CN112602923A - 一种速溶性好粘稠度高的黄原胶复配增稠剂及其制备方法 - Google Patents
一种速溶性好粘稠度高的黄原胶复配增稠剂及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种速溶性好粘稠度高的黄原胶复配增稠剂及其制备方法。本发明得到的速溶型黄原胶复配增稠剂在冷水中达到速溶效果，可在低浓度下提供高粘度，并能在长时间内保持增稠稳定的效果。同时，本发明工艺过程操作简单、经济、安全无污染，适合大规模工业生产。本产品为速溶粉状食品增稠和针对吞咽困难患者的助餐剂提供一种速溶性好、粘稠度高的复配增稠剂。
Description
技术领域
本发明属于食品添加剂领域，涉及一种速溶性好粘稠度高的黄原胶复配增稠剂及其制备方法。
背景技术
吞咽困难是指食物和液体从口腔运送至胃部障碍的症状，常见于咀嚼和吞咽功能衰退的老年人和食管病变等患者。吞咽困难患者在进食时，食团很容易误吸而进入到气管，导致呛咳，严重时甚至导致休克、死亡，严重影响患者的生活品质。通过改变饮食行为可以在一定程度上防止误吸，其中一种重要的手段就是使用增稠剂对食物进行增稠，形成“食团”以控制其在吞咽时的流速，达到助餐的目的。
目前，市场上针对吞咽困难患者的助餐剂多以淀粉基亲水胶体为增稠剂，该类产品口感、爽滑度、透明度等方面表现较差，限制了其使用范围和方便性。黄原胶作为一种使用广泛的亲水胶体，可溶于冷水形成高粘度溶液，由于其较好的流变性能和耐热、耐盐、耐酸碱性，在食品增稠方面显示出巨大的潜力。然而，与大多数亲水胶体类似，黄原胶在溶解时极易形成内部为干芯的“鱼眼”状结块，明显延缓水分继续向内层渗透的时间，从而延长黄原胶的溶解时间，降低其速溶性。适用于吞咽困难患者的助餐剂，需要速溶性好、增稠速度快的增稠剂，以实现对食快速增稠，方便患者进食。
为解决黄原胶等亲水胶体的分散性和溶解速度，国内外研究人员采用多种方法，如对其进行化学改性、偶联、流化床造粒、冻干等，虽然在一定程度上提升了溶解速度，但并未达到真正的速溶。同时，许多产品在制作过程中使用有机溶剂，具有潜在的溶剂残留的风险，使其在食品领域的应用受到限制。
CN110093389中公布了一种速溶黄原胶的发酵生产方法。该专利采用膜偶联透析发酵将发酵滤液与浓缩菌体分离，然后向滤液中依次加入气相二氧化硅、氯化钙和乙醇，离心去除上清液，得到湿料；最后将湿料切成小块，并均匀喷洒复合液体，烘干、粉碎得到速溶黄原胶。此方法主要是通过向黄原胶发酵液中添加气相二氧化硅和氯化钙隔离剂，改善黄原胶的溶解性。该方法制备工艺较为繁琐，难以实现工业化生产，且该专利方法生产的黄原胶速溶性有待进一步提高。
US005270459中公开了一种分散性黄原胶产品的制备方法。该专利在黄原胶分子中加入碳酸钠，至pH在7～9.5范围内，使碳酸钠与黄原胶反应一段时间后，充分穿透黄原胶颗粒；再加入一定量的乙二醛，并使反应物保持足够的时间，以便乙二醛均匀渗透到黄原胶颗粒中；最后，在反应物中加入酸或酸盐，使乙二醛和黄原胶颗粒之间形成半缩醛连接，以提升黄原胶的分散性。由于该方法使用了大量的酸碱和乙二醛等有机溶剂，并在产品中存在残留，故该产品的安全性无法得到保证，在食品工业中应用受到极大限制。
CN103074408中公布了一种速溶黄原胶的生产方法。该专利将发酵处理得到的黄原胶颗粒制备成3.0～10％水溶液，随后在搅拌状态下向其中加入混合表面活性剂，待溶液粘度趋于稳定后，经喷雾干燥获得速溶黄原胶产品。结果显示，在配制0.3％浓度的胶溶液时，仍有极少量的“鱼眼”生成，颗粒需要15min才能完全溶胀，并未达到“速溶”效果。同时，该专利采用喷雾干燥处理3～10％浓度的黄原胶水溶液，能耗较高，不符合实际工业生产要求。
综上所述，众多企业和研发单位采用不同工艺方法制备速溶型黄原胶，均能在一定程度上改善黄原胶在溶解过程中分散性差、易结块形成“鱼眼”，导致其溶解速度和粘度释放慢的缺陷。但仍存在工艺复杂繁琐、有机溶剂残留、成本高等问题，且并未真正达到“速溶”效果。此外，在应用中单独使用一种亲水胶体具有一定的局限性。因此，仍需要进行配方或工艺上的创新，以期获得真正意义上的速溶性好、粘稠度高的黄原胶复配增稠剂产品，使其更好地作为速溶粉状食品的增稠剂和吞咽困难患者的助餐剂使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种速溶性好粘稠度高的黄原胶复配增稠剂及其制备方法。本发明方法制备的黄原胶复配增稠剂具有分散性好、粘度释放速度快等特点，达到了真正意义上的速溶性。本发明针对黄原胶在使用过程中分散和溶解速度慢等问题，提供一种速溶性好、粘稠度高的黄原胶复配增稠剂制备方法。
本发明提供的黄原胶复配增稠剂，由如下各质量份的原料制得：
黄原胶50-100份、
辛烯基琥珀酸淀粉钠2-50份、
菊粉1-50份、
低聚糖1-40份、
磷酸三钙0.2-1份。
上述黄原胶复配增稠剂中，所述原料还包括如下质量份的各原料：
单,双甘油脂肪酸酯0-50份、
糖醇0-50份、
海藻糖0-30份。
具体的，所述黄原胶复配增稠剂由如下各质量份的原料制得：
黄原胶70-100份、
辛烯基琥珀酸淀粉钠5-20份、
菊粉10-20份、
糖醇0-15份(如可为1-10份或1-12份)、
低聚糖5-30份(如可为6-16份、6-10份、6-28份、8-9份或10-28份)、
磷酸三钙0.5-1份；
更具体的，所述黄原胶复配增稠剂由如下各质量份的原料制得：
黄原胶77份、辛烯基琥珀酸淀粉钠6份、菊粉10份、低聚木糖6份、磷酸三钙1份；
或由如下各质量份的原料制得：
黄原胶70份、辛烯基琥珀酸淀粉钠10份、低聚果糖10份、低聚木糖6份、海藻糖3.2份、磷酸三钙0.8份；
或由如下各质量份的原料制得：
黄原胶80份、辛烯基琥珀酸淀粉钠10份、赤藓糖醇5份、菊粉4.5份、磷酸三钙0.5份；
或由如下各质量份的原料制得：
黄原胶70份、单,双甘油脂肪酸酯2份、低聚木糖8份、低聚果糖10份、低聚麦芽糖9.3份、磷酸三钙0.7份。
更具体的，所述低聚糖选自低聚果糖、低聚木糖、低聚麦芽糖和低聚异麦芽糖中至少一种；
所述糖醇选自木糖醇、赤藓糖醇和异麦芽酮糖醇中至少一种。
本发明提供的制备所述黄原胶复配增稠剂的方法，包括：
1)按照配比将所述各原料于热水中混合，高速剪切，得到剪切液；
2)将所述剪切液依次进行超高压均质、减压浓缩，喷雾干燥，得到胶体粉末；
3)将所述胶体粉末与水混合于双螺杆挤压机中进行挤压，再进行热风干燥、粉碎和筛分，得到所述黄原胶复配增稠剂。
上述方法的步骤1)中，所述原料总和与水的用量比为1-3g：100ml；
所述高速剪切步骤中，剪切时间为15-30min；具体为20min或25min；剪切速率为4000-8000rpm；
所述步骤2)超高压均质步骤中，均质压力为120-180MPa；具体为160-170MPa；均质次数为2次；
所述减压浓缩步骤中，浓缩后可溶性固形物含量为8-12°Brix；具体为8-9或9-10°Brix或11°Brix；所述喷雾干燥步骤中，进风温度120-160℃；具体为130-140℃或150℃；出风温度70-90℃；具体为80℃或85℃。
所述步骤3)中，胶体粉末与水的质量比为2:1-5:4；具体为5:3；
所述挤压步骤中，双螺杆挤压机参数为螺杆直径36mm，长径比24:1，加热沿筒体长度分为6个区，1区最靠近给料区，6区最靠近挤出口；
进料速度为3-10kg/h；具体为3.6-4.8kg/h或8.6kg/h；
挤压机一区温度30-50℃(如40℃)，二区温度40-90℃(如70℃)，三区温度70-100℃(如80℃)，四区温度80-120℃(如90℃)，五区温度80-130℃(如90℃)，六区温度80-130℃(如90℃-100℃)；
螺杆转速为50-200r/min；具体为100r/min；
所述热风干燥步骤中，温度为80-110℃，具体为90℃-100℃；时间≥2h，具体可为3h；控制水分≤12wt％。
所述筛分步骤中，筛分后颗粒粒径为60-80目。
另外，上述本发明提供的黄原胶复配增稠剂在增稠中的应用及含有所述黄原胶复配增稠剂的增稠产品，也属于本发明的保护范围。具体的，所述产品为食品
本发明采用双螺杆挤压工艺成功制备出一种速溶性好、粘稠度高的黄原胶复配增稠剂，达到了速溶效果，并能在小于1％用量下将纯净水、茶、汤等液体食品增稠至蜂蜜状态，可广泛用于速溶粉状食品的增稠剂和吞咽困难患者的助餐剂。
有益效果：
1.本发明的方法制备的黄原胶复配增稠剂以黄原胶为主要原料，麦芽糊精、菊粉、辛烯基琥珀酸淀粉钠等食品配料为辅料，且整个过程不需要使用有机溶剂，具有安全、环保、经济等优点。
2.本发明的方法工艺流程简单易操作，生产效率高，适合大规模工业化生产，提高产品经济效益。
3.本发明的方法制备的黄原胶复配增稠剂中添加的低聚糖对吞咽困难患者提供肠道健康有益效果。
4.本发明的方法制备的黄原胶复配增稠剂在冷水中能迅速分散，不结块产生“鱼眼”，粘度释放速度快，增稠效果稳定。
5.本发明的方法制备的黄原胶复配增稠剂溶解性极好，可形成无色无味的溶液，不会对食品本身产生不良影响，可广泛作为速溶粉状食品的增稠剂，满足吞咽困难患者对助餐剂的需求。
附图说明
图1为未处理黄原胶与实施例1中制备的黄原胶复配增稠剂溶解对比图；
上：搅拌10s内分散情况；下：搅拌3min后溶解情况；图片中左边烧杯均为未处理黄原胶溶解效果图，右边烧杯均为本发明速溶型复配增稠剂溶解效果图；
图2为未处理黄原胶与实施例1制备的黄原胶复配增稠剂粘度测试结果。
图3为未处理黄原胶与实施例1所制备黄原胶复配增稠剂粘度稳定性测试结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。下述实施例所用低聚木糖购自山东龙力生物科技股份有限公司；低聚果糖购自河北丰宁平安高科实业有限公司，产品编号为维乐夫P95；低聚麦芽糖购自保龄宝生物股份有限公司。
实施例1
原料配比：黄原胶77份、辛烯基琥珀酸淀粉钠6份、菊粉10份、低聚木糖6份、磷酸三钙1份。
制备方法如下：
原料准备及溶解：将检验合格的原料按照质量比进行调配，调配好的原料按照2％的质量浓度加入热水，高速剪切20min，使原料充分溶解及溶胀；
超高压均质：将溶解及溶胀后的溶液通过超高压均质设备进行均质，均质压力160MPa；
浓缩：经过超高压均质后的溶液进行减压浓缩，浓缩至可溶性固形物含量为9-10°Brix。
喷雾干燥：浓缩液经过喷雾干燥得到胶体粉末。喷雾干燥进风温度140℃、出风温度90℃；
挤压加工：经喷雾干燥后得到的胶体粉末在挤压机中与纯净水按质量比为2:1的比例混合，然后经双螺杆挤压机进行挤压处理，挤压条件为进料速度3.6kg/h，挤压机一区温度40℃，二区温度70℃，三区温度80℃，四区温度90℃，五区温度90℃，六区温度90℃，螺杆转速100r/min。经挤压加工后产品形成条状物。
干燥：将挤压处理后的样品进行热风干燥，温度为90℃，干燥时间2h。控制水分含量≤12％。
粉碎：干燥后的样品进行粉碎处理，并筛分，筛分后颗粒粒径控制在60-80目。
此实施例产品色泽为白色颗粒状粉末，无不良气味；采用去离子水配制1.0％胶体溶液时，颗粒分散性极好，不产生结块，且粘度上升很快，3min粘度释放完全(25℃、50s-1为：1000-1300mPa.s)；1.0％胶体溶液pH：5.5-7.0。
实施例2
原料配比：黄原胶70份、辛烯基琥珀酸淀粉钠10份、低聚果糖10份、低聚木糖6份、海藻糖3.2份、磷酸三钙0.8份。
制备方法如下：
原料准备及溶解：将检验合格的原料按照质量比进行调配，调配好的原料按照1.5％的质量浓度加入热水，高速剪切25min，使原料充分溶解及溶胀；
超高压均质：将溶解及溶胀后的溶液通过超高压均质机进行均质，均质压力180MPa；
浓缩：经过超高压均质后的溶液进行减压浓缩，浓缩至可溶性固形物含量为8-9°Brix。
喷雾干燥：浓缩液经过喷雾干燥得到胶体粉末。喷雾干燥进风温度130℃、出风温度80℃；
挤压处理：喷雾干燥得到的胶体粉末在挤压机中与纯净水按质量比为5:3的比例混合，然后经双螺杆挤压机进行挤压处理，挤压条件为进料速度4.8kg/h，挤压机一区温度40℃，二区温度70℃，三区温度80℃，四区温度90℃，五区温度90℃，六区温度100℃，螺杆转速100r/min。经挤压处理后产品形成条状物。
干燥：将挤压处理后的样品进行热风干燥，温度为100℃，干燥时间2h。控制水分含量≤10％。
粉碎：干燥后的样品进行粉碎处理，并筛分，筛分后颗粒粒径控制在60-80目。
此实施例产品色泽为浅黄色颗粒状粉末，无不良气味；采用去离子水配制1.0％胶体溶液时，颗粒分散性极好，不产生结块，且粘度上升很快，3min粘度释放完全(25℃、50s-1为：800-1000mPa.s)；1.0％胶体pH：5.5-7.0。
实施例3
原料配比：黄原胶80份、辛烯基琥珀酸淀粉钠10份、赤藓糖醇5份、菊粉4.5份、磷酸三钙0.5份。
制备方法如下：
原料准备及溶解：将检验合格的原料按照质量比进行调配，调配好的原料按照2.5％的质量浓度加入热水，高速剪切30min，使原料充分溶解及溶胀；
超高压均质：将溶解及溶胀后的溶液通过超高压均质机进行均质，均质压力170MPa；
浓缩：经过超高压均质后的溶液进行减压浓缩，浓缩至可溶性固形物含量为11°Brix。
喷雾干燥：浓缩液经过喷雾干燥得到胶体粉末。喷雾干燥进风温度150℃、出风温度85℃；
挤压处理：喷雾干燥后得到的胶体粉末在挤压机中与纯净水按质量比为2:1的比例混合，然后经双螺杆挤压机进行挤压处理，挤压条件为进料速度8.6kg/h，挤压机一区温度40℃，二区温度70℃，三区温度90℃，四区温度90℃，五区温度90℃，六区温度90℃，螺杆转速200r/min。经挤压处理后产品形成条状物。
干燥：将挤压处理后的样品进行热风干燥，温度为100℃，干燥时间3h。控制水分含量≤12％。
粉碎：干燥后的样品进行粉碎处理，并筛分，筛分后颗粒粒径控制在60-80目。
此实施例产品色泽为白色或浅黄色颗粒状粉末，无不良气味；采用去离子水配制1.0％胶体溶液时，颗粒分散性极好，不产生结块，且粘度上升很快，3min粘度释放完全(25℃、50s-1为：1400-1600mPa.s)；1.0％胶体溶液pH：5.5-7.0。
实施例4
原料配比：黄原胶70份、单,双甘油脂肪酸酯2份、低聚木糖8份、低聚果糖10份、低聚麦芽糖9.3份、磷酸三钙0.7份。
制备方法如下：
原料准备及溶解：将检验合格的原料按照质量比进行调配，调配好的原料按照3％的质量浓度加入热水，高速剪切20min，使原料充分溶解及溶胀；
超高压均质：将溶解及溶胀后的溶液通过超高压均质机进行均质，均质压力180MPa；
浓缩：经过超高压均质后的溶液进行减压浓缩，浓缩至可溶性固形物含量为10°Brix。
喷雾干燥：浓缩液经过喷雾干燥得到胶体粉末。喷雾干燥进风温度160℃、出风温度90℃。
挤压处理：喷雾干燥后得到的胶体粉末在挤压机中与纯净水按质量比为3:2的比例混合，然后经双螺杆挤压机进行挤压处理，挤压条件为进料速度6kg/h，挤压机一区温度40℃，二区温度70℃，三区温度90℃，四区温度90℃，五区温度100℃，六区温度100℃，螺杆转速150r/min。经挤压处理后产品切割成块状物。
干燥：将挤压处理后的样品进行热风干燥，温度为100℃，干燥时间2h。控制水分含量≤10％。
粉碎：干燥后的样品进行粉碎处理，并筛分，筛分后颗粒粒径控制在60-80目。
此实施例产品色泽为白色或浅黄色颗粒状粉末，无不良气味；采用去离子水配制1.0％胶体溶液时，颗粒分散性极好，不产生结块，且粘度上升很快，3min粘度释放完全(25℃、50s-1为：900-1100mPa.s)；1.0％胶体溶液pH：5.5-7.0。
实施例5
以实施例1制备的黄原胶复配增稠剂为例，测试其溶解性、粘度及粘度稳定性。
黄原胶复配增稠剂溶解性实验：将黄原胶复配增稠剂用去离子水制备成浓度为1.0％溶液，边搅拌边记录其溶解过程，以10s内分散性、粘度上升速度、3min分散效果以及溶解度评估其溶解效果。
粘度测试实验：将黄原胶复配增稠剂用去离子水制备成浓度为1.0％溶液，待其溶解完全后，采用流变仪测定其粘度，流变仪参数：温度25℃，平行板40mm，间隙1000μm，剪切速率0.1-500s-1，持续时间300s。为保证测定时样品状态相同，开始测定前每个样品平衡120s，并在周围添加适量硅油，防止水分蒸发。
粘度稳定性测试实验：将配置好的黄原胶复配增稠剂溶液每隔一段时间取样测定粘度，以表征其增稠效果的稳定性。
未处理的黄原胶与实施例1制备的黄原胶复配增稠剂分散溶解效果对比如表1所示。
表1、未处理黄原胶与实施例1制备的黄原胶复配增稠剂分散溶解效果对比
由表1和附图1可知，未处理黄原胶在溶解时，10s内分散性很差，遇水后表层胶粉末迅速吸水形成胶质层，将内部黄原胶粉末包裹，形成了表面为胶冻内部为干芯的“鱼眼”结构。导致胶体溶解及粘度释放速度减慢，搅拌3min后仍存在较多结块，且粘度低。而本发明黄原胶复配增稠剂在溶解时，分散效果好，搅拌过程中无结块产生，且粘度上升极快，3min粘度释放完全。达到了冷水快速分散、速溶的效果。
由附图2可知，同样浓度的黄原胶复配增稠剂水溶液，在经过本发明工艺处理后，不仅能达到速溶的效果，而且粘度显著提升。在50s-1的剪切速率下，本发明黄原胶复配增稠剂粘度可达到1238.9mPa.s，而未处理的黄原胶复配增稠剂粘度只有230.2mPa.s，明显低于本发明速溶性好、粘稠度高的黄原胶复配增稠剂。
附图3表明，本发明黄原胶复配增稠剂水溶液在2小时内粘度基本保持恒定，且溶解2小时与溶解3分钟的粘度基本相同，表明该产品粘度释放速度快，且增稠效果稳定。而未处理复配增稠剂虽然在溶解60分钟后粘度保持相对稳定，但由于其分散溶解性差，在溶解时间较短时，粘度释放慢且不完全，降低了其使用效率。
可见，本发明提供的速溶性好、粘稠度高的黄原胶复配增稠剂可在低浓度下提供高粘度，并能在长时间内保持稳定的粘度，可作为速溶粉状食品的增稠剂以及吞咽困难患者的助餐剂使用。
Claims (10)
1.一种黄原胶复配增稠剂，由如下各质量份的原料制得：
黄原胶50-100份、
辛烯基琥珀酸淀粉钠2-50份、
菊粉1-50份、
低聚糖1-40份、
磷酸三钙0.2-1份。
2.根据权利要求1所述的黄原胶复配增稠剂，其特征在于：所述原料还包括如下质量份的各原料：
单,双甘油脂肪酸酯0-50份、
糖醇0-50份、
海藻糖0-30份。
3.根据权利要求1或2所述的黄原胶复配增稠剂，其特征在于：所述黄原胶复配增稠剂由如下各质量份的原料制得：
黄原胶70-100份、
辛烯基琥珀酸淀粉钠5-20份、
菊粉10-20份、
糖醇0-15份、
低聚糖5-30份、
磷酸三钙0.5-1份；
具体的，所述黄原胶复配增稠剂由如下各质量份的原料制得：
黄原胶77份、辛烯基琥珀酸淀粉钠6份、菊粉10份、低聚木糖6份、磷酸三钙1份；
或由如下各质量份的原料制得：
黄原胶70份、辛烯基琥珀酸淀粉钠10份、低聚果糖10份、低聚木糖6份、海藻糖3.2份、磷酸三钙0.8份；
或由如下各质量份的原料制得：
黄原胶80份、辛烯基琥珀酸淀粉钠10份、赤藓糖醇5份、菊粉4.5份、磷酸三钙0.5份；
或由如下各质量份的原料制得：
黄原胶70份、单,双甘油脂肪酸酯2份、低聚木糖8份、低聚果糖10份、低聚麦芽糖9.3份、磷酸三钙0.7份。
4.根据权利要求1-3任一所述黄原胶复配增稠剂，其特征在于：所述低聚糖选自低聚果糖、低聚木糖、低聚麦芽糖和低聚异麦芽糖中至少一种；
所述糖醇选自木糖醇、赤藓糖醇和异麦芽酮糖醇中至少一种。
5.一种制备权利要求1-4任一所述黄原胶复配增稠剂的方法，包括：
1)按照配比将所述各原料于热水中混合，高速剪切，得到剪切液；
2)将所述剪切液依次进行超高压均质、减压浓缩，喷雾干燥，得到胶体粉末；
3)将所述胶体粉末与水混合于双螺杆挤压机中进行挤压，再进行热风干燥、粉碎和筛分，得到所述黄原胶复配增稠剂。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述原料总和与水的用量比为1-3g：100ml；
所述高速剪切步骤中，剪切时间为15-30min；剪切速率为4000-8000rpm；
所述步骤2)超高压均质步骤中，均质压力为120-180MPa；均质次数为2次；
所述减压浓缩步骤中，浓缩后可溶性固形物含量为8-12°Brix；所述喷雾干燥步骤中，进风温度120-160℃；出风温度70-90℃。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中，胶体粉末与水的质量比为2:1-5:4；
所述挤压步骤中，双螺杆挤压机参数为螺杆直径36mm，长径比24:1，加热沿筒体长度分为6个区，1区最靠近给料区，6区最靠近挤出口；
进料速度为3-10kg/h；
挤压机一区温度30-50℃，二区温度40-90℃，三区温度70-100℃，四区温度80-120℃，五区温度80-130℃，六区温度80-130℃；
螺杆转速为50-200r/min；
所述热风干燥步骤中，温度为80-110℃，时间≥2h，控制水分≤12wt％。
8.权利要求1-4任一所述黄原胶复配增稠剂在增稠中的应用。
9.含有权利要求1-4任一所述黄原胶复配增稠剂的增稠产品。
10.根据权利要求8所述的增稠产品，其特征在于：所述产品为食品。
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