CN107549596A - 一种具有良好冻融稳定性的可食用凝胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及食品加工技术领域，特别公开了一种具有良好冻融稳定性的可食用凝胶的制备方法。该具有良好冻融稳定性的可食用凝胶的制备方法，其特征为：将卡拉胶与氯化钾水溶液在常温下搅拌混合，超声使卡拉胶溶胀，得到溶解液；向溶解液中边搅拌边加入环糊精，添加完成后进行微波超声协同处理，得到完全均匀溶解的卡拉胶环糊精体系；搅拌下依次加入辅料配料，最后加入酸味剂；150目过滤，在搅拌条件下将料液灌装封口；将灌装封口好的料液杀菌、冷却，得到成品。本发明具有操作简单，低能耗、成本较低的特点，制备的食用凝胶冻融稳定性优良，泌水性小，并且可以减少添加热敏性辅料的热损害，应用前景广阔。

Description

一种具有良好冻融稳定性的可食用凝胶的制备方法

（一）技术领域

本发明涉及食品加工技术领域，特别涉及一种具有良好冻融稳定性的可食用凝胶的制备方法。

（二）背景技术

凝胶是常见的食品类型之一，能够形成凝胶的物质有多糖和蛋白类天然多聚物等，对改善食品的质构和形态起重要作用，其黏弹性和质构是食品流变学研究的中心和热点内容。天然多聚物因其惰性、安全、无毒、生物相容性、可生物降解、廉价、生态友好和在自然界中可大量获取而受到越来越多的关注，尤其是多糖类多聚物，在食品、化工、和医药等领域具有很大的应用价值。

亲水凝胶如刺槐豆胶、瓜尔豆胶、明胶、魔芋胶、琼脂、卡拉胶等，其中应用广泛的卡拉胶是存在于一些红藻类中的亲水胶体，在植物体中它起到类似于陆生植物体中纤维素的功能。卡拉胶是三种主要的多糖凝胶之一，是从红藻科的角叉菜属、麒麟菜属、杉藻属及沙菜属等品种海藻中提取的天然存在的阴离子硫酸盐线性多糖高分子聚合物。20世纪50年代美国化学学会正式将卡拉胶命名为carrageenans，美国FDA已将卡拉胶的部分应用加入GRAS（公认安全）清单。卡拉胶性能优异，特别表现出优异的流变学特性和凝胶特性、与其它食品胶广泛的配伍性和协同增效作用、与蛋白质具有强烈的交互作用和乳化稳定作用。卡拉胶不但具有营养价值，但由于它的生物相容性、可生物降解性、高保水性和凝胶特性，被广泛使用在食品、化工和医药等行业。有报道指出，κ-卡拉胶在0.5%就能形成凝胶，不过卡拉胶凝胶存在需要高温溶解，凝胶冻融稳定性差，并且存在明显地泌水现象等。这就迫切需要研究一种有效的方法改进卡拉胶凝胶的形成过程，降低热敏性物料损失，提高卡拉胶凝胶的稳定性，以扩展其在食品、医药等领域的应用。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种步骤简单、稳定性优良、泌水性小的具有良好冻融稳定性的可食用凝胶的制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种具有良好冻融稳定性的可食用凝胶的制备方法，以卡拉胶为原料，包括如下步骤：

（1）将卡拉胶与氯化钾水溶液在常温下搅拌混合，超声使卡拉胶溶胀，得到溶解液；

（2）向溶解液中边搅拌边加入环糊精，添加完成后进行微波超声协同处理，得到完全均匀溶解的卡拉胶环糊精体系；

（3）保持体系温度70℃，搅拌下依次加入辅料配料，最后加入酸味剂；

（4）保持体系温度70℃，150目过滤，在搅拌条件下将料液灌装封口；

（5）将灌装封口好的料液杀菌、冷却，得到成品。

本发明采用超声法以微波-超声协同处理卡拉胶，并在制备过程中添加环糊精以改善凝胶网络结构，在较低温度下制备较高稳定性的卡拉胶凝胶。

本发明的更优技术方案为：

步骤（1）中，卡拉胶与氯化钾的质量比为1-1.5:0.2-0.3，采用100W、20KHz超声波发生器超声5min使卡拉胶溶胀。

步骤（2）中，卡拉胶与环糊精的质量比为1-1.5:2-4.5，环糊精为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精或羟丙基-β-环糊精。

微波超声协同处理条件为：微波功率300W，微波频率2450MHz，超声功率50W，超声频率40KHz；设定体系温度为70℃，采用间歇式超声每隔30s超声5s，共处理5min。

步骤（3）中，所述酸味剂为柠檬酸。

步骤（4）中，搅拌条件下，将料液立即填充到经消毒的统一规格塑料杯中进行灌装，同时进行刮边操作并封口。

步骤（5）中，在85℃的热水槽中浸泡杀菌10min，然后用冷水喷淋或浸泡，冷却至30℃后得到成品。

冻融稳定试验结果：

冻融循环试验结果以κ-卡拉胶/羟丙基-β-环糊精为例，进行探讨分析。在-18℃和25℃两种条件下进行“冷冻—解冻”5个循环，以析水率作为评价指标。由表1可知对凝胶低温冷冻再常温解冻后凝胶表面析水量增大，加入羟丙基-β-环糊精后的凝胶析水率明显降低。结果表明羟丙基-β-环糊精分子对凝胶网络结构具有一定支撑作用，使凝胶在解冻后不至于过度收缩，从而保持了凝胶的组织结构，大大降低了凝胶的析水率，显著提高了其冻融稳定性。

扫描电镜测试样品采用液氮迅速冷冻，降低了冰晶的形成并保留了高含水系统的空间结构，有利于进一步的电镜观察研究。如附图2所示，可以从扫描电镜图像观察到加入环糊精后凝胶网络结构的变化。

左图为单纯κ-卡拉胶的切面图和剖面图，显示类似蜂巢状的结构，具有明显的网络结构，包裹在冰晶周围的壁层较薄，且褶皱较多，不平滑，这是由于κ-卡拉胶脱水收缩，形成了褶皱状的壁层；孔洞相对较大由细薄的网络结构形成，这样的网络结构促使了κ-卡拉胶具有高脆性的特性。右图是添加羟丙基-β-环糊精的凝胶扫描电镜图。环糊精的存在，使得κ-卡拉胶的网状结构连续性更好，壁面光滑，相互之间联结程度变强，这是由于环糊精的添加使得冰晶难以形成，从而减小了冰晶对网络结构的破坏作用，使得凝胶的三维网状结构的骨架呈现完整，连续的结构，壁面脱水收缩不明显，环糊精的存在增强了κ-卡拉胶的三维网络结构，环糊精和κ-卡拉胶之间产生了物理相互作用，分子之间产生了联结，稳定了κ-卡拉胶连接区域的作用点。环糊精聚集粘附在卡拉胶壁层，部分粘结分散在水分的空间中，还有一部分插入了κ-卡拉胶的骨架结构中，环糊精的抑制了体系宏观的相分离，保持了体系的稳定性。

食品工业中，冻融稳定性是一个重要特性，冷藏过程中脱水收缩作用是引起冷链食品性质不稳定的主要因素，特别是类凝胶食品。温度的变化可影响一定比例的亲水基团和疏水基团的疏水作用和氢键作用，破坏凝胶体系平衡，从而使凝胶的网络结构改变，温度的波动使得凝胶体系中水分析出，即低温脱水收缩。

本发明在采用超声和微波超声协同处理技术提高卡拉胶分散性的基础上，创造性的向凝胶中添加环糊精，形成卡拉胶-环糊精-水三元凝胶体系；采用常温超声润涨和微波-超声协同处理卡拉胶可以实现在较低温度下以较快速度实现卡拉胶的充分溶解，卡拉胶分子链完全伸展，环糊精均匀分布于卡拉胶分子链之间，为形成均匀细密的凝胶网络打下基础，以上述方法加工的食用凝胶冻融稳定性优良，泌水性小，并且可以减少添加热敏性辅料的热损害。在实际生产中可添加可溶性营养元素、原果汁、色素和香精等制备成各具特色的果冻、凝胶类保健品等产品。

本发明克服了卡拉胶凝胶存在需要高温溶解，凝胶冻融稳定性差，并且存在明显地泌水现象等缺陷，具有操作简单，低能耗、成本较低的特点，制备的食用凝胶冻融稳定性优良，泌水性小，并且可以减少添加热敏性辅料的热损害，应用前景广阔。本发明通过在卡拉胶溶解过程中加入环糊精并施加超声场和电磁场，为具有更密致结构的新型卡拉胶凝胶的合成提供了一种新途径。

（四）附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的工艺流程示意图；

图2为本发明卡拉胶凝胶添加环糊精前（左）后（右）凝胶网络的扫描电镜图。

（五）具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：果汁果冻

（1）配方：（以100Kg产品计）卡拉胶1.5Kg，氯化钾0.2Kg，β-环糊精2Kg，白砂糖10Kg，柠檬酸0.015Kg，橙汁5Kg，加入经过滤处理的去离子水至100Kg；

（2）溶解：氯化钾溶解于81.285Kg水制的氯化钾水溶液，卡拉胶与氯化钾水溶液在常温下搅拌混合，然后采用100W，20KHz超声波发生器超声5min使卡拉胶溶胀，得到溶解液；

（3）微波超声协同处理：向上一步得到的溶解液中边搅拌边加入环糊精，添加完成后进行微波超声协同处理，微波功率300W，微波频率2450MHz；超声功率50W，超声频率40KHz；设定体系温度为70℃，采用间歇式超声每隔30s超声5s，共处理5分钟。得到完全均匀溶解的卡拉胶环糊精体系；

（4）混胶：保持体系温度70℃，搅拌下依次加入白砂糖、橙汁和柠檬酸，搅拌使充分溶解混合均匀；

（5）灌装：保持体系温度70℃，150目过滤，在搅拌条件下，立即填充到经消毒的统一规格塑料杯中，同时进行刮边操作并封口；

（6）成品：凝胶杯外表经冷风道进行干燥，然后检验，包装，25℃恒温存放≥6h即成品。

实施例2：维生素C保健凝胶

（1）配方：（以100Kg产品计）卡拉胶1.5Kg，氯化钾0.2Kg，羟丙基-β-环糊精3Kg，三氯蔗糖0.04Kg，维生素C 1Kg，柠檬酸0.02Kg，果味香精、色素适量，加入经过滤处理的去离子水至100Kg；

（2）溶解：氯化钾溶解于约94.2Kg水制的氯化钾水溶液，卡拉胶与氯化钾水溶液在常温下搅拌混合，然后采用100W，20KHz超声波发生器超声5min使卡拉胶溶胀，得到溶解液；

（3）微波超声协同处理：向上一步得到的溶解液中边搅拌边加入环糊精，添加完成后进行微波超声协同处理，微波功率300W，微波频率2450MHz；超声功率50W，超声频率40KHz；设定体系温度为70℃，采用间歇式超声每隔30s超声5s，共处理5分钟。得到完全均匀溶解的卡拉胶环糊精体系；

（4）混胶：保持体系温度70℃，搅拌下依次加入三氯蔗糖、果味香精、色素、维生素C和柠檬酸，搅拌使充分溶解混合均匀；

（5）灌装：保持体系温度70℃，150目过滤，在搅拌条件下，立即填充到经消毒的统一规格塑料杯中，同时进行刮边操作并封口；

（6）成品：凝胶杯外表经冷风道进行干燥，然后检验，包装， 25℃恒温存放6h即成品。

Claims (7)

1.一种具有良好冻融稳定性的可食用凝胶的制备方法，以卡拉胶为原料，其特征为，包括如下步骤：（1）将卡拉胶与氯化钾水溶液在常温下搅拌混合，超声使卡拉胶溶胀，得到溶解液；（2）向溶解液中边搅拌边加入环糊精，添加完成后进行微波超声协同处理，得到完全均匀溶解的卡拉胶环糊精体系；（3）保持体系温度70℃，搅拌下依次加入辅料配料，最后加入酸味剂；（4）保持体系温度70℃，150目过滤，在搅拌条件下将料液灌装封口；（5）将灌装封口好的料液杀菌、冷却，得到成品。

2.根据权利要求1所述的具有良好冻融稳定性的可食用凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，卡拉胶与氯化钾的质量比为1-1.5:0.2-0.3，采用100W、20KHz超声波发生器超声5min使卡拉胶溶胀。

3.根据权利要求1所述的具有良好冻融稳定性的可食用凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，卡拉胶与环糊精的质量比为1-1.5:2-4.5，环糊精为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精或羟丙基-β-环糊精。

4.根据权利要求1所述的具有良好冻融稳定性的可食用凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，微波超声协同处理条件为：微波功率300W，微波频率2450MHz，超声功率50W，超声频率40KHz；设定体系温度为70℃，采用间歇式超声每隔30s超声5s，共处理5min。

5.根据权利要求1所述的具有良好冻融稳定性的可食用凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述酸味剂为柠檬酸。

6.根据权利要求1所述的具有良好冻融稳定性的可食用凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，搅拌条件下，将料液立即填充到经消毒的统一规格塑料杯中进行灌装，同时进行刮边操作并封口。

7.根据权利要求1所述的具有良好冻融稳定性的可食用凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，在85℃的热水槽中浸泡杀菌10min，然后用冷水喷淋或浸泡，冷却至30℃后得到成品。