CN1269888C - 魔芋葡甘聚糖复合凝胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

魔芋葡甘聚糖复合凝胶，其原料与水的重量百分比为：魔芋葡甘聚糖1.5-2%、β一环状糊精0.75-2%、变性淀粉0.25-1.25%和卡拉胶0.375-0.625%，其余成份为水或者药剂和水组成；制备方法包括：胶液配制、凝胶化、注模成型、脱膜、蒸煮、漂洗和成品包装；还可以在制备过程中添加各种防腐保鲜材料，生产保鲜、抗菌凝胶。本发明的凝胶具有优良的可塑性、成膜性、凝胶不可逆性及较高的持水性等特殊的理化性质，还具有原料资源丰富、取材方便、工艺简单等优点。

Description

魔芋葡甘聚糖复合凝胶及其制备方法

所属技术领域  本发明涉及凝胶及其制备方法，特别是魔芋葡甘聚糖复合凝胶及其制备方法。

背景技术  凝胶简单地说是由液体与高分子网络所组成。由于液体与高分子网络的亲和性，液体被高分子网络封闭在里面，失去了流动性，因此凝胶能象固体一样显示出一定的形状。人们对凝胶的认识，直到不久前还只是停留在凝胶是一种既非固体又非液体的物质，既能说它是一种能保持形状的液体也能说它是一种柔软的固体。凝胶可以按各种方式来分类：根据来源可分为天然凝胶与合成凝胶；根据高分子网络里所含的液体，可分为水凝胶和有机凝胶；根据高分子交联的方式可以分为化学凝胶与物理凝胶。在这些凝胶中，水凝胶是常见也是最为重要的一种。绝大多数的生物、植物内存在的天然凝胶以及许多合成高分子凝胶均属于水凝胶。近年来，对环境刺激敏感，尤其对pH和温度敏感的聚合物水凝胶的研究比较深入。当这类水凝胶受到外界环境微小的物理或化学刺激，其自身的某些物理和化学性质会发生相应突变，因此，刺激响应水凝胶也被称作“智能聚合物”。

申请号为00119160.8的发明专利“一种凝胶食品”，介绍了一种以茄科假酸浆属植物种子为原料提取精制的增稠胶体物质，添加其他辅料后开发果冻等凝胶食品的方法。

《粮食与饲料工业》1998年第11期发表了李艳的文章《魔芋凝胶性能的研究和果冻粉的制造方法》，介绍了魔芋是天南星科魔芋属多年生草本植物，可利用部分主要为地下球状块茎。所谓魔芋精粉，是从魔芋块茎中离析出来的，其主要成分是魔芋葡甘聚糖，它是葡萄糖与甘露糖的聚合物，具有很强的吸水能力和膨润作用，吸水后体积膨胀80-100倍，可广泛用于食品行业，并着重介绍了魔芋果冻食品的开发，其基本工艺如下：将魔芋精粉、卡拉胶、琼脂、明胶等原料，溶于一定量冷水中，搅拌均匀，溶胀20分钟后，加热至100℃，然后冷却至室温。

《食品科技》2002年第10期发表了刘树兴等人的文章《复合魔芋胶果冻的研制》，研究探索了以魔芋胶为基础，复加黄原胶、卡拉胶和琼脂，生产优质果冻的最佳配方。通过正交实验，确定了最佳复合胶比例为：魔芋胶∶黄原胶∶卡拉胶∶琼脂＝4∶2∶2∶1。文章着重介绍了复合魔芋胶果冻的工艺及多种复合胶的性能，包括凝胶状态、弹性、韧性、均一性和透明度等的比较。复合魔芋胶果冻的制作工艺流程如下：(魔芋胶+黄原胶+卡拉胶+琼脂)--混合--溶胶--煮胶--调配--灌装---密封--灭菌--冷却--检验--成品。

申请号为01106670.9的发明专利“高纯度魔芋葡甘聚糖的提取工艺”，介绍了一种以魔芋精粉为原料，采用物理分离、酶解、混合溶剂淬取、纯水净化、脱水等方法提取高纯度魔芋葡甘聚糖的方法。

一般来说，高分子水凝胶的构造均呈无定形状态，没有规则。这些凝胶因为不具有规则的构造，对诸如电场、pH、温度、光、溶剂等的外部环境的刺激反应迟钝，没有协同性。因此，研究人工合成构造规则的凝胶，是赋予凝胶“智能”的一个不可欠缺的手段。当这类智能凝胶受到外界环境微小的物理或化学刺激，其自身的某些物理和化学性质会发生相应突变。现有的凝胶特别是以单一多糖为主的凝胶，其稳定性和质构尚存在一些问题如凝胶性能差，易于破裂，析水率大，耐盐稳定性差等，另外，单一多糖的溶液粘度较小，通常要加大加入量才能形成凝胶。

发明内容  本发明的目的，是利用凝胶所具有的液体与高分子网络的亲和性，以魔芋葡甘聚糖为主料，多种多糖复配人工合成构造规则的，对环境刺激敏感，尤其是pH和温度敏感的凝胶。

本发明的魔芋葡甘聚糖复合凝胶，组成成份为(W/W，即原料与水的重量百分比，下同)：魔芋葡甘聚糖1.5-2％、β-环状糊精0.75-2％、变性淀粉0.25-1.25％、卡拉胶0.375-0.625％，其余成份为水或者药剂和水组成，所述药剂为苯甲酸与山梨酸钾、或茶多酚与壳聚糖、或L-抗坏血酸与甜菜碱中的一组，其含量为0.01-3％。

本发明采用的变性淀粉为IF313。

制备方法包括：胶液配制、凝胶化、注模成型、脱膜、蒸煮、漂洗和成品包装；

具体方法如下：

A、胶液配制：按原料与凝胶的重量百分比分别为魔芋葡甘聚糖1.5-2％、β-环状糊精0.75-2％、变性淀粉0.25-1.25％和卡拉胶0.375-0.625％的量，将魔芋葡甘聚糖、β-环状糊精、变性淀粉和卡拉胶，溶于蒸馏水或由苯甲酸和山梨酸钾、或茶多酚和壳聚糖、或L-抗坏血酸和甜菜碱中的一组药剂配成的浓度为0.01-1.5％的水溶液中，调pH值至pH10-12，并且搅拌0.5-1h配成胶液；

B、凝胶化：胶液在85-95℃条件下恒温静置20-40min，形成不可逆凝胶；

C、注模成型：根据产品外形的需要，将上述复合凝胶注入相应的模具内使其成型；

D、脱膜：去除模具；

E、蒸煮：在沸水中蒸煮0.5-2h；

F、漂洗：清水漂洗；

G、成品包装：根据产品的不同形状选择与其相适应的盒子包装。

本发明的魔芋葡甘聚糖复合凝胶及其制备方法，以魔芋葡甘聚糖为主要成分，具有优良的可塑性、成膜性、凝胶不可逆性及较高的亲水性、持水性等特殊的理化性质；用魔芋葡甘聚糖作为可食性复合凝胶的主原料，与海藻酸钠和大豆蛋白相比，其抗拉强度好，品质稳定性高，有较好的色泽和香气；β-环状糊精具有疏水的内部与亲水的外部结构，易溶于水；卡拉胶、变性淀粉与魔芋葡甘聚糖具有协同增效的作用。魔芋葡甘聚糖、卡拉胶、变性淀粉共混后随着分子间交联反应的进行，达到了相容的结果，分子间相互交替形成新的网络，从而使可食性魔芋葡甘聚糖复合北援胶的性能得到了明显的提高和改善，优于单一葡甘聚糖。本发明以水凝胶为基材，具有良好的生物相容性。水凝胶的众多优异特性来源于凝胶网络中含有大量的溶液，聚合物水化后呈柔软的橡胶态，对生物组织的刺激性低；水凝胶与溶液之间较低的界面张力则可以减少蛋白质和细胞在凝胶表面的吸附。

由于魔芋葡甘聚糖凝胶对外加的色素及香精有一定的保留效果，因此，在制作过程中还可以加入天然色素和香精，使魔芋葡甘聚糖凝胶能长久地保持迷人的色泽和持久宜人的香气。

我国魔芋资源十分丰富，广布于四川、云南、贵州、福建、湖北、江西、江苏以及甘肃、宁夏、陕西等省的边远山区，具有取材方便、价格低廉等优点。

具体实施例：为了充分公开本发明的魔芋葡甘聚糖复合凝胶及其制备方法，下面结合实施例加以说明。

实施例一：魔芋葡甘聚糖复合凝胶仿真食品及其制备方法

魔芋葡甘聚糖复合凝胶仿真食品的组成成份为(W/W)：魔芋葡甘聚糖1.875％、β-环状糊精0.75％、变性淀粉0.75％、卡拉胶0.375％，其余成份为水；

制备方法包括：胶液配制、凝胶化、注模成型、脱膜、蒸煮、漂洗和成品包装；

具体方法如下：

胶液配制：按原料与凝胶的重量百分比分别为魔芋葡甘聚糖1.875％、β-环状糊精0.75％、变性淀粉0.75％和卡拉胶0.375％的量，将魔芋葡甘聚糖、β-环状糊精、变性淀粉和卡拉胶溶于蒸馏水中，调pH值至pH11，并且搅拌0.5h配成胶液；

凝胶化：胶液在90℃条件下恒温静置30min，形成不可逆凝胶；

注模成型：根据产品外形的要求选择相适应的模具，将上述复合凝胶注入模具内使其成型；

脱膜：去除模具；

蒸煮：在沸水中蒸煮1h；

漂洗：清水漂洗5h；

成品包装：根据产品的不同形状选择与其相适应的盒子包装。

实施例二：保鲜魔芋葡甘聚糖复合凝胶及其制备方法

保鲜魔芋葡甘聚糖复合凝胶的组成成份为(W/W)：魔芋葡甘聚糖1.875％、β-环状糊精0.75％、变性淀粉0.75％和卡拉胶0.375％，其余成份为0.01％苯甲酸、0.5％山梨酸钾和水。

制备方法包括：胶液配制、凝胶化、注模成型、脱膜、蒸煮、漂洗和成品包装；

其中，胶液配制：按原料与凝胶的重量百分比分别为魔芋葡甘聚糖1.875％、β-环状糊精0.75％、变性淀粉0.75％和卡拉胶0.375％的量，将魔芋葡甘聚糖、β-环状糊精、变性淀粉和卡拉胶溶于含0.01％苯甲酸和0.5％山梨酸钾的水溶液中，调pH值至pH11，并且搅拌0.5h配成胶液；

其余的制备方法参照实施例一。

实施例三：抗菌魔芋葡甘聚糖复合凝胶及其制备方法

抗菌魔芋葡甘聚糖复合凝胶的组成成份为(W/W)：魔芋葡甘聚糖1.875％、β-环状糊精0.75％、变性淀粉0.75％和卡拉胶0.375％，其余成份为1％茶多酚、1.5％壳聚糖和水。

制备方法包括：胶液配制、凝胶化、注模成型、脱膜、蒸煮、漂洗和成品包装；

其中，胶液配制：按原料与凝胶的重量百分比分别为魔芋葡甘聚糖1.875％、β-环状糊精0.75％、变性淀粉0.75％和卡拉胶0.375％的量，将魔芋葡甘聚糖、β-环状糊精、变性淀粉和卡拉胶溶于含1％茶多酚和1.5％壳聚糖的水溶液中，调pH值至pH11，并且搅拌0.5h配成胶液；

其余的制备方法参照实施例一。

实施例四：防霉魔芋葡甘聚糖复合凝胶及其制备方法

防霉魔芋葡甘聚糖复合凝胶的组成成份为(W/W)：魔芋葡甘聚糖1.875％、β-环状糊精0.75％、变性淀粉0.75％和卡拉胶0.375％，其余成份为0.1％L-抗坏血酸、0.05％甜菜碱和水。

制备方法包括：胶液配制、凝胶化、注模成型、脱膜、蒸煮、漂洗和成品包装；

其中，胶液配制：按原料与凝胶的重量百分比分别为魔芋葡甘聚糖1.875％、β-环状糊精0.75％、变性淀粉0.75％和卡拉胶0.375％的量，将葡甘聚糖、β-环状糊精、变性淀粉和卡拉胶溶于含0.1％L-抗坏血酸和0.05％甜菜碱的水溶液中，调pH值至pH11，并且搅拌0.5h配成胶液；

其余的制备方法参照实施例一。

上述各种魔芋葡甘聚糖复合凝胶均为无毒的凝胶，根据其不同的配方，有些可以直接食用，如实施例一，其模具可以做成虾、目鱼、蛏、鲤鱼等形状，开发系列海洋仿真食品素虾、素目鱼、素蛏、素鲤鱼等。可广泛应用于冷冻食品、调味品、仿生食品、布丁制作等食品行业。实施例二、三、四的的模具可做成不同规格的盒子等形状，其产品可作果蔬或其他食品的防菌、防霉、保鲜等多种用途。作食品保鲜等材料使用时，即使保鲜材料未洗净或误食之，亦无妨害。

Claims (8)

1、一种魔芋葡甘聚糖复合凝胶的制备方法，包括以下步骤：

胶液配制：按原料与凝胶的重量百分比分别为魔芋葡甘聚糖1.5-2％、β-环状糊精0.75-2％、IF313变性淀粉0.25-1.25％和卡拉胶0.375-0.625％的量，将魔芋葡甘聚糖、β-环状糊精、IF313变性淀粉和卡拉胶溶于蒸馏水中，调pH值至pH10-12，并且搅拌0.5-1h配成胶液；

凝胶化：胶液在85-95℃条件下恒温静置20-40min，形成不可逆凝胶；

注模成型：根据产品外形的需要，将上述复合凝胶注入相应的模具内使其成型；

脱膜：去除模具；

蒸煮：在沸水中蒸煮0.5-2h；

漂洗：清水漂洗；

成品包装：根据产品的不同形状选择与其相适应的盒子包装。

2、一种根据权利要求1所述的方法制备的魔芋葡甘聚糖复合凝胶。

3、一种保鲜魔芋葡甘聚糖复合凝胶的制备方法，包括以下步骤：

胶液配制：按原料与凝胶的重量百分比分别为魔芋葡甘聚糖1.5-2％、β-环状糊精0.75-2％、IF313变性淀粉0.25-1.25％和卡拉胶0.375-0.625％的量，将魔芋葡甘聚糖、β-环状糊精、IF313变性淀粉和卡拉胶溶于含0.01％苯甲酸和0.5％山梨酸钾的水溶液中，调pH值至pH10-12，并且搅拌0.5-1h配成胶液；

凝胶化：胶液在85-95℃条件下恒温静置20-40min，形成不可逆凝胶；

注模成型：根据产品外形的需要，将上述复合凝胶注入相应的模具内使其成型；

脱膜：去除模具；

蒸煮：在沸水中蒸煮0.5-2h；

漂洗：清水漂洗；

成品包装：根据产品的不同形状选择与其相适应的盒子包装。

4、一种根据权利要求3所述的方法制备的保鲜魔芋葡甘聚糖复合凝胶。

5、一种抗菌魔芋葡甘聚糖复合凝胶的制备方法，包括以下步骤：

胶液配制：按原料与凝胶的重量百分比分别为魔芋葡甘聚糖1.5-2％、β-环状糊精0.75-2％、IF313变性淀粉0.25-1.25％和卡拉胶0.375-0.625％的量，将魔芋葡甘聚糖、β-环状糊精、IF313变性淀粉和卡拉胶溶于含1％茶多酚和1.5％壳聚糖的水溶液中，调pH值至pH10-12，并且搅拌0.5-1h配成胶液；

凝胶化：胶液在85-95℃条件下恒温静置20-40min，形成不可逆凝胶；

注模成型：根据产品外形的需要，将上述复合凝胶注入相应的模具内使其成型；

脱膜：去除模具；

蒸煮：在沸水中蒸煮0.5-2h；

漂洗：清水漂洗；

成品包装：根据产品的不同形状选择与其相适应的盒子包装。

6、一种根据权利要求5所述的方法制备的抗菌魔芋葡甘聚糖复合凝胶。

7、一种防霉魔芋葡甘聚糖复合凝胶的制备方法，包括以下步骤：

胶液配制：按原料与凝胶的重量百分比分别为魔芋葡甘聚糖1.5-2％、β-环状糊精0.75-2％、IF313变性淀粉0.25-1.25％和卡拉胶0.375-0.625％的量，将魔芋葡甘聚糖、β-环状糊精、IF313变性淀粉和卡拉胶溶于含0.1％L-抗坏血酸和0.05％甜菜碱的水溶液中，调pH值至pH10-12，并且搅拌0.5-1h配成胶液；

凝胶化：胶液在85-95℃条件下恒温静置20-40min，形成不可逆凝胶；

注模成型：根据产品外形的需要，将上述复合凝胶注入相应的模具内使其成型；

脱膜：去除模具；

蒸煮：在沸水中蒸煮0.5-2h；

漂洗：清水漂洗；

成品包装：根据产品的不同形状选择与其相适应的盒子包装。

8、一种根据权利要求7所述的方法制备的防霉魔芋葡甘聚糖复合凝胶。