CN115260773A - 基于改性明胶制备凝胶的方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于改性明胶制备凝胶的方法和在果冻中的应用，基于改性明胶制备凝胶的方法包括如下步骤：将透明质酸、葡萄糖酸内酯、三聚磷酸钠反应制备得大分子交联剂；将大分子交联剂溶液滴加入到pH至4～5的明胶溶液中，反应固化，即得。与明胶相比，本发明制备的改性明胶凝胶够综合改善质构特性，提升其拉伸强度和断裂伸长率，提升其在果冻中的口感、色泽等应用效果。

Description

基于改性明胶制备凝胶的方法和应用
技术领域
本发明涉及明胶应用技术领域，具体涉及一种基于改性明胶制备凝胶的方法和其在果冻等食品中应用。
背景技术
明胶是由动物的皮肤、筋腱、骨等结缔组织中的胶原蛋白制备而成的多肽分子混合物，是天然蛋白之一，含有人体必须的18种氨基酸，不含脂质和胆固醇，易被人体吸收。明胶的相对分子量在几万至几十万范围之间不等，是一种两性物质。明胶的分子结构上含有大量羟基、氨基和羧基，因此吸水性极强，可溶于水而不溶于大部分有机溶剂，溶于水后可溶胀至自身5～10倍的质量，并且具有凝胶化、乳化性、起泡性等功能特性。
但是，明胶的凝胶强度较低，综合质构特性还需要提升。
发明内容
基于此，有必要提供一种基于改性明胶制备凝胶的方法和应用，能够提升改善综合质构特性，从而提升其在果冻等食品中的应用效果。
本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种基于改性明胶制备凝胶的方法，包括如下步骤：将透明质酸与葡萄糖酸内酯在水中进行反应，得改性透明质酸；将改性透明质酸与三聚磷酸钠在水中反应，制备得大分子交联剂；将明胶加入水中，并调整pH至4～5，水浴加热溶解，得明胶溶液；将大分子交联剂水溶液滴加入到明胶溶液中，于不低于40℃(优选40～60℃)条件下反应8～10h，在室温下冷却呈凝胶，即得。
在其中一些实施例中，透明质酸和葡萄糖酸内酯的质量比为1:5～7，两者的反应条件为：磁搅拌条件下，65℃反应18～24h。
在其中一些实施例中，改性透明质酸与三聚磷酸钠的质量比为1:2～3，两者的反应条件为：室温下反应2～3h。
在其中一些实施例中，明胶溶液中明胶的含量为3～5wt％。
在其中一些实施例中，采用柠檬酸水溶液调整明胶溶胶溶液的pH至4～5，水浴加热温度为65℃。研究实验表明：在pH4～5范围下所得凝胶结构更加致密。
在其中一些实施例中，所述基于改性明胶制备凝胶的方法还包括将改性明胶凝胶于4℃冷藏18～24h固化的步骤。
上述所述基于改性明胶制备凝胶的方法所述制备获得的凝胶。
本发明还可以提供上述制备方法制备获得的凝胶在制备食品、保健品中的应用。
本发明可以提供一种果冻，包含上述制备方法制备获得的凝胶。
在其中一些实施例中，所述果冻主要由如下原料制备而成：上述制备方法制备获得的凝胶5份、魔芋粉0.1～0.2份、氯化钾0.02～0.05份、柠檬酸钠0.01～0.05份、甜蜜素0.02～0.1份、山梨酸钾0.03～0.1份、食用色素0.001～0.003份、香精0.05～0.1份、DL-苹果酸0.03～0.1份以及90～100份水。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过透明质酸、葡萄糖酸内酯、三聚磷酸钠反应制备得到大分子交联剂，改性明胶反应后，可以改善明胶的综合质构特性，提升其拉伸强度和断裂伸长率，提升其在果冻中的口感、色泽等应用效果。
附图说明
图1为改性明胶凝胶的析水率分析统计图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，以使本领域的技术人员更加清楚地理解本发明。
以下各实施例，仅用于说明本发明，但不止用来限制本发明的范围。基于本发明中的具体实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的情况下，所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
在本发明实施例中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品；在本发明实施例中，若未具体指明，所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
关键物料来源及理化性能：
明胶：罗赛洛明胶，A型，250动力，购自广东升彤贸易有限公司。分子量约25万道尔顿，粒度为60目。蛋白含量85～90％，水分含量8～13％，灰分0.5～2％。
实施例1
本实施例提供一种基于透明质酸改性明胶制备凝胶的方法，包括如下步骤：
S1，称取1g透明质酸和5g葡萄糖酸内酯，分散于20ml水溶液中，磁力搅拌，65℃下加热回流18h，反应结束后，用乙醇和蒸馏水洗涤样品，得改性透明质酸。
S2，将改性透明质酸和三聚磷酸钠以质量比1:2溶解于去离子水中，磁力搅拌下反应2h。应结束后经洗涤干燥，得到白色粉末固体化合物，为改性透明质酸大分子交联剂。
S3，称取3g明胶溶于70℃去离子水中，并利用10％的柠檬酸溶液调节其pH为4-5，得到明胶溶液。将步骤S2制备的改性透明质酸大分子交联剂制备而10mg/mL的水溶液，滴加入到明胶溶液中，于45℃条件下保温30min进行化学交联，于室温(17～32℃)下冷却成胶，之后再置于4℃冰箱内保温，得透明质酸改性明胶的凝胶复合物，简称“改性明胶凝胶”。
实施例2
本实施例提供一种基于透明质酸改性明胶制备凝胶的方法，其制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于：步骤S1中，透明质酸和葡萄糖酸内酯的质量比为1:6。
实施例3
本实施例提供一种基于透明质酸改性明胶制备凝胶的方法，其制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于：步骤S1中，透明质酸和葡萄糖酸内酯的质量比为1:7。
实施例4
本实施例提供一种基于透明质酸改性明胶制备凝胶的方法，其制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于：步骤S2中，改性透明质酸和三聚磷酸钠的质量比为1:3。
实施例5
本实施例提供一种基于透明质酸改性明胶制备凝胶的方法，其制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于：步骤S1中，改性透明质酸和葡萄糖酸内酯的质量比为1:6；步骤S2中，改性透明质酸和三聚磷酸钠的质量比为1:3。
实施例6
本实施例提供一种基于透明质酸改性明胶制备凝胶的方法，其制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于：步骤S1中，改性透明质酸和葡萄糖酸内酯的质量比为1:7；步骤S2中，改性透明质酸和三聚磷酸钠的质量比为1:3。
将未经改性的明胶原料凝胶与实施例1至6制备的改性明胶凝胶放在相同的容器内，分别称取明胶凝胶质量。再分别记录经过24h、48h、96h、192h后的明胶凝胶质量，计算析出的水分质量与析水率。
析水率的测试结果统计见图1。由图1可以看出，相比未经改性的明胶原料凝胶，实施例1至6制备的改性明胶凝胶持水能力更强，在192h内析出水分更少，水分被紧锁在明胶与透明质酸形成的凝胶网络结构之间。
以未经改性的明胶原料为对照，分别对实施例1至6的改性明胶凝胶进行质构特性测试，测试方法步骤为：
采用质构仪(TA.XT.Plus)进行测定明胶凝胶物性。探头采用P/36(直径为36mm的圆柱探头)，下降速度为1.0mm/s。由TPA曲线可得凝胶硬度、弹性、内聚性、咀嚼性等表征。
质构特性测试的结果统计见下表：
试验例 凝胶强度(g) 硬度(Kg/g/N) 弹性 内聚性 咀嚼性
明胶 45.9±0.5 328.192±19.24 0.927±0.01 0.854±0.02 214.593±19.54
实施例1 49.6±0.3 839.382±23.58 1.395±0.01 1.887±0.01 833.829±42.45
实施例2 46.1±1.1 524.96±33.28 1.521±0.08 1.284±0.03 591.24±41.24
实施例3 51.2±1.0 421.54±10.92 0.994±0.02 2.061±0.01 694.21±35.69
实施例4 53.4±0.6 775.12±17.62 1.022±0.06 1.558±0.04 561.51±54.14
实施例5 48.3±0.4 761.35±23.94 1.432±0.01 0.948±0.05 709.68±15.26
实施例6 47.2±0.5 613.52±24.84 1.185±0.02 1.334±0.03 774.88±31.75
由上表可以看出：相较于未经改性的明胶原料凝胶，实施例1至6所制备得到改性明胶凝胶的综合物性都有不同程度的改善。
另外，本申请还探究了不同化学交联改性明胶凝胶对其断裂伸长率和拉伸强度的影响。
以用玉米淀粉、壳聚糖、L-阿拉伯糖化学交联改性明胶凝胶为对照，对透明质酸改性明胶进行机械性能的测定，测试方法步骤为：采用TAXT-plus型物性测定仪进行明胶凝胶机械性能测定。初始夹具为30mm，速度为1mm/s。
统计结果见下表：
Figure BDA0003771168200000061
注：p＜0.05，差异显著。
由上表可以看出，本发明透明质酸改性明胶凝胶的断裂伸长率和拉伸强度均优于其他物质改性明胶凝胶。
以未经改性的明胶原料为对照，分别对采用实施例1至6制备的改性明胶凝胶制备的果冻进行口感、色泽、风味及质地评价。
应用方法为：将透明质酸改性明胶作为原料制备复配果冻。
果冻主要是由以下重量份的原料制成：每100g果冻含有5g明胶/改性明胶凝胶、卡拉胶0.15g、魔芋粉0.15g、氯化钾0.037g、柠檬酸钠0.02g、甜蜜素0.065g、山梨酸钾0.05g、食用色素0.0025g、香精0.1g、DL-苹果酸0.05g以及余量水。
感官评价的步骤及得分标准为：
将未经改性的明胶原料制得的果冻以及由实施例1至6所制备的改性明胶凝胶制备的果冻分发给10位评定人员，品尝后从口感、色泽、风味、质地等四个方面进行分析。10位评定人员由年龄分布为20-30岁，味觉正常，数量相等的男女性构成。
感官品评员首先进行味觉及嗅觉测试：分别酸、甜、咸、鲜四种基本味觉配置成水溶液，针对品评员进行测试；将一般常接触的30个气味放入锡箔纸，由品评员嗅闻记忆并考察。
感官分析标准如下表：
Figure BDA0003771168200000071
评分结果统计见下表：
果冻的感官评分表
试验例 口感 色泽 风味 质地
明胶 21.82±0.41 15.23±0.33 14.83±1.90 14.08±2.18
实施例1 24.01±1.23 16.83±0.94 17.94±1.02 15.04±0.54
实施例2 24.55±1.14 17.15±1.05 17.99±1.66 15.62±0.97
实施例3 24.92±0.95 17.64±0.94 18.23±2.04 15.57±0.64
实施例4 23.84±1.63 17.94±0.62 18.03±1.22 14.96±0.79
实施例5 24.02±1.15 16.98±0.98 18.64±1.65 14.23±1.14
实施例6 24.51±1.03 18.03±0.83 18.46±0.81 15.31±1.36
由上表可以看出：相较于由未经改性的明胶原料凝胶制成的果冻，改性明胶凝胶制备的果冻的综合感官特性都有所提升。
在此有必要指出的是，以上实施例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和说明，并不是对本发明的技术方案的进一步的限制，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于改性明胶制备凝胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将透明质酸与葡萄糖酸内酯在水中进行反应，得改性透明质酸；
将改性透明质酸与三聚磷酸钠在水中反应，制备得大分子交联剂；
将明胶加入水中，并调整pH至4～5，水浴加热溶解，得明胶溶液；
将大分子交联剂水溶液滴加入到明胶溶液中，于不低于40℃条件下反应8～10h，在室温下冷却呈凝胶，即得。
2.根据权利要求1所述的基于改性明胶制备凝胶的方法，其特征在于，透明质酸和葡萄糖酸内酯的质量比为1:5～7，两者的反应条件为：磁搅拌条件下，65℃反应18～24h。
3.根据权利要求1所述的基于改性明胶制备凝胶的方法，其特征在于，改性透明质酸与三聚磷酸钠的质量比为1:2～3，两者的反应条件为：室温下反应2～3h。
4.根据权利要求1至3任一项所述的基于改性明胶制备凝胶的方法，其特征在于，明胶溶液中明胶的含量为3～5wt％。
5.根据权利要求4所述的的基于改性明胶制备凝胶的方法，其特征在于，采用柠檬酸水溶液调整明胶溶胶溶液的pH至4～5，水浴加热温度为65℃。
6.根据权利要求1至3任一项所述的的改基于改性明胶制备凝胶的方法，其特征在于，还包括将改性明胶凝胶于4℃冷藏18～24h固化的步骤。
7.由权利要求1至6任一项所述的基于改性明胶制备凝胶的方法所制备获得的凝胶。
8.权利要求1至6任一项所述的基于改性明胶制备凝胶的方法或者其所制备获得的改性明胶凝胶在制备食品、保健品中的应用。
9.一种果冻，其特征在于，包含权利要求1至6任一项所述的基于改性明胶制备凝胶的方法制备获得的凝胶。
10.根据权利要求9所述的果冻，其特征在于，所述果冻主要由如下原料制备而成：权利要求1至6任一项所述的基于改性明胶制备凝胶的方法所制备获得的凝胶5份、魔芋粉0.1～0.2份、氯化钾0.02～0.05份、柠檬酸钠0.01～0.05份、甜蜜素0.02～0.1份、山梨酸钾0.03～0.1份、食用色素0.001～0.003份、香精0.05～0.1份、DL-苹果酸0.03～0.1份以及90～100份水。
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