CN114847472A - 一种含鱼皮明胶的魔芋凝胶材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于魔芋制备生产技术领域，具体涉及一种含鱼皮明胶的魔芋凝胶材料及其制备方法。本发明以魔芋胶、鱼皮明胶、卡拉胶、低酰基结冷胶等为原料，通过高碘酸钠、硼酸钠等试剂进行氧化还原接枝反应，将多糖类胶体直接接枝到蛋白类胶体上，得到一种含有鱼皮明胶的魔芋凝胶材料。本发明制备得到魔芋凝胶材料具有热稳定性高、凝胶性能好等特点，可用于化工、医药等多个领域。本发明采用的制备方法可以一次制得成型的魔芋凝胶材料，具有操作简便、效率高、易于推广等优点。
Description
技术领域
本发明属于魔芋制备生产技术领域，具体涉及一种含鱼皮明胶的魔芋凝胶材料及其制备方法。
背景技术
魔芋在我国有着悠久的种植历史且种类繁多，是一种低热量、低蛋白、高膳食纤维的食品。魔芋胶是魔芋的深加工产品，其主要成分魔芋葡甘露聚糖(konjac glucomannan，KGM)是D-吡喃甘露糖与D-吡喃葡萄糖由β-1,4-糖苷链连接构成的多糖，具有水溶、增稠、稳定、悬浮、凝胶、成膜、粘结等多种理化性质，KGM在魔芋胶中的含量高达90％以上，因此魔芋胶的粒度更高、溶解速度和形成凝胶的反应速度更快、理化性质更为优良，从而被广泛地应用于食品、医药、化工、石油等领域。
魔芋胶具有可逆性和胶凝性，其可以在中性条件下与卡拉胶、黄原胶等多糖复配形成热可逆凝胶，也可以通过加碱制备凝胶，但加碱制备的魔芋凝胶制品具有碱味重、刺激性强、不易控制等缺点。而魔芋与其他多糖复配制备的凝胶产品热稳定性差、不易保存和运输，因此迫切的需要制备一种具有良好热稳定性的魔芋凝胶材料。
发明内容
本发明通过将魔芋胶、卡拉胶、鱼皮明胶等胶体结合，制备一种含鱼皮明胶的魔芋凝胶材料，该魔芋凝胶材料具有较高的热稳定性，较好的质构。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种含鱼皮明胶的魔芋凝胶材料，包括下述重量份原料组分：魔芋胶0.6-1.4％，卡拉胶0.4-0.6％，鱼皮明胶粉4-7％，结冷胶0.01％-0.03％，高碘酸钠0.3-0.7％，氯化钾0.08-0.13％，可溶性钙盐0.06-0.10％，柠檬酸钠0.08-0.13％，硼酸钠0.04-0.1％，余量为水。
优选地，结冷胶为低酰基结冷胶。
优选地，可溶性钙盐为二水氯化钙，无水氯化钙和乳酸钙中的任意一种。
本发明还提供一种含鱼皮明胶的魔芋凝胶材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)将魔芋胶和卡拉胶溶于水，升温后加入高碘酸钠，乳化4-7min后加入乙二醇，得到液体A；
(2)将鱼皮明胶粉和结冷胶溶于与步骤(1)中等量的水，搅拌升温得到液体B；
(3)将步骤(1)得到的液体A和步骤(2)得到液体B混合得到液体C，然后加入氯化钾、可溶性钙盐、柠檬酸钠快速混合，加热混合均匀后得到均质；
(4)在步骤(3)得到的均质中加入硼酸钠，搅拌、过滤、冷却后得到产品。
优选地，步骤(1)中的高碘酸钠的用量为魔芋胶用量的40-60％；高碘酸钠与乙二醇的质量比为3：4至1：1。
优选地，步骤(1)中的水量为胶体总量的89-100倍。
优选地，步骤(1)中的魔芋胶与卡拉胶的质量比为3：2至7：3。
优选地，步骤(2)中的鱼皮明胶粉的用量为液体A的8-14％。
优选地，步骤(2)中的结冷胶为液体A的0.02％-0.06％。
优选地，步骤(3)中的氯化钾的用量为液体C的0.08-0.13％，可溶性钙盐的用量为0.06-0.10％，柠檬酸钠的用量为0.08-0.13％。
优选地，步骤(4)中的硼酸钠的用量为均质的0.04-0.1％。
优选地，步骤(1)和步骤(2)中的加热温度为74-85℃，剪切速率为5000-6000rpm。
优选地，步骤(3)中的加热温度为74-96℃。
优选地，步骤(4)中的搅拌速率为2000-3000rpm，搅拌时间为43-59s；过滤目次为120-180目，过滤次数为2-4次。
优选地，步骤(4)中的冷却为自然冷却与0-20℃快速冷却中的任意一种。
有益效果
1.鱼皮明胶是一种亲水性蛋白类明胶，具有高度可溶性、低致敏性、高粘度等特性，但其凝胶热稳定较差，可利用本制备方法将其与多糖类胶体接枝，提高凝胶的热稳定性。
2.魔芋胶属于多糖类胶体，可与其他胶体进行复配，通过胶体间的相互作用提高胶体的凝胶性能、改善凝胶质构。结冷胶可形成热不可逆凝胶，可以改善凝胶质构和提高凝胶的热稳定性。
3.本发明通过氧化还原接枝，使魔芋胶与鱼皮明胶直接由化学键通过强相互作用力结合，使制备得到的魔芋凝胶材料在79℃以下仍能够保持凝胶形态而不熔化，且凝胶强度得到显著的提升，使魔芋凝胶材料具有更高的热稳定性和更好的凝胶性能，同时利用卡拉胶的蛋白质反应性，促进了魔芋胶与鱼皮明胶的结合，使魔芋凝胶材料更加稳定。
4.本发明采用高碘酸钠作为氧化还原引发体系的引发剂，将魔芋胶接枝到鱼皮明胶上，并通过适宜的配比可以控制接枝反应，使接枝效果更好，同时采用的引发剂具有性质稳定、效率高、成本低等优点。
5.本发明操作简单，易于控制，反应效率高，可一次性得到性能优良的魔芋凝胶材料。
具体实施方式
下面结合实施例及相关实验数据对本发明进行详细阐述，所举实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
实施例1
(1)称取魔芋胶1.5kg与卡拉胶1kg(魔芋胶：卡拉胶的质量比为3:2)，然后加入250L水使其充分溶解，得到水溶液。
(2)将步骤(1)得到的水溶液加热至74℃，并加入0.75kg高碘酸钠(高碘酸钠：魔芋胶的质量比为1:2)，然后将溶液送入乳化机中，设置剪切速率为5000rpm，反应4min后加入1kg乙二醇，得到250kg的液体A。
(3)称取20kg鱼皮明胶粉(水量的8％)，50g低酰基结冷胶(水量的0.02％)于250L水，边加热边搅拌，直至温度升高至74℃，其中搅拌速度为1000rpm，得到250kg的液体B。
(4)将步骤(2)得到的液体A和步骤(3)得到液体B混合均匀，得到500kg的液体C。
(5)称取400g氯化钾(液体C的0.08％)、300g二水氯化钙(液体C的0.06％)，400g柠檬酸钠(液体C的0.08％)，加入液体C中并快速混匀，然后送入高压均质机迅速均匀溶液完成接枝，得到均质液，其中整个过程保证物料温度不低于80℃。
(6)向步骤(5)得到的均质液中加入100g硼酸钠，2500rpm搅拌43s，并用120目的过滤设备在保温条件下快速过滤2-4次，然后倒入敞口容器中自然冷却得到魔芋凝胶材料成品。
实施例2
方法、步骤同实施例1，仅将步骤(1)中的魔芋胶的用量改为1kg(魔芋胶：卡拉胶的质量比为1:1)，并将步骤(2)中高碘酸钠的用量适应性调整为0.5kg，制备得到魔芋凝胶材料成品。
实施例3
方法、步骤同实施例1，仅将步骤(1)中的魔芋胶的用量改为2.4kg(魔芋胶：卡拉胶的质量比为7:3)，并将步骤(2)中高碘酸钠的用量适应性调整为1.2kg，制备得到魔芋凝胶材料成品。
实施例4
方法、步骤同实施例1，仅将步骤(3)中鱼皮明胶粉和结冷胶的用量分别改为27.5kg、100g，即鱼皮明胶粉为水量的11％，结冷胶为水量的0.04％，制备得到魔芋凝胶材料成品。
实施例5
方法、步骤同实施例1，仅将步骤(3)中鱼皮明胶粉和结冷胶的用量分别改为35kg、150g，即鱼皮明胶粉为水量的14％，结冷胶为水量的0.06％，制备得到魔芋凝胶材料成品。
实施例6
方法、步骤同实施例1，仅将步骤(5)中的氯化钾、二水氯化钙和柠檬酸钠用量分别改为液体C的0.1％、0.08％、0.1％，即用量分别为500g、400g、500g，制备得到魔芋凝胶材料成品。
实施例7
方法、步骤同实施例1，仅将步骤(5)中的氯化钾、二水氯化钙和柠檬酸钠用量分别改为液体C的0.13％、0.1％、0.13％，即用量分别为650g、500g、650g，制备得到魔芋凝胶材料成品。
实施例8
方法、步骤同实施例1，仅将步骤(2)和步骤(3)中的温度改为80℃，制备得到魔芋凝胶材料成品。
实施例9
方法、步骤同实施例1，仅将步骤(2)和步骤(3)中的温度改为85℃，制备得到魔芋凝胶材料成品。
实施例10
方法、步骤同实施例1，仅将步骤(5)中的温度改为85℃，制备得到魔芋凝胶材料成品。
实施例11
方法、步骤同实施例1，仅将步骤(5)中的温度改为96℃，制备得到魔芋凝胶材料成品。
实施例12
方法、步骤同实施例1，仅将步骤(5)中的搅拌时间改为50s，制备得到魔芋凝胶材料成品。
实施例13
方法、步骤同实施例1，仅将步骤(5)中的搅拌时间改为59s，制备得到魔芋凝胶材料成品。
实施例14
方法、步骤同实施例1，仅将步骤(5)中的二水氯化钙改为无水氯化钙，制备得到魔芋凝胶材料成品。
实施例15
方法、步骤同实施例1，仅将步骤(5)中的二水氯化钙改为乳酸钙，制备得到魔芋凝胶材料成品。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，制备上述成品的原料中不包括魔芋胶。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，制备上述成品的原料中不包括卡拉胶。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，制备上述成品的原料中不包括结冷胶。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于，制备上述成品的原料中不包括鱼皮明胶。
对比例5
本对比例与实施例1的区别在于，制备上述成品的原料中不包括高碘酸钠。
结果检测
将上述实施例1-15和对比例1-5制得的成品进行检测，分析结果如下：
由上表可知，实施例1-15对比可知，采用实施例5的配比制备得到的魔芋凝胶材料起始熔化温度最高，为79℃，同时其凝胶强度也最高，为2712.8gf/cm2，其凝胶韧性为25.21mm，总体上质构为最优，故认为实施例5的配比为最优配比，以最优配比制备出的魔芋凝胶材料，具有凝胶强度高、热稳定性好的优点；
由对比例1-5和实施例1可知，由未经处理的魔芋胶、鱼皮明胶或简单的两者共混制备的凝胶材料起始熔化温度较低，在较热的室温下有熔化风险，而经过本发明处理过的含鱼皮明胶的魔芋胶凝胶材料则能拥有相对较高的熔化温度。而在魔芋胶与鱼皮明胶中添加卡拉胶或者结冷胶虽然也可以制备出具有较高熔化温度的魔芋凝胶材料，但是其凝胶强度比卡拉胶与结冷胶联合制备的魔芋凝胶材料低，因此卡拉胶与结冷胶对整个体系也具有一定的促进作用。
Claims (10)
1.一种含鱼皮明胶的魔芋凝胶材料，其特征在于：所述魔芋凝胶材料由下述按总质量分数100%计数的原料制成：魔芋胶0.6-1.4%，卡拉胶0.4-0.6%，鱼皮明胶粉4-7%，结冷胶0.01%-0.03%，高碘酸钠0.3-0.7%，氯化钾0.08-0.13%，可溶性钙盐0.06-0.10%，柠檬酸钠0.08-0.13%，硼酸钠0.04-0.1%，余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种含鱼皮明胶的魔芋凝胶材料，其特征在于：所述结冷胶为低酰基结冷胶。
3.根据权利要求1所述的一种含鱼皮明胶的魔芋凝胶材料，其特征在于：所述可溶性钙盐为二水氯化钙，无水氯化钙和乳酸钙中的任意一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种含鱼皮明胶的魔芋凝胶材料的制备方法，其特征在于：制备步骤如下：
（1）将魔芋胶和卡拉胶溶于水，加热并加入高碘酸钠，乳化4-7min后加入乙二醇，得到液体A；
（2）将鱼皮明胶粉和结冷胶溶于等量水，搅拌加热得到液体B；
（3）将步骤（1）得到的液体A和步骤（2）得到液体B混合得到液体C，并加入氯化钾，可溶性钙盐，柠檬酸钠，快速混合得到均质；
（4）在步骤（3）得到的均质中加入硼酸钠，搅拌、过滤、冷却后得到产品。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述魔芋胶与卡拉胶的质量比为3：2至7：3。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述高碘酸钠的用量为魔芋胶用量的40-60%；高碘酸钠与乙二醇的质量比为0.75-1:1。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的水量为胶体总质量的89-100倍。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述鱼皮明胶粉为水量的8-14%，结冷胶为水量的0.02%-0.06%。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述氯化钾的用量为液体C的0.08-0.13%，可溶性钙盐为液体C的0.06-0.10%，柠檬酸钠为液体C的0.08-0.13%。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的硼酸钠的用量为均质的0.04-0.1%。
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