CN111019007A - 一种高乳化稳定性奇亚籽皮多糖的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高乳化稳定性奇亚籽皮多糖的生产方法，属于保健食品加工技术领域。包括奇亚籽皮仁分离，冷冻浸泡、梯度水浴提取奇亚籽皮多糖，达到提取要求后过滤分离，滤渣可用于高品质膳食纤维，滤液即为奇亚籽多糖溶液，将其进行真空浓缩得可溶性固型物含量大于80％的浓缩液；醇沉、分离、干燥。优点是：采用碾压及研磨震荡方式将奇亚籽皮与仁分离，奇亚籽皮用于提取多糖，奇亚籽仁可用于提取油脂、蛋白等产品。有效提高原料利用率，是制取高纯度奇亚籽多糖的前提，减少奇亚籽皮粗多糖中的杂质含量，是奇亚籽多糖提取率提高的关键环节，其乳化稳定性强，无溶剂残留、操作方便，生产连续化，节约生产成本。

Description

一种高乳化稳定性奇亚籽皮多糖的生产方法
技术领域
本发明属于保健食品加工技术领域。
背景技术
奇亚籽(Chia Seed)是奇亚(学名芡欧鼠尾草)的种子，原产于墨西哥南部和危地马拉北部。奇亚籽籽粒较小，呈扁平椭圆形状，表面光滑，颜色范围从深咖色到白色，有较深的斑点。奇亚籽由种皮、胚乳和胚组成，种皮遇水立刻膨胀，表面渗出透明的粘液并紧紧地依附在种皮上，不易与种子分离，这层粘液质就是奇亚籽皮多糖。乳化剂广泛应用于食品加工中，具有提高产品均一稳定性、流动性等重要作用。随着人们生活水平的提高以及对健康的日益重视，对安全无风险天然植物多糖乳化剂的开发变得极具前景。天然植物多糖乳化剂已成功应用于饮料、冰淇淋和调味品等产品中。例如，阿拉伯胶是公认的香精包埋材料，形成的香精乳液黏度低、气味清淡，在制备工艺和储藏过程中能够阻止香精氧化。奇亚籽皮多糖具备乳化稳定剂的潜质，是一种潜在的天然植物多糖稳定剂。国内外研究主要集中于奇亚籽皮多糖的分子构型、构象以及生物活性，关于其乳化性及乳化稳定性的研究目前鲜见报道。
发明内容
本发明提供一种高乳化稳定性奇亚籽皮多糖的生产方法，目的是以奇亚籽为原料制取高乳化稳定性奇亚籽多糖。
本发明采取的技术方案是：包括下列步骤：
(一)、奇亚籽皮仁分离
先将奇亚籽碾压成片状，烘箱烘干水分小于8％，然后粉碎小于2mm的奇亚籽粉，利用震荡筛反复震荡，边震荡边研磨，分离出奇亚籽皮和奇亚籽仁，奇亚籽仁可用于提取蛋白、油脂；
(二)、冷冻浸泡、梯度水浴提取奇亚籽皮多糖
将奇亚籽皮放在1℃-4℃冷水中，浸泡24～36h，然后在不同温度下进行梯度浸提，奇亚籽皮粉与水的质量份数比为1：(90～100)，温度30℃～80℃，浸提时间3～5h；
(三)、过滤、浓缩
达到提取要求后过滤分离，滤渣可用于高品质膳食纤维，滤液即为奇亚籽多糖溶液，将其进行真空浓缩得可溶性固型物含量大于80％的浓缩液；
(四)、醇沉、分离、干燥
加入3倍体积的95％乙醇沉淀，在2℃下冷藏24h，离心并收集沉淀物，沉淀真空冷冻干燥，然后研磨以获得高乳化稳定性奇亚籽多糖。
本发明所述梯度浸提为在30℃温度下进行浸提1.5h，50℃温度下进行浸提1h，70℃温度下进行浸提0.5h。
本发明的优点是：因奇亚籽种皮不易与仁分离，本发明采用碾压及研磨震荡方式将奇亚籽皮与仁分离，奇亚籽皮用于提取多糖，奇亚籽仁可用于提取油脂、蛋白等产品。有效提高原料利用率，是制取高纯度奇亚籽多糖的前提，减少奇亚籽皮粗多糖中的杂质含量，是奇亚籽多糖提取率提高的关键环节。
采用冷冻浸泡方式、梯度水浴提取奇亚籽皮多糖，有效提高奇亚籽皮多糖的乳化稳定性。在不使用有机溶剂及微波、超声波等其他辅助方法的前提下提取奇亚籽多糖，其乳化稳定性强，无溶剂残留、操作方便，生产连续化，节约生产成本。
附图说明
图1是不同提取方法对奇亚籽皮多糖溶解性的影响图；
图2是不同提取方法所得奇亚籽皮多糖的傅里叶红外光谱图；
图3是浓度为1.5％的不同提取方法所得奇亚籽皮多糖静态剪切性质图；
图4是不同浓度对奇亚籽皮多糖表观黏度的影响图；
图5是不同浓度对奇亚籽皮多糖乳状液的体积粒度分布的影响图；
图6(a)是浓度0.1(w/v)奇亚籽皮多糖乳状液在储存期间ΔBS曲线的变化图；
图6(b)是浓度0.5(w/v)奇亚籽皮多糖乳状液在储存期间ΔBS曲线的变化图；
图6(c)是浓度1.0(w/v)奇亚籽皮多糖乳状液在储存期间ΔBS曲线的变化图；
图6(d)是浓度1.5(w/v)奇亚籽皮多糖乳状液在储存期间ΔBS曲线的变化图；
图6(e)是浓度2.0(w/v)奇亚籽皮多糖乳状液在储存期间ΔBS曲线的变化图。
具体实施方式
实施例1
(一)、奇亚籽皮仁分离
将辊压机的狭缝调整为0.5mm,使奇亚籽通过狭缝，将奇亚籽碾压成0.3cm的片状，然后放至烘箱内烘干水分小于8％，粉碎成小于2mm的奇亚籽粉，再利用100目的震荡筛反复震荡，震荡筛中放入10cm橡皮擦5个，边震荡边研磨，同时分离出奇亚籽皮和奇亚籽仁；
(二)、冻浸泡、梯度水浴提取奇亚籽皮多糖
为获得高乳化稳定性奇亚籽多糖，将奇亚籽皮放在1℃冷水中，浸泡36h,然后在30℃温度下进行浸提1.5h，50℃温度下进行浸提1h，70℃温度下进行浸提0.5h，奇亚籽皮粉与水的质量份数比为1∶90；此方式提取的奇亚籽皮多糖，与微波辅助、微波超声波辅助提取方法相比，可有效提高奇亚籽皮多糖的乳化稳定性；
(三)、过滤、浓缩
达到提取要求后过滤分离，滤渣可用于高品质膳食纤维，滤液即为奇亚籽多糖溶液，将其进行真空浓缩得可溶性固型物含量大于80％的浓缩液；
(四)醇沉、分离、干燥
加入3倍体积的95％乙醇沉淀，在2℃下冷藏24h，离心并收集沉淀物，沉淀真空冷冻干燥，然后研磨以获得高乳化稳定性奇亚籽多糖。
实施例2
(一)、奇亚籽皮仁分离
将辊压机的狭缝调整为0.5mm,使奇亚籽通过狭缝，将奇亚籽碾压成0.3cm的片状，然后放至烘箱内烘干水分小于8％，粉碎成小于2mm的奇亚籽粉，再利用100目的震荡筛反复震荡，震荡筛中放入10cm橡皮擦5个，边震荡边研磨，同时分离出奇亚籽皮和奇亚籽仁；
(二)、冻浸泡、梯度水浴提取奇亚籽皮多糖
为获得高乳化稳定性奇亚籽多糖，将奇亚籽皮放在2℃冷水中，浸泡30h,然后在35℃温度下进行浸提2h，60℃温度下进行浸提1.5h，75℃温度下进行浸提1h，奇亚籽皮粉与水的质量份数比为1:95；此方式提取的奇亚籽皮多糖，与微波辅助、微波超声波辅助提取方法相比，可有效提高奇亚籽皮多糖的乳化稳定性；
(三)、过滤、浓缩
达到提取要求后过滤分离，滤渣可用于高品质膳食纤维，滤液即为奇亚籽多糖溶液，将其进行真空浓缩得可溶性固型物含量大于80％的浓缩液；
(四)醇沉、分离、干燥
加入3倍体积的95％乙醇沉淀，在2℃下冷藏24h，离心并收集沉淀物，沉淀真空冷冻干燥，然后研磨以获得高乳化稳定性奇亚籽多糖。
实施例3
(一)、奇亚籽皮仁分离
将辊压机的狭缝调整为0.5mm,使奇亚籽通过狭缝，将奇亚籽碾压成0.3cm的片状，然后放至烘箱内烘干水分小于8％，粉碎成小于2mm的奇亚籽粉，再利用100目的震荡筛反复震荡，震荡筛中放入10cm橡皮擦5个，边震荡边研磨，同时分离出奇亚籽皮和奇亚籽仁；
(二)、冻浸泡、梯度水浴提取奇亚籽皮多糖
为获得高乳化稳定性奇亚籽多糖，将奇亚籽皮放在4℃冷水中，浸泡24h,然后在30℃温度下进行浸提2.5h，55℃温度下进行浸提1.5h，80℃温度下进行浸提1h，奇亚籽皮粉与水的质量份数比为1:100；此方式提取的奇亚籽皮多糖，与微波辅助、微波超声波辅助提取方法相比，可有效提高奇亚籽皮多糖的乳化稳定性；
(三)、过滤、浓缩
达到提取要求后过滤分离，滤渣可用于高品质膳食纤维，滤液即为奇亚籽多糖溶液，将其进行真空浓缩得可溶性固型物含量大于80％的浓缩液；
(四)醇沉、分离、干燥
加入3倍体积的95％乙醇沉淀，在2℃下冷藏24h，离心并收集沉淀物，沉淀真空冷冻干燥，然后研磨以获得高乳化稳定性奇亚籽多糖。
下边通过对比实验来对本发明效果作进一步说明。
一、不同提取方法的奇亚籽皮多糖的溶解性实验
1、如图1所示，温度对奇亚籽皮多糖的溶解性有很大影响。奇亚籽皮多糖的溶解时间随温度的升高而降低，当温度为20℃时，多糖溶解时间最长；当温度高于20℃时，多糖的溶解速率随温度的升高而增加；当温度高于80℃时，多糖溶解时间趋于稳定。同一温度下，不同提取工艺提取的多糖的溶解性不同，超声波微波辅助法提取的多糖溶解时间显著低于水浴法和微波辅助法，原因可能是超声波微波导致多糖大分子降解，多糖的分子量降低，多糖中的羟基更易与水结合，溶解性增强。
2、不同提取方法的奇亚籽皮多糖红外光谱分析
由图2可知，不同提取工艺的奇亚籽皮多糖表现出相似的红外吸收光谱曲线。3种奇亚籽皮多糖在3371cm-1附近具有宽而强的吸收峰，这是由多糖分子中O—H伸缩振动引起的；2929cm-1附近出现窄而弱的吸收峰是C—H伸缩振动峰；1620cm-1的宽带与吸收的水相关，表明奇亚籽皮多糖对水分子有很强的亲和力；1419cm-1处为C—H变角振动的特征峰；在1200～950cm-1之间的峰可能是由两种C—O键的伸缩振动引起的，这两种键其中一种是吡喃糖环上的醚键C—O—C键，另一种是与O—H相连的C—O键；在887cm-1和808cm-1附近存在吸收峰，表明奇亚籽皮多糖的结构具有β-糖苷键和α-糖苷键。这些结果表明，不同提取工艺的奇亚籽皮多糖都具有典型的多糖特征吸收峰，多糖的一级结构不受微波或超声波微波处理影响。
3、不同提取方法的奇亚籽皮多糖静态流变学分析
通过不同提取方法所得奇亚籽皮多糖的表观黏度和剪切速率之间的关系如图3所示。由图3可以得出，在相同的剪切速率下，水浴法提取的奇亚籽皮多糖表观黏度高于微波辅助法和超声波微波辅助法，原因可能是微波处理导致多糖大分子降解，表观黏度降低，而超声波微波处理影响更为剧烈，表现出的表观黏度最低。在相同的浓度下，随着剪切速率的增加，3种提取工艺的奇亚籽皮多糖溶液的表观黏度均逐渐减小，表现出非牛顿流体特性，也就是说，奇亚籽皮多糖溶液表现出表观黏度随着剪切速率的增加而降低的假塑性剪切变稀的流动特性。
实验例2、水浴法提取奇亚籽皮多糖乳化稳定特性试验
1、奇亚籽皮多糖的表观黏度
由图4可知，在相同的剪切速率下，奇亚籽皮多糖溶液的表观黏度随多糖浓度的增加而增大，1.0％浓度以上的溶液表观黏度增加程度较大。
2、乳状液粒度大小及分布结果
图5中(a)～(c)分别为第1、7、14天的分布结果，从图5(a)看出，乳状液在制备后第1天进行测量，乳状液液滴平均粒度分布曲线均呈单峰分布。随着奇亚籽皮多糖浓度的增加，乳状液液滴平均粒度分布曲线的峰值明显向较小粒度方向移动，且粒度分布范围更窄，峰值更高。这与不同淀粉添加量的乳状液液滴平均粒度分布的结果一致，在较高多糖浓度下获得较小的液滴尺寸，这是因为更多的多糖分子可用于稳定更大的整体界面面积。奇亚籽皮多糖浓度为1.5％、2.0％时，乳状液液滴粒度一直无显著差异，具有良好乳化稳定性。
表1不同浓度的奇亚籽皮多糖乳状液的D[4,3]
Figure BDA0002286247700000061
3、乳状液稳定性分析
图6(a)～(e)显示出了不同浓度的奇亚籽皮多糖乳状液在制备后的第0、1、7、14天内ΔBS相对于样品高度的变化曲线，图6(a)～(e)分别为0.1、0.5、1.0、1.5、2.0％(w/v)浓度的奇亚籽皮多糖乳状液。由图6(a)可以看出，0.1％浓度的奇亚籽皮多糖乳状液，在样品池底部(0～15mm)的ΔBS随着时间的增加而逐渐减小，而顶部(30～45mm)的ΔBS随着时间的增加而增大；当储存时间延长至第7天时，乳状液底部和中部(15～30mm)的ΔBS显著降低，顶部的ΔBS随着时间的延长而增大，这说明乳状液底部出现澄清现象，顶部出现上浮现象。由图6(b)可以看出，奇亚籽皮多糖浓度为0.5％时，乳状液的稳定性有所改善，样品池中部的ΔBS曲线未出现明显下降。由图6(c)、(d)、(e)可以看出，随着奇亚籽皮多糖浓度的不断增大，样品池底部和顶部的ΔBS变化幅度减小，逐渐趋于稳定。对于浓度为2.0％的奇亚籽皮多糖乳状液，ΔBS曲线发生重叠现象，无明显的ΔBS增强区域，说明随着储存时间的延长乳状液液滴大小没有显著变化，具有良好乳化稳定性。

Claims (3)

1.一种高乳化稳定性奇亚籽皮多糖的生产方法，其特征在于，包括下列步骤：
(一)、奇亚籽皮仁分离
先将奇亚籽碾压成片状，烘箱烘干水分小于8％，然后粉碎小于2mm的奇亚籽粉，利用震荡筛反复震荡，边震荡边研磨，分离出奇亚籽皮和奇亚籽仁，
(二)、冷冻浸泡、梯度水浴提取奇亚籽皮多糖
将奇亚籽皮放在1℃-4℃冷水中，浸泡24～36h，然后在不同温度下进行梯度浸提，奇亚籽皮粉与水的质量份数比为1：(90～100)，温度30℃～80℃，浸提时间3～5h；
(三)、过滤、浓缩
达到提取要求后过滤分离，滤渣可用于高品质膳食纤维，滤液即为奇亚籽多糖溶液，将其进行真空浓缩得可溶性固型物含量大于80％的浓缩液；
(四)、醇沉、分离、干燥
加入3倍体积的95％乙醇沉淀，在2℃下冷藏24h，离心并收集沉淀物，沉淀真空冷冻干燥，然后研磨以获得高乳化稳定性奇亚籽多糖。
2.根据权利要求1所述的一种高乳化稳定性奇亚籽皮多糖的生产方法，其特征在于：奇亚籽仁用于提取蛋白、油脂。
3.根据权利要求1所述的一种高乳化稳定性奇亚籽皮多糖的生产方法，其特征在于：梯度浸提为在30℃温度下进行浸提1.5h，50℃温度下进行浸提1h，70℃温度下进行浸提0.5h。
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