分子压植物组织脱水方法、所得脱水组织和脱水流出物及包含它们的加工产品技术

本发明专利技术涉及一种使用固态水溶性聚合物作为脱水剂的分子压植物组织脱水方法，其特征在于通过胞外冷冻现象来脱水，这时植物组织与固态的ＰＥＧ、阿拉伯树胶、阿拉伯半乳聚糖、蛋清蛋白、乳蛋白、大豆蛋白等水溶性聚合物相混合。与常规脱水方法相比，即使仅使用很少量的聚合物，也可以得到更好的脱水量和脱水速度等效果；该方法还可以得到优良质量的脱水组织和脱水流出物，并且可以降低能耗、保护环境。得到的脱水组织在重新水合以后具有优良的储存稳定性、风味和质地，脱水流出物在浓缩的有用组分、风味、保存质量等方面都很优秀。本发明专利技术制得的脱水组织和脱水流出物可以用于同的领域，如食品、饮料、饲料、美容品、医药、香料、农药、颜料等。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
使用固态水溶性聚合物作为脱水剂的分子压植物组织脱水方法
本专利技术涉及植物组织的分子压(molecular press)脱水方法。植物组织的脱水技术在食品、饮料、饲料、化妆品、制药等行业是很有用的。
技术介绍
常规的植物组织脱水和干燥方法包括渗透脱水、热风干燥、冻干等。在渗透脱水中，细胞质中的低渗溶液中的水通过半透膜转移到脱水剂的高渗溶液中。在该方法中，植物浸没在浓缩的脱水溶液中，靠细胞膜内外的浓度梯度造成脱水。该方法中也包括加盐(比如使用食盐等)、加糖(比如使用葡萄糖等)来作为脱水剂。该方法的突出优点是开始时的脱水速率高。但是，其缺点是最终的脱水量并不多，因为细胞膜的快速收缩和破坏造成透过的大部分水仍然留在细胞壁中，当脱水剂扩散到细胞壁中以后，细胞内外已经不存在脱水剂浓度差，脱水过程立刻停止。而且，大量的脱水剂进入到细胞壁中会降低脱水以后的干燥速度，因为脱水剂溶质降低了水活度，也给脱水组织的风味造成负面的影响，也降低了组织在干燥以后重新水合的质量，因为在脱水过程中脱水剂破坏了细胞壁的组分。而-->且，由于在脱水过程中造成细胞膜的破坏，大量的细胞内组分流出来，从而降低了降低了脱水组织的质量。因此，该方法用于脱水组织的保藏，使用的脱水剂是盐或糖，缩短脱水时间，尤其是作为提高干燥组织质量的干燥预处理步骤。热风干燥也是常规的植物组织脱水方法。该方法的突出优点是成本低，但是用于处理高级食品比较困难，因为会造成脱水组织的颜色、风味、结构等的质量的恶化。冻干方法是快速冷冻植物组织，然后在高度真空下升华干燥。与其他方法相比，食品组分改变很少，因而食品的质量得到很好的维持。但是，由于细胞组织在冷冻时受到破坏，其组织结构也受到强烈破坏，并且成本较高。所以，该方法仅仅用于加工高级食品。相应的，需要开发植物组织的脱水方法，要求低成本、高产率的完成植物组织的脱水和干燥，并且使脱水组织在重新水合时仍然能够保留原有的质量和价值，也能够更有效的利用脱水组织。可以用于植物组织脱水的另外一种原理是胞外冷冻(cytorrhysis)现象，胞外冷冻是一种也被称作“胞壁坍塌”的生物学现象。当植物组织处于水溶性聚合物的浓缩溶液中时，由于聚合物的分子比细胞壁的孔大，不能进入细胞壁内部，从而对细胞壁造成扩散压力，细胞会发生收缩和扭曲，从而脱水。胞外冷冻脱水与常规的渗透脱水类似，都是通过使用细胞外的溶质来完成脱水，其不同之处在于，胞外冷冻中使用的聚合物分子比细胞壁的孔大因而不能进入细胞，而渗透脱水中的溶质则可以穿过细胞-->壁的孔。因此，与渗透脱水相比，胞外冷冻脱水时可以始终保持细胞内外的浓度梯度，因而可以脱去大量的水，而在渗透脱水中，由于溶质分子会进入细胞内，当细胞内外的浓度差消失时，脱水也就停止。胞外冷冻作为一种脱水方法，已经报道用不同分子量的聚乙二醇(PEG)溶液来对马铃薯组织脱水(Dong-Won Choi，a study ondewatering and impregnation soaking process of potato，1998)。该研究的结果表明，与常规的渗透压原理相比，胞外冷冻脱水更有用，因为其开始脱水时使用的PEG溶液的分子量是600或者更大，在PEG4000溶液中可以看到典型的胞外冷冻现象，脱水量也比用盐大。上述研究的物质平衡是基于，假设在脱水过程中植物固体没有流出来。事实上，胞外冷冻脱水的研究表明，有一部分植物固体流出到脱水溶液中。因此，上述研究的胞外冷冻现象和从物质平衡测得的脱水量可能并不精确，已经发现，PEG的分子量越大，胞外冷冻现象越明显，PEG水溶液的浓度越高，脱水量越大。由于分子量越大，水溶性越低，制造浓缩的水溶性聚合物溶液比较困难，预测有效的脱水也比较困难，除非使用大量的聚合物，比如达到新鲜植物的5～10倍，在脱水过程中流出来的水稀释了脱水溶液。在上述研究中，仅仅揭示了实际用于实验的PEG溶液浓度，但是其他内容，比如PEG与植物的比率，并没有公开。而且，由于在脱水过程中流出了大量的水溶性物质，除了质量保持和利用脱水组织以外，还要考虑脱水流出物(dehydrated exudate)的质量保持和利用。但是，在上述研究的方法中，流出物很容易被微-->生物污染，因为有用流出物的浓度很低，而且脱水过程中的脱水溶液逐渐被稀释，从而提高了水活度。因此，由于流出物被污染并且其质量被降低，存在的问题是不能有效的利用流出物。相应的，在胞外冷冻现象被应用于实际的植物组织脱水之前，还有许多内容需要研究。根据胞外冷冻的原理，本专利技术提供了一种有效的植物组织脱水方法。
技术实现思路
本专利技术涉及使用固态水溶性聚合物作为脱水剂的分子压植物组织脱水方法。本专利技术的分子压脱水方法中的固态是指晶态状态或者粉末状态。而且，也是指一种悬浮液，其中的一部分聚合物以晶态或者粉末状态的固态分散，过饱和量的聚合物与水混合。与常规的使用水溶液相比，本专利技术的分子压脱水方法仅使用约1/5～1/10的聚合物作为固态脱水剂，具有较高的脱水效果。与悬浮液相比，虽然晶态或者粉末状态显示较高的脱水效率，但是在初始脱水时和对于大表面积的组织，悬浮液具有比晶态或者粉末态更高的效率。组织表面可以被均匀的被悬浮液覆盖。尤其是，可以通过调节叶片等组织的悬浮液的浓度来促进脱水效果。在开始阶段，如果使用固态聚合物，它们植物组织表面的水分所溶解，从而发生脱水。随着脱水的进行，从组织中流出的水不断溶解聚合物，在整个脱水过程中，植物组织都处于饱和溶液中，也就有可-->能有效的维持脱水，并防止质量的改变。由于使用固态聚合物可以在不破坏细胞组织的情况下脱水，细胞内的高分子组分，比如酶，不会从脱水组织中流出，也就有可能防止酶的褐化。而且，由于在脱水和干燥阶段，组织的表面被覆盖着高分子量的脱水剂，就可以防止植物组织直接暴露在空气中，也就有可能减少氧化褐化。如果使用固态聚合物，流出的植物组分没有被稀释，仍然维持其原始植物组织的浓度，流出物也保留了其新鲜组织的风味，不会被酶改变或者氧化。而且，还可以保持没有破坏的脱水流出物在新鲜状态，而不需要使用防腐剂、防腐消毒等，也防止了由于微生物生长引起的流出物腐败，因为维持高分子量脱水剂的浓度在饱和状态，可以降低水活度。本专利技术的分子压脱水方法中使用的水溶性聚合物优选的是，其分子大小比植物细胞壁的孔径大，在水中的溶解度较大以便制得其浓缩溶液，溶解到水中以后的粘度胶小以便促进分子的扩散。可以用于本专利技术的分子压脱水方法中的水溶性聚合物包括PEG、阿拉伯树胶、阿拉伯半乳聚糖、蛋清蛋白、乳蛋白、大豆蛋白等。PEG是一种合成聚合物，由于它在水中的溶解度较大，而且其水溶液的粘度低，因而适合用于胞外冷冻。较佳的PEG分子量为3400或者更大。当使用的PEG溶液的分子量是1500或更大时，就会发生胞外冷冻现象。当PEG的分子量达到2000时，只会发生细胞的部分收缩，当PEG的分子量是3400或更大时，细胞显著收缩，发生脱水-->现象。阿拉伯树胶、阿拉伯半乳聚糖、蛋清蛋白的水溶液粘度较低，因而可以容易的通过胞外冷冻来引导脱水现象。虽然乳蛋白和大豆蛋白在水中的溶解度较低，其水溶液的粘度较大，它们仍然可以通过胞外冷冻来引导脱水，并且脱水效果比渗透脱水更好。本专利技术的分子压脱水方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植物组织的分子压脱水方法，其特征在于，一种能够引起胞外冷冻现象的固态的水溶性聚合物与植物组织相混合。

【技术特征摘要】
KR 2001-11-9 2001/697771.一种植物组织的分子压脱水方法，其特征在于，一种能够引起胞外冷冻现象的固态的水溶性聚合物与植物组织相混合。2.如权利要求1所述的分子压脱水方法，其特征在于，所述的固态为结晶或粉末。3.如权利要求1所述的分子压脱水方法，其特征在于，在所述的固态中，过量的所述水溶性聚合物与水混合制成饱和溶液，一部分所述的聚合物以结晶或粉末的固体形态悬浮于其中。4.如权利要求1～3中任意一项所述的分子压脱水方法，其特征在于，所述的水溶性聚合物选自下述的一种或者多种化合物：聚乙二醇、阿拉伯树胶、阿拉伯半乳聚糖、蛋清蛋白、乳蛋白、大豆蛋白。5.如权利要求1～3中任意一项所述的分子压脱水方法，其特征在于，所述的聚乙二醇的分子量为3400或者更大。6.如权利要求1～3中任意一项所述的分子压脱水方法，其特征在于，所述的水溶性聚合物选自下述的一种或者多种化合物：阿拉伯树胶、阿拉伯半乳聚糖、蛋清蛋白。7.如权利要求1～3中任意一项所述的分子压脱水方法，其特征在于，所述的水溶性聚合物选自下述的一种或者多种化合物：乳蛋白、大豆蛋白。8.如权利要求1～3中任意一项所述的分子压脱水方法，其特征在于，一种小分子脱水辅助剂与所述的水溶性聚合物相混...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞明植，徐铉昌，
申请(专利权)人：俞明植，徐铉昌，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]