一种高吸水性交联魔芋干凝胶的制备方法技术

本发明专利技术涉及魔芋干凝胶的技术领域，公开了一种高吸水性交联魔芋干凝胶的制备方法，包括如下步骤：（1）将魔芋粉加入水中至完全溶解，得到魔芋溶液；（2）将聚甲基丙烯酸钠加入乙醇中，再向其中分散NaHCO3，之后离心分离取沉淀物；（3）将魔芋溶液和引发剂加入到氢氧化钠溶液中，再加入沉淀物进行第一次加热反应，过滤后，得到聚合物

【技术实现步骤摘要】
一种高吸水性交联魔芋干凝胶的制备方法


[0001]本专利技术涉及魔芋干凝胶的
，尤其涉及一种高吸水性交联魔芋干凝胶的制备方法。

技术介绍

[0002]现在社会青少年的生活标准逐步提高，经常接触各色各样的食物；青壮年人群的生活节奏快、工业压力大，心理和生理上的压力导致饮食不规律、不健康；老年人退休后由于运动量的骤减导致热量摄入大于支出，这些人群都有一些外在因素引发的体重超标的问题。2021年国家卫健委公布了相关数据：我国成年居民超重肥胖率超过50％，青少年肥胖率近20％，自1992年后肥胖人群每年都在增加。因此，各年龄段的人群都需要极大重视体重控制，体重控制是当下各年龄段人群对自我身体管理的重要手段之一，也是肥胖治疗中的重要内容，在生命健康领域有举足轻重的地位。体重控制的核心是控制热量摄入，即每日的摄入热量等于或小于自身基础代谢所需热量，而最直接的方法是通过控制饮食来保持热量收支平衡。
[0003]在饮食结构中提高膳食纤维的摄入量能够有效地控制热量摄入并提供长时间的饱腹感，但这要求每人每日摄入大量的蔬菜，经济成本高。另外，过量摄入富含膳食纤维的主食，如红薯、玉米等，也会因为碳水化合物的摄入过量引起体重增加。因此在日常饮食中摄入膳食纤维应该达到便宜、高效、热量低等目标。
[0004]魔芋中葡甘聚糖的含量较高，魔芋葡甘聚糖(KGM)是一种源于天然产物的碱性食品，具有低热量、低脂肪和高纤维等特点，是十分理想的膳食纤维。魔芋葡甘聚糖具有较高的吸水率，服用一定量后可以产生明显的饱腹感，但其溶胀速度较慢，而且，分散在水中时由于不具备特定形状而成为具有流动性的流体，因此食用后很快就能从胃中排出到肠道内，饱腹感的持续时间不够长。因此，采用物理复合和化学交联的方法对魔芋葡甘聚糖进行改性，能够有效改善上述两方面的问题。
[0005]其中，利用碱对魔芋葡甘聚糖进行脱乙酰和交联是最常见且安全食用的方法，但是，若条件控制不当会导致过度交联，使得魔芋葡甘聚糖吸水率明显下降。中国专利技术专利CN103250943A公开了一种高复水魔芋膳食纤维食品及其制造方法，利用高碱性氢氧化钙溶液对魔芋葡甘聚糖脱乙酰基形成不可逆凝胶，产品最终复水率最高只有15倍，这表明魔芋葡甘聚糖在高碱性溶液中过度交联会改变魔芋的特性并使吸水率降低，饱腹感和食用性也会变差。

技术实现思路

[0006]为了解决魔芋交联后的吸水率降低问题，本专利技术提供了一种高吸水性交联魔芋干凝胶的制备方法，通过魔芋与高吸水性材料进行交联，提升吸水率的同时，避免其发生过度交联问题，在吸水溶胀时能够保持一定形状，具备良好的饱腹感和食用性。
[0007]本专利技术的具体技术方案为：本专利技术提供了一种高吸水性交联魔芋干凝胶的制备方
法，包括如下步骤：(1)将魔芋粉加入水中至完全溶解，得到魔芋溶液；(2)将聚甲基丙烯酸钠加入乙醇中，再向其中分散NaHCO3，之后离心分离取沉淀物；(3)将魔芋溶液和引发剂加入到氢氧化钠溶液中，再加入沉淀物进行第一次加热反应，过滤后，得到聚合物I；(4)将聚合物I加入到酸液中，接着加入氨基酸并超声，过滤后，得到聚合物Ⅱ；(5)将聚合物Ⅱ加入到氯化钠溶液中，再加入壳聚糖和引发剂进行第二次加热反应，经后处理，得到魔芋干凝胶。
[0008]本专利技术通过聚甲基丙烯酸钠、壳聚糖交联魔芋葡甘聚糖以赋予产品高吸水率，并且具有快速的溶胀平衡能力和凝胶粘连能力，溶胀后能够凝胶成为一定形状的块状产品，增加饱腹感。
[0009]现有技术中利用碱对魔芋葡甘聚糖进行脱乙酰和交联，但容易导致过度交联，使得魔芋葡甘聚糖吸水率明显下降，而本专利技术通过加入NaHCO3，其能够在酸液中产生气泡进而赋予凝胶丰富的多孔结构，该多孔结构不仅有助于填补添加氨基酸小分子，提高魔芋凝胶质感、生物相容性，以及提高产品附加值，而且有助于与壳聚糖大分子胶体进行进一步复配，大分子之间能够更好地相互之间缠绕，提高结构稳定性，有利于形成具有稳定形状的凝胶块状，提升饱腹感。在魔芋凝胶中直接加入NaHCO3容易分散不均，还容易在水溶液中就产生气泡形成分布不均匀的多孔结构，而在NaHCO3表面利用聚甲基丙烯酸钠进行改性包覆，能够延缓气泡产生，还能够提高均一分布性，最终能够通过控制凝胶交联结构达到快速溶胀平衡，并具备高吸水率。
[0010]作为优选，步骤(1)中，所述魔芋粉的粘度为10000～35000mPa
·
s；所述魔芋溶液的质量浓度为1～3％。
[0011]作为优选，步骤(2)中，所述聚甲基丙烯酸钠和NaHCO3的质量比为5～10：1。
[0012]聚甲基丙烯酸钠和NaHCO3的质量比影响包覆改性效果，若质量比过大会导致NaHCO3不易发泡形成多孔结构，若质量比过小会导致NaHCO3过早发泡，均会影响后续交联效果。
[0013]作为优选，步骤(3)中，所述魔芋溶液、引发剂、氢氧化钠溶液和沉淀物的质量比为5000：3～5：1000：40～50。
[0014]该质量比以及反应条件会影响魔芋和聚甲基丙烯酸钠的交联效果，为防止魔芋溶液的过度交联，应加以控制。
[0015]作为优选，步骤(3)中，所述氢氧化钠溶液的pH值为11.5～12；所述第一次加热反应为在55～60℃下反应30～45min。
[0016]作为优选，步骤(4)中，所述酸液为柠檬酸或苹果酸的水溶液，pH值为5～5.5；所述聚合物I和氨基酸的质量比为100：10～15；所述氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸、苏氨酸和赖氨酸中的一种或多种。
[0017]所选用的氨基酸为小分子氨基酸，且能够为产品带来较好的附加值。
[0018]作为优选，步骤(5)中，所述氯化钠溶液的质量浓度为20～25％；所述聚合物Ⅱ和壳聚糖的质量比为100：50～60。
[0019]氯化钠溶液有助于防止魔芋的过度交联，而聚合物Ⅱ和壳聚糖的质量比会影响二次交联的效果，在该反应条件下，魔芋凝胶能够达到较好的交联结构，提高吸水率。二次交联为脱除碱后的凝胶在较高温度下的再度凝胶，可以形成更加紧密的凝胶结构，能够快速溶胀、增加饱腹感和咀嚼感，但不会因为溶胀程度过大而不易排出，影响健康。
[0020]作为优选，步骤(5)中，所述第二次加热反应为在100～105℃下反应10～20min。
[0021]作为优选，步骤(5)中，所述后处理为：将反应后溶液趁热倒入模具中，溶液厚度为1～1.5cm，在30～50℃通风环境中脱水干燥，再经过脱模、粉碎，得到魔芋干凝胶。
[0022]作为优选，所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)通过聚甲基丙烯酸钠、壳聚糖交联魔芋葡甘聚糖以赋予产品高吸水率，并且具有快速的溶胀平衡能力和凝胶粘连能力，溶胀后能够凝胶成为一定形状的块状产品，增加饱腹感；(2)通过加入NaHCO3赋予凝胶丰富的多孔结构，不仅有助于填补添加氨基酸小分子，提高魔芋凝胶质感、生物相容性，以及提高产品附加值，而且有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高吸水性交联魔芋干凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将魔芋粉加入水中至完全溶解，得到魔芋溶液；（2）将聚甲基丙烯酸钠加入乙醇中，再向其中分散NaHCO3，之后离心分离取沉淀物；（3）将魔芋溶液和引发剂加入到氢氧化钠溶液中，再加入沉淀物进行第一次加热反应，过滤后，得到聚合物
І
；（4）将聚合物
І
加入到酸液中，接着加入氨基酸并超声，过滤后，得到聚合物Ⅱ；（5）将聚合物Ⅱ加入到氯化钠溶液中，再加入壳聚糖和引发剂进行第二次加热反应，经后处理，得到魔芋干凝胶。2.如权利要求1所述高吸水性交联魔芋干凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述魔芋粉的粘度为10000~35000 mPa
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s；所述魔芋溶液的质量浓度为1~3%。3.如权利要求1所述高吸水性交联魔芋干凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述聚甲基丙烯酸钠和NaHCO3的质量比为5~10：1。4.如权利要求1所述高吸水性交联魔芋干凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述魔芋溶液、引发剂、氢氧化钠溶液和沉淀物的质量比为5000：3~5：1000：40~50。5.如权利要求1或4所述高吸水性交联魔芋干凝胶的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜汉卿，黄俊超，钱仁君，
申请(专利权)人：溥畅杭州智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：