[發明專利]一種高保水性魔芋葡甘聚糖凝膠的制備方法及其設備

在審

• 申請號: 202110725700.7
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113367324A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 栗俊廣;白艷紅;許澤宇;徐聰;王昱;張旭玥;馬旭陽;李可;望運滔;杜曼婷
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業大學
• 主分類號: A23L29/244
• 分類號: A23L29/244;A23L5/30
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 冉珊敏

本發明屬于食品加工領域，涉及凝膠保水性的研究，特別是指一種高保水性魔芋葡甘聚糖凝膠的制備方法及其設備。本發明在凍結方法上創新提出了沿空間坐標軸三個方向同時對同一區域施加超聲場處理的“三向正交超聲波場輔助凍結凝膠”方法。利用30W/L密度功率的三向正交超聲波場輔助凍結凝膠，使凝膠的凍結時間從1898s縮短至65s，析水率降低了13.97%，持水率提高了17.87%，凝膠強度提高了6.9倍，凝膠內自由水含量降低了4.4%。相較于空氣凍結而言，該方法凍結速率更快、空化作用更強、空化區域和聲強分布更為均勻，不僅提高了魔芋凝膠在低溫區域的保水性，顯著降低了解凍損失，還極大的提高了凝膠強度。

技術領域

本發明屬于食品加工領域，涉及凝膠保水性的研究，特別是指一種高保水性魔芋葡甘聚糖凝膠的制備方法及其設備。

背景技術

魔芋葡甘聚糖（KGM）作為一種天然的高分子中性多糖，在堿性條件下受熱可脫去乙酰基繼而形成具有高彈特性的熱不可逆脫乙酰魔芋葡甘聚糖凝膠。在食品工業中，該凝膠因其在低溫區域的冷凍-解凍后凝膠強度大幅度增強的獨特現象被廣泛應用，相關魔芋制品在市場中也受到廣泛歡迎。但在冷凍-解凍增強凝膠強度的過程中，凝膠出水現象嚴重，且其解凍后凝膠水分易析出，這一缺點限制了其在食品工業中的發展。

專利CN201710564708.3，公開了一種響應面法優化超聲波輔助提取魔芋葡甘聚糖的工藝，給出了利用超聲波輔助提高魔芋葡甘聚糖提取的效率，但是利用超聲波提高魔芋葡甘聚糖凝膠性能的研究，并未有相關的研究數據。本課題組研究發現三向正交超聲波輔助凍結技術具有促進晶核的生成、輔助二次結晶、提高冰晶生長速率、空化作用更強、空化區域和聲強分布更為均勻等作用，使物料更快的通過冰晶生成帶，此外，三向正交超聲波輔助凍結過程中超聲波產生的空化作用還具有一定的均質作用，可改善物料內部的結構。然而目前研究發現超聲波處理可通過改善魔芋溶膠內部結構的有序性、降低魔芋葡甘聚糖的分子量提高溶膠的性能，目前三向正交超聲波場輔助處理凝膠并凍結的方法及其應用還鮮有報道。

發明內容

本發明提出一種高保水性魔芋葡甘聚糖凝膠的制備方法及其設備，解決了魔芋葡甘聚糖凝膠在低溫區域的保水性低的技術問題，提高凝膠強度，改善口感，提升產品品質。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種高保水性魔芋葡甘聚糖凝膠的制備方法，步驟如下：

（1）稱取魔芋粉質量12%的無水堿鹽完全溶解于水中，配制堿液；

（2）利用魔芋粉配制一定質量濃度的葡甘聚糖溶膠；

（3）將步驟（1）的堿液加入到步驟（2）的葡甘聚糖溶膠中，攪拌均勻，然后加熱脫去乙酰基，制得凝膠；

（4）將步驟（3）的凝膠浸泡于檸檬酸鈉溶液中至凝膠達到一定的pH，然后利用“三向正交超聲波場輔助凍結凝膠”方法來凍結凝膠；

（5）將經過步驟（4）處理的凝膠置于解凍室空氣解凍，即得高保水性魔芋葡甘聚糖凝膠。

所述步驟（1）中無水堿鹽為無水碳酸鈉、氫氧化鈣或氫氧化鈉。

所述步驟（2）中魔芋粉為包含65wt%以上葡甘聚糖的一級魔芋粉，葡甘聚糖溶膠中葡甘聚糖的質量百分比為2wt%-4wt%。

所述步驟（3）中加熱脫去乙酰基的條件為90℃加熱25-35min。

所述步驟（4）中檸檬酸鈉溶液的質量濃度為2wt%，pH為4.0-4.2。

所述超聲波輔助的步驟為：將一定pH的凝膠，放入超聲波輔助凍結池中，池中加入10L凍結液，凍結液溫度為-30℃，聚能超聲波頻率為20kHZ，功率為300W，超聲時間5s、間歇時間5s，超聲至魔芋凝膠中心溫度達到-18℃。

所述步驟（5）中空氣解凍的溫度為25℃、空氣相對濕度為80%-90%，空氣解凍后凝膠的中心溫度為8℃。