CN110495612A - 一种海水稻米糠纤维素粉的制作方法 - Google Patents

一种海水稻米糠纤维素粉的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种海水稻米糠纤维素粉的制作方法,本发明以海水稻米糠为原料,包括除杂、酶解清洗、近红外真空干燥、球磨粉碎、粉体分选、真空包装及贮藏步骤。本发明利用酶解作用,可除去蛋白质和脂肪,避免化学残留。采用近红外真空干燥,与热风干燥相比,颜色亮度高;利用摇摆球磨加工,其产品可溶性纤维素提升80%,粒径约0.1~5µm。所加工的产品颗粒均匀,利于肠道吸收,真空包装后,海水稻米糠纤维素在0~18℃的货架期超过20个月。

Description

一种海水稻米糠纤维素粉的制作方法
技术领域
本发明涉及食品开发技术领域,具体涉及一种海水稻米糠纤维素粉的制作方法。
背景技术
海水稻米糠纤维素是以海水稻米糠加工而成,海水稻米糠纤维素含有丰富的膳食纤维素成分。米糠通过酶解、近红外真空干燥和球磨制作海水稻米糠纤维素粉,产品有良好的膳食纤维组成,利于人体肠道蠕动。
酶解清洗是一种安全,无残留的生物除杂方法,利用人体健康,利于肠道健康。所采用的配方蛋白酶具有针对性,高效性,很好地解决了米糠纤维素的蛋白质去除。
近红外真空干燥是一种新型的真空脱水技术,采用间歇式的近红外干燥,可获得理想干燥效果。该方案获得的产品品质好,颜色自然,水溶性好,易于人体吸收。
球磨粉碎加工是一种无化学残留的干法粉碎技术。通过球磨间歇,降低物料温度,通过不同频率方案获得高可溶性纤维素产品。
顾建明、余筱洁研究了红薯膳食微晶纤维素的制备方法(中国申请专利号CN200410084279.2),将红薯渣放置于70~100℃水中浸泡,经过滤得滤渣;再加入食用有机酸或无机酸溶液浸泡,得食用功能性红薯微晶纤维素;进一步干燥,得粉末状红薯膳食微晶纤维素。本发明与其不同之处,采用酶解除去杂质,无化学残留,所得产品安全性高。
何超文、何伟平研究了罗汉果高膳食纤维素果粉及其制备方法(中国申请专利号CN201210249320.1),通过罗汉果渣的特殊酸、碱处理,使得罗汉果高膳食纤维素果粉的存放期限不受罗汉果籽中不饱和脂肪酸氧化的制约。本发明与其不同之处,采用酶解除去杂质,解决脂肪酸腐败,本法无化学残留,改变了纤维素的组成。
袁晓振、袁畅飞等研究了天然枸杞膳食微晶纤维素的制备方法(中国专利申请号CN200710190625.9),通过粉碎、浸泡、离心分离、高速分离、真空冷冻干燥、二氧化碳超临界萃取等步骤,制得天然枸杞膳食微晶纤维素含量达70~75%。本发明与其不同之处,采用近红外真空干燥,摇摆球磨,提高了可溶性纤维素的含量。
于立、丛卫军等研究了连续从谷物麸皮中提取膳食纤维素的装置及方法(中国专利号CN201711211260.3),同过多次挤压分离得到膳食纤维素,该方法可以充分降解谷物材料中的脂质和木质素,从而实现对谷物的连续提取、洗涤,具有提取效率高、成本低的特点。本发明与其不同之处,采用近红外真空干燥,摇摆球磨,工艺简单,操作方便。
王业煌研究了纳米膳食纤维保健食品(中国申请专利号CN201711158484.2),将不溶性膳食纤维、纤维素酶、食品用酸和水配成混合液,用均质机对不溶性膳食纤维混合液进行超微粉碎处理,达到将不溶性膳食纤维粉碎到纳米级别的目的,解决了不溶性膳食纤维的纳米微粒破碎的问题。本发明与其不同之处,采用了干法粉碎代替湿法粉碎,能耗低,粉碎质量高,操作更简单。
马成业、吴淑华等研究了挤压酶解豌豆渣制备可溶性膳食纤维的方法(中国专利申请号CN201910414259.3),将豌豆渣与水混合后进行高温挤压后,依次用耐高温α-淀粉酶、糖化酶和碱性蛋白酶进行水解,加入纤维素酶、木聚糖酶进行水解,将离心上清液干燥、粉碎,得到豌豆渣可溶性膳食纤维。本发明与其不同之处,采用了加入了近红外真空干燥,物理球磨粉碎,利于大规模生产。
沈爱琴研究了一种小麦膳食纤维粉的制备方法(中国专利申请号CN201711312495.1),通过酶解深加工,提取种皮中的膳食纤维。本发明与其不同之处,采用了球磨粉碎,提高了可溶性纤维素含量。
牛成、丁逸男等研究了一种从木薯渣中提取膳食纤维素的方法(中国专利申请号CN201210115933.6),以木薯渣为原料,经酸解、碱处理、脱色、干燥、粉碎得木薯基膳食纤维素。本发明与其不同之处,避免了酸碱处理,采用生物酶解和物理加工,所得产品质量更安全。
曹型勇、曹双媛研究了一种多样性的膳食纤维及其制备方法(中国专利号CN201810917270.7),按重量份计,柑橘膳食纤维1份、魔芋膳食纤维1份、小麦纤维素1份、大麦纤维素1份、菊粉4份、苹果提取物1份、燕麦膳食纤维1份、玉米膳食纤维1份、大豆膳食纤维1份、园苞车前子粉6份等。本发明与其不同之处,研究海水稻米糠膳食纤维素的物理加工,无涉及多种纤维素组方。
金祺研究了海藻膳食纤维的制备方法(中国专利申请CN201811405962.X),
通过烘干、酶解、酸解、碱解、凝胶、漂白、烘干、活化、酒精脱水和烘干制作膳食纤维素。本发明与其不同之处,避免了酸解、碱解环节,所得产品无化学残留,更安全健康。
王瑞强、姜薇研究了一种玉米膳食纤维的制备方法(中国申请专利号CN201810419479.0),玉米皮为原料通过粉碎、酶解、榨渣、乙醇浸泡、碱液浸泡等步骤制取纤维素、半纤维素、木质素;提高了玉米皮的利用价值,提高了玉米深加工产品的附加值,延长产业链,而且变废为宝。本发明与其不同之处,用物理球磨粉碎代替了化学处理,所得产品更安全。
以上文献主要是利用不同干燥方法及制粉技术加工食用纤维素获得产品的方法。但其所加工的产品颗粒不均匀,不利于肠道吸收。
发明内容
本发明的目的是充分利用海水稻米糠,提高副产物的经济价值,利用酶解清洗、近红外真空干燥,球磨加工,开发出粒径0.1~5.0µm的海水稻米糠食用纤维素。所加工的产品颗粒均匀,利于肠道吸收。
本发明的技术方案:一种海水稻米糠纤维素粉的制作方法,以海水稻米糠为原料,通过除杂、酶解清洗、近红外真空干燥、球磨粉碎、粉体分选、真空包装及低温贮藏步骤,具体步骤为:
(1)除杂:将海水稻米糠原料装入清洗池中,从底部鼓入清洁空气;再转移至筛网的筛子框中过滤,除去可溶解杂质;然后用清水浇米糠再沥清一遍;
(2)酶解清洗:对步骤(1)除杂后的米糠,投入搅拌罐中搅拌;先加入混合蛋白酶,恒温下搅拌进行酶解;然后调节温度,加入脂肪水解酶,进行酶解,再收集纤维素;再过滤得到洁净纤维素;
(3)近红外真空干燥:对步骤(2)得到的米糠纤维素打散,再放置在干燥室进行真空内干燥;
(4)球磨粉碎:对步骤(3)所得干燥米糠纤维素,放入摇摆球磨机中,同时加载研磨介质氧化锆球进行研磨;
(5)粉体分级:对步骤(4)所述海水稻米糠纤维素,倒入震动筛分机中振动过筛,得到0.1~5.0 µm粒径;
(6)包装:对步骤(5)所述海水稻米糠纤维素,进行真空包装;
(7)低温贮藏:对步骤(6)所述海水稻米糠纤维素粉在干燥环境下贮藏。
优选的,在所述步骤(1)中,装入清洗池中后从底部鼓入清洁空气;清洗时间0.5~1.0h,料液体积比1:3~1:2,转移至筛孔为80~200目的筛网中过滤,除去可溶解杂质;然后用清水浇米糠再沥清一遍;
在所述步骤(2)中,对步骤(1)除杂后的米糠,投入直径1.5~2.0m,高度2.0m的搅拌罐中进行搅拌,其中注入纯净水至罐体1/2~3/4处,料液体积比为1/2~1/4;搅拌且升高罐体温度40~60℃,先加入混合蛋白酶,恒温下搅拌,酶解2.0~6.0h;然后调节温度,加入脂肪水解酶,酶解2.0~6.0h,打开排料阀,收集纤维素;物料用框式挤压过滤;再次加入清水,挤压过滤,卸下挤压框,得到洁净纤维素; 板框压滤为宽0.5m,长1.0m的方形板框规格,滤布100~200目,压力0.7~2.0MPa;
在所述步骤(3)中,得到的米糠纤维素打散,平铺于干燥室物料板上,平铺物料高度为1.0~3.0cm; 盖上盖子,然后启动真空泵降压于0.01~0.07Mpa;其中真空干燥温度为0~40℃;近红外波段频率为1200~1500nm;
在所述步骤(4)中,物料放入球磨机的圆形粉碎腔中,同时加载研磨介质氧化锆球,500~1500r/min垂直和水平两个方向上做高频振动,时间0.5~3.0h;研磨介质氧化锆球0.5~0.8cm;原料与氧化锆球质量比为1/1~1/4;装量为圆形研磨筒体积的1/3~1/4;
在所述步骤(5)中,倒入震动筛分机中,在频率100~500r/min下振动过筛;
在所述步骤(6)中,海水稻米糠纤维素以10~20kg为一袋,抽真空封装于塑料袋中;封装真空度50~80kPa,塑料袋内涂抹防潮防透气涂层;
在所述步骤(7)中,包装后的成品置于0~18℃干燥环境下贮藏。
优选的,步骤(2)所述酶解清洗为:
首先,脂肪酶解,调节pH6.5~10.5, 温度40℃,搅拌速度40~100r/min,酶解2.0~4.0h;酶添加量10~20g/kg,酶活力10000 U/g,脂肪酶为固态SUKALip;然后,蛋白质酶解,调节pH2.5~5.5,酶添加量20~40g/kg,酶解2.0~4.0h;综合酶活力7000~10000 U/g,蛋白酶为配方蛋白酶包括木瓜蛋白酶:胰蛋白酶:羧肽酶A:羧肽酶B,固态质量比例为5:3:1:1。
优选的,步骤(3)所述近红外真空干燥为:
近红外真空干燥的真空度为0.01~0.07 MPa,温度为0~40℃;首先开启红外热源,物料温度达到35~40℃时, 0.05~0.07 MPa,红外真空干燥0.5~3.0h;关闭热源,0.01~0.04 MPa,真空干燥1.0~4.0h;然后再打开红外热源,物料温度20~30℃;0.03~0.05MPa,再真空红外干燥1.0~3.0h,收集干物料;红外加热管平行置于20~30cm托物盘上方,近红外加热管间距5.0~15cm,近红外波段频率为1200~1500nm。
优选的,步骤(4)所述球磨粉碎为:
高频振动球磨产品;1000~1500r/min,振动0.5~1.0h,间歇20~30min;1000~1500r/min,再振动0.5~1.0h,间歇20~30min;按照所述粉碎程序,循环振动球磨1~2次;氧化锆球直径为0.5-0.8cm,料球质量比1/2~1/3;装载量为球磨腔体积的1/3~1/4;所得米糠纤维素直径0.1~5.0µm,可溶性纤维素占90~92%,亮度L值47~51,15~20秒内完全溶解于50~60℃温水中;
低频振动球磨产品:500~1000r/min,振动0.5~1.0h,间歇20~30min;500~1000r/min,再振动0.5~1.0h,间歇20~30min;按照所述粉碎程序,循环振动球磨1~2次;氧化锆球直径为0.5~0.8cm,料球质量比1/2~1/3;装载量为粉碎腔体积的1/2~1/3;所得米糠纤维素直径0.1~5.0µm,可溶性纤维素占87~90%,亮度L值40~50,20~30秒内完全溶解于50~60℃温水中;
高低频振动球磨产品:1000~1500r/min,振动0.5~1.0h,间歇20~30min;500~1000r/min,再振动0.5~1.0h,间歇20~30min;按照上面粉碎程序,循环振动球磨1~2次,氧化锆球直径为0.5~0.8cm,其中0.5cm氧化锆与0.8cm氧化锆球质量比为1:1,料球质量比1/2~1/3;装载量为粉碎腔体积的1/4~1/3。所得米糠纤维素直径0.1~5.0µm,可溶性纤维素占90~95%,亮度L值45~50,15~30秒内完全溶解于50~60℃温水中。
具体实施方式
实施例1高频振动球磨产品
取20kg海水稻米糠,加入清洗池中,按照体积1:3加入洁净水,底部鼓入洁净空气,清洗1.0h;转移至筛网筛孔100目的筛子框中过滤,除去可溶解杂质,然后用清水浇米糠再沥清一遍,得到洁净米糠。洁净米糠投入搅拌罐中(直径1.5m,高度2.0m),注入纯净水至罐体1/2处,料液体积比为1/2;搅拌并升高罐体温度40℃,先加入混合蛋白酶,添加量20g/kg, 恒温下搅拌物料,酶解4.0h;然后调节温度,加入脂肪水解酶,添加量20g/kg,酶解4.0h,打开排料阀,收集纤维素;物料用框式挤压过滤;再次加入清水,挤压过滤,卸下挤压框,得到纤维素; 方形板框规格(宽0.5m,长1.0m),滤布200目,压力1.5MPa。米糠纤维素分层平铺于干燥室隔板上,物料高度为1.0cm;首先开启近红外热原,物料温度达到40℃时, 0.07 MPa,近红外真空干燥1.0h;关闭热源, 0.02 MPa,真空干燥4.0h;然后再打开近红外热源,物料温度30℃, 0.05 MPa,再近红外真空干燥1.0h,收集干物料。干物料装入粉碎腔中,1000r/min,振动0.5h,间歇20min;1000r/min,再振动1.0h;按照上面粉碎程序,循环振动球磨1次;氧化锆球直径为0.5cm,料球质量比1/3;装载量为球磨腔体积的1/4;所得米糠纤维素直径0.5µm,亮度值47,可溶性纤维素占92%,20秒内完全溶解于50℃温水中。15kg为一袋,封装真空度50kPa,塑料袋内涂抹防潮防透气涂层,18℃下贮藏。
实施例2 低频振动球磨产品
取15kg海水稻米糠,加入清洗池中,按照体积1:3加入洁净水,底部鼓入洁净空气,清洗1.5h;转移至筛网筛孔100目的筛子框中过滤,除去可溶解杂质,然后用清水浇米糠再沥清一遍,得到洁净米糠。洁净米糠投入搅拌罐中(直径1.5m,高度2.0m),注入纯净水至罐体1/2处,料液体积比为1/2;搅拌并升高罐体温度40℃,先加入混合蛋白酶,添加量15g/kg,恒温下搅拌物料,酶解4.0h;然后调节温度,加入脂肪水解酶,20g/kg,酶解4.0h,打开排料阀,收集纤维素;物料用框式挤压过滤;再次加入清水,挤压过滤,卸下挤压框,得到纤维素; 方形板框规格(宽0.5m,长1.0m),滤布200目,压力1.6MPa。米糠纤维素分层平铺于干燥室隔板上,物料高度为1.0cm;首先开启红外热原,物料温度达到35℃时, 0.06 MPa,近红外真空干燥1.5h;关闭热源, 0.02 MPa,真空干燥3.0h;然后再打开红外热源,物料温度20℃, 0.04MPa,再近红外真空干燥1.5h,收集干物料。干物料装入粉碎腔中, 500r/min,振动0.5h,间歇30min;500r/min,再振动0.5h,间歇30min;按照上面粉碎程序,循环振动球磨1次;氧化锆球直径为0.8cm,料球质量比1/2;装载量为粉碎腔体积的1/3;所得米糠纤维素直径2.0µm,亮度值49,可溶性纤维素占87%,20秒内完全溶解于50℃温水中。10kg为一袋,封装真空度50kPa,塑料袋内涂抹防潮防透气涂层,18℃下贮藏。
实施例3高低频振动球磨产品
取15kg海水稻米糠,加入清洗池中,按照体积1:3加入洁净水,底部鼓入洁净空气,清洗0.5h;转移至筛网筛孔100目的筛子框中过滤,然后用清水浇米糠再沥清一遍,得到洁净米糠。洁净米糠投入搅拌罐中(直径1.5m,高度2.0m),注入纯净水至罐体1/2处,料液体积比为1/2;搅拌并升高罐体温度40℃,先加入混合蛋白酶,恒温下搅拌物料,添加量20g/kg,酶解4.0h;然后调节温度,加入脂肪水解酶,添加量20g/kg,酶解4.0h,打开排料阀,收集纤维素;物料用框式挤压过滤;再次加入清水,挤压过滤,卸下挤压框,得到纤维素; 方形板框规格(宽0.5m,长1.0m),滤布100目,压力1.7MPa。米糠纤维素分层平铺于干燥室隔板上,物料高度为1.0cm;首先开启红外热原,物料温度达到35℃时,0.07 MPa,近红外真空干燥2.0h;关闭热源, 0.03 MPa,关闭近红外热源,真空干燥2.5h;然后再打开红外热源,物料温度20℃,0.05 MPa,再近红外真空干燥2.5h,收集干物料。干物料装入粉碎腔中, 1200r/min,振动0.5h,间歇25min;500r/min,再振动0.5h,间歇25min;按照上面粉碎程序,循环振动球磨1次;氧化锆球为混合球(0.5cm氧化锆与0.8cm氧化锆球质量比为1:1),料球质量比1/3;装载量为粉碎腔体积的1/3。所得米糠纤维素直径1.0µm,可溶性纤维素占95%,亮度值50,15秒内完全溶解于60℃温水中。20kg为一袋,封装真空度70kPa,塑料袋内涂抹防潮防透气涂层,18℃下贮藏。

Claims (5)

1.一种海水稻米糠纤维素粉的制作方法,其特征在于:以海水稻米糠为原料,通过除杂、酶解清洗、近红外真空干燥、球磨粉碎、粉体分选、真空包装及贮藏步骤,具体步骤为:
(1)除杂:将海水稻米糠原料装入清洗池中,从底部鼓入清洁空气;再转移至筛网的筛子框中过滤,除去可溶解杂质;然后用清水浇米糠再沥清一遍;
(2)酶解清洗:对步骤(1)除杂后的米糠,投入搅拌罐中搅拌;先加入混合蛋白酶,恒温下搅拌进行酶解;然后调节温度,加入脂肪水解酶,进行酶解,再收集纤维素;再过滤得到洁净纤维素;
(3)近红外真空干燥:对步骤(2)得到的米糠纤维素打散,再放置在干燥室进行真空内干燥;
(4)球磨粉碎:对步骤(3)所得干燥米糠纤维素,放入摇摆球磨机中,同时加载研磨介质氧化锆球进行研磨;
(5)粉体分级:对步骤(4)所述海水稻米糠纤维素,倒入震动筛分机中振动过筛,得到0.1~5.0μm粒径;
(6)包装:对步骤(5)所述海水稻米糠纤维素,进行真空包装;
(7)低温贮藏:对步骤(6)所述海水稻米糠纤维素粉在干燥环境下贮藏。
2.根据权利要求1所述一种海水稻米糠纤维素粉的制作方法,其特征在于:
在所述步骤(1)中,装入清洗池中后从底部鼓入清洁空气;清洗时间0.5~1.0h,
料液体积比1:3~1:2,转移至筛孔为80~200目的筛网中过滤,除去可溶解杂质;
然后用清水浇米糠再沥清一遍;
在所述步骤(2)中,对步骤(1)除杂后的米糠,投入直径1.5~2.0m,高度2.0m的搅拌罐中进行搅拌,其中注入纯净水至罐体1/2~3/4处,料液体积比为1/2~1/4;搅拌且升高罐体温度40~60℃,先加入混合蛋白酶,恒温下搅拌,酶解2.0~6.0h;然后调节温度,加入脂肪水解酶,酶解2.0~6.0h,打开排料阀,收集纤维素;物料用框式挤压过滤;再次加入清水,挤压过滤,卸下挤压框,得到洁净纤维素;板框压滤为宽0.5m,长1.0m的方形板框规格,滤布100~200目,压力0.7~2.0MPa;
在所述步骤(3)中,得到的米糠纤维素打散,平铺于干燥室物料板上,平铺物料高度为1.0~3.0cm;盖上盖子,然后启动真空泵降压于0.01~0.07Mpa;其中真空干燥温度为0~40℃;近红外波段频率为1200~1500nm;
在所述步骤(4)中,物料放入球磨机的圆形粉碎腔中,同时加载研磨介质氧化锆球,500~1500r/min垂直和水平两个方向上做高频振动,时间0.5~3.0h;研磨介质氧化锆球0.5~0.8cm;原料与氧化锆球质量比为1/1~1/4;装量为圆形研磨筒体积的1/3~1/4;
在所述步骤(5)中,倒入震动筛分机中,在频率100~500r/min下振动过筛;
在所述步骤(6)中,海水稻米糠纤维素以10~20kg为一袋,抽真空封装于塑料袋中;封装真空度50~80kPa,塑料袋内涂抹防潮防透气涂层;
在所述步骤(7)中,包装后的成品置于0~18℃干燥环境下贮藏。
3.根据权利要求2所述一种海水稻米糠纤维素粉的制作方法,其特征在于:步骤(2)所述酶解清洗为:
首先,脂肪酶解,调节pH6.5~10.5,温度40℃,搅拌速度40~100r/min,酶解2.0~4.0h;酶添加量10~20g/kg,酶活力10000U/g,脂肪酶为固态SUKALip;然后,蛋白质酶解,调节pH2.5~5.5,酶添加量20~40g/kg,酶解2.0~4.0h;综合酶活力7000~10000U/g,蛋白酶为配方蛋白酶包括木瓜蛋白酶:胰蛋白酶:羧肽酶A:羧肽酶B,固态质量比例为5:3:1:1。
4.根据权利要求2所述一种海水稻米糠纤维素粉的制作方法,其特征在于:步骤(3)所述近红外真空干燥为:
近红外真空干燥的真空度为0.01~0.07MPa,温度为0~40℃;首先开启近红外热源,物料温度达到35~40℃时,0.05~0.07MPa,近红外真空干燥0.5~3.0h;关闭热源,0.01~0.04MPa,真空干燥1.0~4.0h;然后再打开近红外热源,物料温度20~30℃;0.03~0.05MPa,再近红外真空干燥1.0~3.0h,收集干物料;红外加热管平行置于20~30cm托物盘上方,近红外加热管间距5.0~15cm,近红外波段频率为1200~1500nm。
5.根据权利要求2所述所述一种海水稻米糠纤维素粉的制作方法,其特征在于步骤(4)所述球磨粉碎为:
高频振动球磨产品;1000~1500r/min,振动0.5~1.0h,间歇20~30min;1000~1500r/min,再振动0.5~1.0h,间歇20~30min;按照所述粉碎程序,循环振动球磨1~2次;氧化锆球直径为0.5-0.8cm,料球质量比1/2~1/3;装载量为球磨腔体积的1/3~1/4;所得米糠纤维素直径0.1~5.0μm,可溶性纤维素占90~92%,亮度L值47~51,15~20秒内完全溶解于50~60℃温水中;
低频振动球磨产品:500~1000r/min,振动0.5~1.0h,间歇20~30min;500~1000r/min,再振动0.5~1.0h,间歇20~30min;按照所述粉碎程序,循环振动球磨1~2次;氧化锆球直径为0.5~0.8cm,料球质量比1/2~1/3;装载量为粉碎腔体积的1/2~1/3;所得米糠纤维素直径0.1~5.0μm,可溶性纤维素占87~90%,亮度L值40~50,20~30秒内完全溶解于50~60℃温水中;
高低频振动球磨产品:1000~1500r/min,振动0.5~1.0h,间歇20~30min;500~1000r/min,再振动0.5~1.0h,间歇20~30min;按照上面粉碎程序,循环振动球磨1~2次,氧化锆球直径为0.5~0.8cm,其中0.5cm氧化锆与0.8cm氧化锆球质量比为1:1,料球质量比1/2~1/3;装载量为粉碎腔体积的1/4~1/3;所得米糠纤维素直径0.1~5.0μm,可溶性纤维素占90~95%,亮度L值45~50,15~30秒内完全溶解于50~60℃温水中。
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