙醇、NaCl、HaOAc、HCl、HOAc、H2SO4、C6H8O7、NaOH、Na2CO3、四硼酸钠或其它钠盐、硫酸盐、铵盐等。
从这二个中国专利申请看出:
该专利申请是用溶剂抑制后,导致产品在一定程度上变性,并有溶剂残留,他们必须采用解除的手段予以补救,否则在葡甘露聚糖中有残余盐类物质时,一方面影响产品的纯度与质量,一方面残留溶剂将继续发挥作用,也即出现了不同程度的变性,这种变性使产品不易室温下吸水膨化,然而上述二个中国专利申请想将由抑制溶剂所导致的变性,再用作为解除液的相同的溶液来解除,尽管其酸碱性与抑制剂不同,然而也是无法得到补救的。
为了确切掌握上述中国专利申请1068832A和1068828A所提到的各种作为抑制剂的一些化合物的控制溶胀作用和效果,发明人对这些化合物一一作了实验分析,其中,也包括了一些其它文献所提及的抑制剂化合物,其结构列于表1。在表1中“实验观察及触感”一栏均为:按配制比例使抑制剂水溶液与鲜魔芋在1440转/分钟搅拌机中一并捣碎和充分混合成糊状下进行观察及触感的。通过实验可以看出:
1、强腐蚀性的化合物如盐酸、碳酸钠、氢氧化钠、硫酸等均能给生产造成不安全性,使机器设备有腐蚀性,使葡甘露聚糖在反应过程中变性,因而也不宜采用。
2、氯化钠、氯化铵、硫化铵、醋酸钠、硫酸亚铁、硅酸钠等也能在反应过程中使葡甘露聚糖粒子表面变性,必须采用随后的补救措施,但工序繁复,产品成本高,因而也不宜采用。
3、发明人对有关作为抑制剂化合物水溶液进行反复实验后,发现仅有四硼酸钠和四硼酸钾当其浓度在2%以上时有不同程度的控制溶胀作用,甚至有些盐类在理论上就无法解释它们与葡甘露聚糖及其结合水之间的反应关系,而四硼酸钠与四硼酸钾又不符合作为食品添加剂(GB2760-81)的要求,它是被禁用的食品添加剂(《食品添加剂》修订版,1973、1985第二版、中国轻工业出版社出版),采用四硼酸钠和四硼酸钾作为抑制剂时,它与其它无机盐一样,与葡甘露聚糖形成络合物,必定残留于产品之中,难以去除,必须用后续去残留物的复杂解除工序予以补救,上述二个中国专利公开文件中,用作抑制剂的化合物水溶液若作为解除液来消除残留的抑制剂是不能够达到解除目的的。
鉴于现有技术上述缺点,本发明人积多年从事魔芋加工的经验,先后前往国内13个产魔芋的省和各地兴办的魔芋加工企业进行调查研究,创造出一种解除鲜魔芋球茎中束缚水从而分离葡甘露聚糖的生物化学方法,经过不断实验与改进,终于研制出本发明的方法。
本发明的目的在于:提供一种解除鲜魔芋球茎中束缚水从而分离葡甘露聚糖的生物化学方法,该方法使用符合GB2760-81规定的食品添加剂作为抑制剂,将其稀释成抑制剂水溶液用来解除鲜魔芋球茎中的束缚水在葡甘露聚糖粒子与淀粉微粒间的结合力,使彼此易于分离,同时在反应过程中,葡甘露聚糖粒子表面不产生变性反应,达到工序简化、生产安全、产品质量高、成本低廉的目的。
本发明方法的目的是这样达到的:从鲜魔芋制备葡甘露聚糖的生物化学方法,其特征在于:选用至少一种食品添加剂的0.1-2(重量)%水溶液作为抑制剂溶液与鲜魔芋球茎一并捣碎、混合、过滤、脱水,再用与上述抑制剂溶液相同的溶液作为滴洗剂溶液进行滴洗,除去淀粉等微粒,经干燥后即得葡甘露聚糖粒子纯品,该食品添加剂为:乳酸钙、葡糖酸钙、丙酸钙、乳糖酸钙、硬脂酸钙或半乳糖酸钙。
本发明方法具有显著效果:
1、本发明方法采用使葡甘露聚糖粒子表面在反应过程中不产生变性反应的抑制剂来抑制溶胀,从而使葡甘露聚糖粒子能摆脱束缚水的结合力,易使葡甘露聚糖与淀粉微粒分离,由于葡甘露聚糖粒子表面未被变性,所以不需要采取解除的手段予以补救,因此工艺简单,制造成本低廉,产品质量高。
2、本发明采用符合GB2760-81食品添加剂规定的一种“不需要规定”使用量和使用方法及使用范围的食品添加剂如乳酸钙、葡糖酸钙等作为抑制剂,它们不但是良好的抑制剂而且它们作为食品添加剂中的强化剂而有益于人体,使葡甘露聚糖产品能作为食品添加剂而安全使用。
以下对本发明方法结合实施例进行详细说明。
现有技要中生产葡甘露聚糖如上述二个中国专利申请公开文件涉及到两个环节,第一个环节使用NH4CL、Nacl等各种无机盐和有机盐作为抑制剂来解除鲜魔芋球茎中的束缚水,控制其溶胀作用。由于在反应过程中,葡甘露聚糖粒子表面被不同程度地变性,也即所使用的无机盐等与葡甘露聚糖形成结合物,必残留于产品中,应以后续去残留的复杂工序予以补救,所以才有作为第二环节的解除残余抑制剂的解除环节,以保持葡甘露聚糖的物化特性,提高其产品质量,然而工序复杂,成本高。
本发明方法是选用作为食品添加剂的乳酸钙、葡糖酸钙、丙酸钙(C6H10CaO4)、乳糖酸钙(C24H42CaO24)、硬脂酸钙(C36H70CaO4)、半乳糖酸钙(C12H22CaO14)的0.1-2(重量)%水溶液一种或几种以任意比例混合的水溶液作为抑制剂溶液与鲜魔芋球茎一并捣碎、混合、经过滤、脱水,再用与上述抑制剂溶液相同的溶液作为滴洗剂进行滴洗,除去淀粉等微粒,经干燥后即得葡甘露聚糖粒子精品。
从本发明方法中可见,利用乳酸钙等水溶液与鲜魔芋球茎中的葡甘露聚糖充分接触时,即刻发生乳化作用,包围葡甘露聚糖粒子,打断鲜魔芋球茎中的束缚水在葡甘露聚糖粒子与淀粉微粒间的理化结合力使之彼此分离,并且在反应过程中不产生变性反应,也就不需要追加抑制后的的解除措施;再者,乳酸钙等作为食品添加剂中的强化剂有益于人体,这就有别于那些非食品添加剂类的无机盐类某些离子在食物原料中的不必要残留。
经乳酸钙等抑制剂解除束缚水后的鲜魔芋球茎糊浆极易经分离机将浆渣分离开,其浆渣即为葡甘露聚糖的湿品,而在浆液中则含有大量的淀粉等微粒随之分离而去,为避免淀粉等微粒在产品中仍有停留,故而采用原抑制剂溶液作为滴洗剂,滴洗剂溶液用量并不严格限制,根据生产情况一般采用与原料重量比为1∶3-5为宜。因此在分离工序中使用原抑制溶液滴洗而不使用其它溶剂,就可减少生产中的复杂环节,避免设备的增加及投资。不能用水滴洗,因为水会使葡甘露聚糖粒子的溶胀现象恢复,因此,达不到分离的目的,这一现象的出现,说明乳酸钙等有机盐类溶液并未导致葡甘糖粒子变性,并随着原抑制剂溶液浓度的降低,其解除束缚水的能力也逐渐减弱。
本发明方法使用乳酸钙等有机盐抑制剂抑制溶胀,使葡甘露聚糖粒子能摆脱束缚水的结合力,使其与淀粉的分离创造了条件,再借助机械的作用达到分离的目的。本发明采用有机钙抑制剂溶液既解除束缚水又起到分离的作用,这与现有技术中上述2个中国专利申请公开文件中采用抑制和解除二个环节是完全不同的方法,本发明所用抑制剂并未导致产品在一定程度上变性,因而,没有必要采用解除的手段来补救。如上述2个中国专利申请公开文件中那样,由于所加抑制剂引起产品变性后,再用原来的抑制剂溶液来解除也是无法补救的,这一点是本发明的特点。实施例1
将1.5公斤鲜魔芋球茎洗涤去皮杂后,与1%乳酸钙水溶液混合,以淹没为度,在捣碎机中捣碎1分钟,其转速为1440转/分钟,使二者充分混合,将混合物移入过滤机中脱去水分,其间用剩余的1%的乳酸钙水溶液滴洗滤渣表面,在过滤脱水过程中,滴洗液由上层逐渐向下层渗漏,将滤渣中残余的淀粉等杂质反复洗脱,至滤液澄清后,即可得葡甘露聚糖湿品,将其置入热风干燥箱中控温干燥,在80℃保温2小时,其间鼓风散热,排除水蒸气,尔后再调温到60℃,保温1小时,再经粉碎和过筛,即得到干燥葡甘露聚糖粒子纯品。实施例2
所有操作与实施例1相同,只是所用抑制剂溶液和滴洗剂溶液都是0.3%乳酸钙水溶液和0.5%葡糖酸水溶液以1∶1相等重量混合的水溶液,滴洗剂溶液用量与原料重量之比为1∶4。实施例3
所有操作与实施例1相同,只是所用抑制剂溶液和滴洗剂溶液都是1%乳酸钙水溶液∶0.5%丙酸钙水溶液∶0.5%半乳糖酸钙水溶液的重量比为2∶1∶1的混合水溶液。实施例4
所有操作与实施例1相同,只是所用抑制剂溶液和滴洗剂溶液都是0.1%葡糖酸钙水溶液∶0.3%硬指酸钙水溶液∶0.2%乳糖酸钙水溶液的重量比为1∶1∶1的水溶液。实施例5
所有操作与实施例1相同,唯有所用抑制剂溶液和滴洗剂溶液都是1.5%葡糖酸钙水溶液,滴洗剂溶液用量与原料重量之比为1∶3。
表1
化合物 | 配制浓度(%) | 实验观察及触感 | 40×镜检葡甘露聚糖粒子 | 冲洗却淀粉效果 |
NH4CL | 0.3、1、2或5 | 无粒感 | 颗粒增大 淀粉密布 | 分别采用水、原液、乙醇冲洗均无法分离 |
Na2CO3 | 0.3、1、2或5 | 软粘性,无粒感 | 当即胶粘态 | 分别采用水、原液、乙醇冲洗均无法分离 |
Na2SO4 | 0.3、1、2或5 | 胶粘感 | 颗粒饱胀,淀粉浆密布其间 | 分别采用水、原液、乙醇冲洗均无法分离 |
(NH4)2SO4 | 0.3、1、2或5 | 粘滞感强 | 颗粒饱胀,不透明状,淀粉浆密布 | 分别采用水、原液、乙醇冲洗数遍,无法分离 |
NaAc | 0.3、1、2或5 | 粘感强 | 颗粒饱胀,亮泽,淀粉浆密布 | 分别采用水、原液、乙醇冲洗数遍均不能分离 |
FeSO4 | 0.3、1、2或5 | 胶性 | 颗粒与淀粉浆无色界,无颗粒形态 | 无法分离 |
Na3C6H5O7 | 0.3、1、2或5 | 粘滞,无粒感 | 颗粒饱胀,透明,淀粉浆充溢 | 分别采用水、原液、乙醇冲洗,无法分离 |
Na2Sio3 | 0.3、1、2或5 | 粘滞性 | 颗粒饱胀,透明,淀粉浆充溢 | 分别用水、原液冲洗,无法分离 |
NaCl | 0.3、1、2或5 | 粘滞性 | 颗粒饱胀,淀粉浆密布其间 | 分别用水、原液、乙醇冲洗无法分离 |
K2B3O7 | 0.2 | 有粒感 | 颗粒完整,非亮泽 | 原液冲洗后可分离,水及乙醇会使之溶胀 |
0.5 | 有硬粒感 | 颗粒表面无光泽 | 原液冲洗后可分离,水及醇15分钟后溶胀 | |
1 | 有砂粒感 | 颗粒表面有纹饰 | 水及原液冲洗后可分离,乙醇15%以上使之溶胀 | |
2 | 砂粒感 | 颗粒表面凹凸不整 | 水及原液冲洗后可分离,乙醇20%以上使之溶胀 | |
Na2B4O7 | 0.2 | 有粒感 | 颗粒完整,非透明 | 原液冲洗后可分离,水及乙醇会使之溶胀 |
0.5 | 有硬粒感 | 颗粒无光泽 | 原液冲洗后可分离,水及乙醇15分钟后溶胀 | |
1 | 有砂粒感 | 颗粒表面有纹饰 | 水及原液冲洗后可分离,乙醇15%以上使之溶胀 | |
2 | 有砂粒感 | 颗粒表面凹凸明显 | 水及原液冲洗后可分离,乙醇20%以上使之溶胀 |
Claims (8)
1、从鲜魔芋制备葡甘露聚糖的生物化学方法,其特征在于:选用至少一种食品添加剂的0.1-2(重量)%水溶液作为抑制剂溶液与鲜魔芋球茎一并捣碎、混合、过滤、脱水,再用与上述抑制剂溶液相同的溶液作为滴洗剂溶液进行滴洗,除去淀粉等微粒,经干燥后即得葡甘露聚糖粒子纯品,该食品添加剂为:乳酸钙、葡糖酸钙、丙酸钙、乳糖酸钙、硬脂酸钙或半乳糖酸钙。
2、如权利要求1所述的从鲜魔芋制备葡甘露聚糖的生物化学方法,其特征在于该滴洗剂溶液与原料的重量比为1∶3-5。
3、如权利要求1所述的从鲜魔芋制备葡甘露聚糖的生物化学方法,其特征在于该滴洗剂溶液与原料的重量比为1∶4。
4、如权利要求1所述的从鲜魔芋制备葡甘露聚糖的生物化学方法,其特征在于该抑制剂溶液为1%(重量)乳酸钙水溶液。
5、如权利要求1所述的从鲜魔芋制备葡甘露聚糖的生物化学方法,其特征在于该抑制剂溶液为0.3%(重量)乳酸钙水溶液和0.5%(重量)葡糖酸钙水溶液以1∶1重量混合。
6、如权利要求1所述的从鲜魔芋制备葡甘露聚糖的生物化学方法,其特征在于该抑制剂的溶液为1%(重量)乳酸钙水溶液与0.5%(重量)丙酸钙水溶液及0.5%(重量)半乳糖酸钙水溶液的重量比为2∶1∶1的混合水溶液。
7、如权利要求1所述的从鲜魔芋制备葡甘露聚糖的生物化学方法,其特征在于该抑制剂的溶液为0.1%(重量)葡糖酸钙水溶液与0.3%(重量)硬脂酸钙水溶液及0.2%(重量)乳糖酸钙水溶液的重量比为1∶1∶1。
8、如权利要求1所述的从鲜魔芋制备葡甘露聚糖的生物化学方法,其特征在于该抑制剂的溶液和滴洗剂的溶液都是1.5%(重量)葡糖酸钙水溶液,该滴洗剂溶液用量与原料的重量比为1∶3。
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