本发明涉及应用于酸奶的一种酰胺化果胶的制备方法。
背景技术：
：商业化果胶是一种从植物细胞壁中提取出来的多糖化合物，作为一种食品添加剂被广泛应用于食品、保健和医药行业。果胶主要是由半乳糖醛酸组成，其中部分半乳糖醛酸羧基发生甲酯化，酯化度为65-80％。为改变果胶的功能性，可采用酸、碱或氨进行化学降酯。果胶的化学降酯是随机过程，可发生β-降解导致果胶半乳糖醛酸间α-1，4糖苷键的断裂，进而降低果胶的分子量。果胶的分子量对果胶的功能特性如凝胶性、保水性等非常重要。相比化学法降解de,采用酶法更具有广泛吸引力和前景。尽管酶法降酯可减轻果胶的降解，但是很少采用植物甲酯酶，可脱酯产生可控制的嵌段结构的果胶同时保证果胶分子量。在果胶酰胺化反应过程中，果胶会发生分子量和分子构象的改变。影响果胶分子量的最显著因素是酰胺化反应过程中发生的β-降解反应。β-降解反应将导致果胶链的断裂，从而使果胶分子量下降，从而粘度下降。而β-降解反应除与酰胺化反应的温度、醇氨溶液的浓度有关，更与酰胺化反应前的初始果胶质量有关。初始果胶的分子量对最终的酰胺化果胶在酸奶中起到的高增稠、高保水作用有关。此外，初始果胶的de分布也与最终的酰胺化果胶在酸奶中的起到的粘度有关，果胶非甲酯化半乳糖醛酸的嵌段分布的存在，可使酸奶粘度增加。因此酰胺化初始果胶的酯化度分布和分子量组合可提供果胶新型的结构和功能特性，而这些特性可被应用在新产品、保健、医药等应用领域中。技术实现要素：本发明公开一种酰胺化果胶的制备方法，采用以下技术方案：1)酒精不溶物(ais)制备：取风干粉碎后的橙皮，加入3～4倍体积90％(v/v)酒精，90℃下缓慢搅拌10～20min；酒精可溶物，包含小分子糖和色素经离心除去，酒精不溶物60℃烘干6h，粉碎备用；2)制备初提悬浮液：称取上述酒精不溶物ais，加入到40～60℃去离子水中，ais和去离子水的质量比为1:10～1:30，用浓硝酸调ph至2.0～2.5，在温度为40～60℃，转速为400rpm条件下，搅拌提取1～3h，得初提悬浮液；3)制备果胶清液：将步骤2)得到的初提悬浮液通过真空转鼓过滤机过滤，所得滤液即为果胶清液；4)酶解：将步骤3)得到的清液加入到不锈钢保温罐中，维持温度在45～55℃，采用10％碳酸钠溶液调节酶解ph4.0～4.5，向清液中加入浓缩液质量20～50ppm的果胶甲酯酶开启搅拌，在转速100rpm条件下反应，当清液的酯化度达到所需要的酯化度时，停止反应；5)灭酶：将步骤4)得到的清液在温度75～85℃，ph2.0～2.5条件下灭酶10～15min，然后迅速冷却至50℃以下；6)超滤：将步骤5)灭酶后的清液采用截留相对分子量为1000u的超滤膜对果胶清液进行超滤，加入去离子水洗涤浓缩至原体积1/3-1/4；7)制备洗涤滤饼：向步骤6)的浓缩液中加入70％的乙醇，浓缩液和70％的乙醇的体积比为1:3，过滤，得滤饼，用70％乙醇洗涤3～5次，每次洗涤所用70％乙醇和滤饼的质量比为5～10:1，并搅拌30min，得洗涤滤饼；8)制备粉末初始果胶：将步骤7)得到的洗涤滤饼在60℃条件下干燥，干燥后粉碎筛分，获得粉末初始果胶；9)制备醇氨溶液的制备：浓氨水与70％乙醇混合得到醇氨溶液，醇氨溶液中氨浓度为3％～5％；10)制备酰胺化果胶悬浮液：将步骤9)制备的醇氨溶液与步骤8)制备的粉末滤饼按4:1(v/w)的比例混合，在温度为6℃，转速为100r/min条件下,搅拌3-6h，得酰胺化果胶悬浮液；11)制备应用于酸奶的酰胺化果胶：将步骤10)获得的酰胺化果胶悬浮液过滤，得到一次滤饼，向一次滤饼中加入60％乙醇，一次滤饼和60％乙醇的(w/v)为1:2，在60rpm条件下搅拌30min，过滤，得二次滤饼，向二次滤饼中加入50～70％乙醇，二次次滤饼和50～70％乙醇的(w/v)为1:2，在60rpm条件下搅拌30min，过滤，得三次滤饼，向三次滤饼中加入60％乙醇，三次滤饼和60％乙醇的(w/v)为1:2，加入62～65％w/w浓硝酸，调节ph为4.2，过滤，得四次滤饼，将第四次滤饼进行干燥至水分含量≤10％，后经粉碎，筛分后，即得应用于酸奶的酰胺化果胶；所述浓硝酸质量浓度为浓度62～65％；所述果胶甲酯酶是从橙皮中分离出来的，可脱酯产生可控制的嵌段结构的果胶的甲酯酶。步骤8)所述粉末初始果胶的目数为50～150目，平均粒度为100目。发明具有以下有益技术效果：1.采用植物果胶甲酯酶可制备具有高分子量和可控制的嵌段结构酰胺化果胶，操作条件温和，环境污染少。2.选取果胶甲酯酶法制备的分子量150000以上、de＝30-35％初始果胶，经酰胺化反应生成的酰胺化果胶应用于酸奶中，具有增稠显著、析水率低等应用特点，结构均匀、质地细腻，长时间放置，长时间放置酸奶不产生稠度下降和析水现象。3.果胶甲酯酶是从橙皮中分离出来的，可脱酯产生可控制的嵌段结构的果胶的甲酯酶；植物果胶甲酯酶是沿着分子单链，从果胶分子的还原性末端或其邻近的游离羧基开始进攻除去甲氧基，形成具有一定分区嵌段结构的脱酯果胶。4.选取果胶甲酯酶法制备的分子量150000以上、de＝30-35％初始果胶，经酰胺化反应生成的酰胺化果胶可显著改变肠道菌群，促进肠道益生菌的增长。具体实施方式实施例1：1)酒精不溶物(ais)制备：取风干粉碎后的橙皮，加入3倍体积90％(v/v)酒精，90℃下缓慢搅拌20min。酒精可溶物，包含小分子糖和色素经离心除去，酒精不溶物60℃烘干6h，粉碎备用。2)制备初提悬浮液：称取上述酒精不溶物ais，加入到50℃去离子水中，ais和去离子水的质量比为1:20，用浓硝酸调ph至2.5，在温度为50℃，转速为400rpm条件下，搅拌提取2h，得初提悬浮液；3)制备果胶清液：将步骤2)得到的初提悬浮液通过真空转鼓过滤机过滤，所得滤液即为果胶清液；4)酶解：将步骤3)得到的清液加入到不锈钢保温罐中，温度保持在50℃，采用10％碳酸钠溶液调节酶解ph4.38，向清液中加入浓缩液质量30ppm的果胶甲酯酶开启搅拌，在转速100rpm条件下反应，当清液的酯化度达到所需要的酯化度时，停止反应；5)灭酶：将步骤4)得到的清液在温度80℃，ph2.0～2.5条件下灭酶10～15min，然后迅速冷却至50℃以下；6)超滤：将步骤5)灭酶后的清液采用截留相对分子量为1000u的超滤膜对果胶清液进行超滤，加入去离子水洗涤浓缩至原体积1/4。7)制备洗涤滤饼：向步骤6)的浓缩液中加入70％的乙醇，浓缩液和70％的乙醇的体积比为1:3，过滤，得滤饼，用70％乙醇洗涤5次，每次洗涤所用70％乙醇和滤饼的质量比为10:1，并搅拌30min，得洗涤滤饼；8)制备粉末初始果胶：将步骤7)得到的洗涤滤饼在60℃条件下干燥，干燥后粉碎筛分，获得粉末初始果胶；初始果胶de分子量(mw)51.5144750检测结果见上表。9)制备醇氨溶液的制备：浓氨水与70％乙醇混合得到醇氨溶液，醇氨溶液中氨浓度为5％；10)制备酰胺化果胶悬浮液：将步骤9)制备的醇氨溶液与步骤8)制备的粉末滤饼按4:1(v/w)的比例混合，在温度为6℃，转速为100r/min条件下,搅拌3-6h，得酰胺化果胶悬浮液；11)制备应用于酸奶的酰胺化果胶：将步骤10)获得的酰胺化果胶悬浮液过滤，得到一次滤饼，向一次滤饼中加入60％乙醇，一次滤饼和60％乙醇的(w/v)为1:2，在60rpm条件下搅拌30min，过滤，得二次滤饼，向二次滤饼中加入50～70％乙醇，二次次滤饼和50～70％乙醇的(w/v)为1:2，在60rpm条件下搅拌30min，过滤，得三次滤饼，向三次滤饼中加入60％乙醇，三次滤饼和60％乙醇的(w/v)为1:2，加入62～65％w/w浓硝酸，调节ph为4.2，过滤，得四次滤饼，将第四次滤饼进行干燥至水分含量≤10％，后经粉碎，筛分后，即得酰胺化果胶；酰胺化果胶de(初始)da(最终)de(最终)分子量(mw)51.521.323.2140860检测结果见上表。实施例2：1)酒精不溶物(ais)制备：取风干粉碎后的橙皮，加入3倍体积90％(v/v)酒精，90℃下缓慢搅拌20min。酒精可溶物，包含小分子糖和色素经离心除去，酒精不溶物60℃烘干6h，粉碎备用。2)制备初提悬浮液：称取上述酒精不溶物ais，加入到50℃去离子水中，ais和去离子水的质量比为1:20，用浓硝酸调ph至2.5，在温度为50℃，转速为400rpm条件下，搅拌提取2h，得初提悬浮液；3)制备果胶清液：将步骤2)得到的初提悬浮液通过真空转鼓过滤机过滤，所得滤液即为果胶清液；4)酶解：将步骤3)得到的清液加入到不锈钢保温罐中，温度保持在50℃，采用10％碳酸钠溶液调节酶解ph4.11，向清液中加入浓缩液质量36ppm的果胶甲酯酶开启搅拌，在转速100rpm条件下反应，当清液的酯化度达到所需要的酯化度时，停止反应；5)灭酶：将步骤4)得到的清液在温度80℃，ph2.0～2.5条件下灭酶10～15min，然后迅速冷却至50℃以下；6)超滤：将步骤5)灭酶后的清液采用截留相对分子量为1000u的超滤膜对果胶清液进行超滤，加入去离子水洗涤浓缩至原体积1/4。7)制备洗涤滤饼：向步骤6)的浓缩液中加入70％的乙醇，浓缩液和70％的乙醇的体积比为1:3，过滤，得滤饼，用70％乙醇洗涤5次，每次洗涤所用70％乙醇和滤饼的质量比为10:1，并搅拌30min，得洗涤滤饼；8)制备粉末初始果胶：将步骤7)得到的洗涤滤饼在60℃条件下干燥，干燥后粉碎筛分，获得粉末初始果胶；初始果胶de分子量(mw)43.5133900检测结果见上表。9)制备醇氨溶液的制备：浓氨水与70％乙醇混合得到醇氨溶液，醇氨溶液中氨浓度为4.5％；10)制备酰胺化果胶悬浮液：将步骤9)制备的醇氨溶液与步骤8)制备的粉末滤饼按4:1(v/w)的比例混合，在温度为6℃，转速为100r/min条件下,搅拌3-6h，得酰胺化果胶悬浮液；11)制备应用于酸奶的酰胺化果胶：将步骤10)获得的酰胺化果胶悬浮液过滤，得到一次滤饼，向一次滤饼中加入60％乙醇，一次滤饼和60％乙醇的(w/v)为1:2，在60rpm条件下搅拌30min，过滤，得二次滤饼，向二次滤饼中加入50～70％乙醇，二次次滤饼和50～70％乙醇的(w/v)为1:2，在60rpm条件下搅拌30min，过滤，得三次滤饼，向三次滤饼中加入60％乙醇，三次滤饼和60％乙醇的(w/v)为1:2，加入62～65％w/w浓硝酸，调节ph为4.2，过滤，得四次滤饼，将第四次滤饼进行干燥至水分含量≤10％，后经粉碎，筛分后，即得酰胺化果胶；检测结果见上表。实施例3：1)酒精不溶物(ais)制备：取风干粉碎后的橙皮，加入3倍体积90％(v/v)酒精，90℃下缓慢搅拌20min。酒精可溶物，包含小分子糖和色素经离心除去，酒精不溶物60℃烘干6h，粉碎备用。2)制备初提悬浮液：称取上述酒精不溶物ais，加入到50℃去离子水中，ais和去离子水的质量比为1:20，用浓硝酸调ph至2.5，在温度为50℃，转速为400rpm条件下，搅拌提取2h，得初提悬浮液；3)制备果胶清液：将步骤2)得到的初提悬浮液通过真空转鼓过滤机过滤，所得滤液即为果胶清液；4)酶解：将步骤3)得到的清液加入到不锈钢保温罐中，温度保持在50℃，采用10％碳酸钠溶液调节酶解ph4.11，向清液中加入浓缩液质量36ppm的果胶甲酯酶开启搅拌，在转速100rpm条件下反应，当清液的酯化度达到所需要的酯化度时，停止反应；5)灭酶：将步骤4)得到的清液在温度80℃，ph2.0～2.5条件下灭酶10～15min，然后迅速冷却至50℃以下；6)超滤：将步骤5)灭酶后的清液采用截留相对分子量为1000u的超滤膜对果胶清液进行超滤，加入去离子水洗涤浓缩至原体积1/4。7)制备洗涤滤饼：向步骤6)的浓缩液中加入70％的乙醇，浓缩液和70％的乙醇的体积比为1:3，过滤，得滤饼，用70％乙醇洗涤5次，每次洗涤所用70％乙醇和滤饼的质量比为10:1，并搅拌30min，得洗涤滤饼；8)制备粉末初始果胶：将步骤7)得到的洗涤滤饼在60℃条件下干燥，干燥后粉碎筛分，获得粉末初始果胶；初始果胶de分子量(mw)35.8158900检测结果见上表。9)制备醇氨溶液的制备：浓氨水与70％乙醇混合得到醇氨溶液，醇氨溶液中氨浓度为4.5％；10)制备酰胺化果胶悬浮液：将步骤9)制备的醇氨溶液与步骤8)制备的粉末滤饼按4:1(v/w)的比例混合，在温度为6℃，转速为100r/min条件下,搅拌3-6h，得酰胺化果胶悬浮液；11)制备应用于酸奶的酰胺化果胶：将步骤10)获得的酰胺化果胶悬浮液过滤，得到一次滤饼，向一次滤饼中加入60％乙醇，一次滤饼和60％乙醇的(w/v)为1:2，在60rpm条件下搅拌30min，过滤，得二次滤饼，向二次滤饼中加入50～70％乙醇，二次次滤饼和50～70％乙醇的(w/v)为1:2，在60rpm条件下搅拌30min，过滤，得三次滤饼，向三次滤饼中加60％乙醇，三次滤饼和60％乙醇的(w/v)为1:2，加入62～65％w/w浓硝酸，调节ph为4.2，过滤，得四次滤饼，将第四次滤饼进行干燥至水分含量≤10％，后经粉碎，筛分后，即得酰胺化果胶；酰胺化果胶de(初始)da(最终)de(最终)分子量(mw)35.817.513.9160060检测结果见上表。实施例4：1)酒精不溶物(ais)制备：取风干粉碎后的橙皮，加入3倍体积90％(v/v)酒精，90℃下缓慢搅拌20min。酒精可溶物，包含小分子糖和色素经离心除去，酒精不溶物60℃烘干6h，粉碎备用。2)制备初提悬浮液：称取上述酒精不溶物ais，加入到50℃去离子水中，ais和去离子水的质量比为1:20，用浓硝酸调ph至2.5，在温度为50℃，转速为400rpm条件下，搅拌提取2h，得初提悬浮液；3)制备果胶清液：将步骤2)得到的初提悬浮液通过真空转鼓过滤机过滤，所得滤液即为果胶清液；4)酶解：将步骤3)得到的清液加入到不锈钢保温罐中，温度保持在50℃，采用10％碳酸钠溶液调节酶解ph4.11，向清液中加入浓缩液质量36ppm的果胶甲酯酶开启搅拌，在转速100rpm条件下反应，当清液的酯化度达到所需要的酯化度时，停止反应；5)灭酶：将步骤4)得到的清液在温度80℃，ph2.0～2.5条件下灭酶10～15min，然后迅速冷却至50℃以下；6)超滤：将步骤5)灭酶后的清液采用截留相对分子量为1000u的超滤膜对果胶清液进行超滤，加入去离子水洗涤浓缩至原体积1/4。7)制备洗涤滤饼：向步骤6)的浓缩液中加入70％的乙醇，浓缩液和70％的乙醇的体积比为1:3，过滤，得滤饼，用70％乙醇洗涤5次，每次洗涤所用70％乙醇和滤饼的质量比为10:1，并搅拌30min，得洗涤滤饼；8)制备粉末初始果胶：将步骤7)得到的洗涤滤饼在60℃条件下干燥，干燥后粉碎筛分，获得粉末初始果胶；初始果胶de分子量(mw)29.9153500检测结果见上表。9)制备醇氨溶液的制备：浓氨水与70％乙醇混合得到醇氨溶液，醇氨溶液中氨浓度为4.5％；10)制备酰胺化果胶悬浮液：将步骤9)制备的醇氨溶液与步骤8)制备的粉末滤饼按4:1(v/w)的比例混合，在温度为6℃，转速为100r/min条件下,搅拌3-6h，得酰胺化果胶悬浮液；11)制备应用于酸奶的酰胺化果胶：将步骤10)获得的酰胺化果胶悬浮液过滤，得到一次滤饼，向一次滤饼中加入60％乙醇，一次滤饼和60％乙醇的(w/v)为1:2，在60rpm条件下搅拌30min，过滤，得二次滤饼，向二次滤饼中加入50～70％乙醇，二次次滤饼和50～70％乙醇的(w/v)为1:2，在60rpm条件下搅拌30min，过滤，得三次滤饼，向三次滤饼中加入60％乙醇，三次滤饼和60％乙醇的(w/v)为1:2，加入62～65％w/w浓硝酸，调节ph为4.2，过滤，得四次滤饼，将第四次滤饼进行干燥至水分含量≤10％，后经粉碎，筛分后，即得酰胺化果胶；酰胺化果胶de(初始)da(最终)de(最终)分子量(mw)29.914.813.9155060检测结果见上表。下面结合实验数据进一步说明本发明的有益效果：实验一：1材料与方法：1.1试验地点：烟台安德利果胶股份有限公司产品开发中心实验室1.2实验对象：本发明制备的酰胺化果胶(实例3)，对比1(实例1制备的酰胺化果胶)和对比2(专利zl200510021986.1制备的酰胺化果胶)。1.3检测方法：采用qb2484-2000食品添加剂果胶的检测方法检测酯化度(de)、酰胺化度(da)，采用高效液相色谱法测定果胶分子量。本实验除了处理不同外，其他条件均一致。2结果与分析：表1由表1中本发明和对比1比较可知，采用酶法制备初始果胶，初始果胶的de不同对后来酰胺化反应生成的酰胺化果胶的分子量无显著性影响。本发明、对比1和对比2相比，采用酶法和酸法制备初始果胶进而酰胺化反应生成的酰胺化果胶比较，可以看出酶法最终得到的酰胺化果胶分子量显著高于酸法。将上述3种酰胺化果胶用于酸奶生产中，果胶用量0.1％-0.2％，产品蛋白含量3-4％，检测产品的稠度和析水率，并观察现象，见表2表2由上述数据比较，本发明应用于酸奶中，具有增稠显著、析水率低等应用特点，结构均匀、质地细腻，长时间放置，长时间放置酸奶不产生稠度下降和析水现象。实验二：1材料与方法：1.1试验地点：烟台安德利果胶股份有限公司产品开发中心实验室。1.2实验对象：本发明制备的酰胺化果胶(实例3)，对比1(实例1制备的酰胺化果胶)和对比2(专利zl200510021986.1制备的酰胺化果胶),对比3(双歧三联活菌bifico)。1.3检测方法：选取40例结肠炎患者，以10例健康体检者作为正常组，采集粪便标本，测定肠道菌群，观察不同组间患者肠道菌群构成变化。将40例结肠炎患者随机分成5组，对照组10例，不予服用果胶和益生菌；其他3组服用本发明制备的酰胺化果胶(实例3)，实例1制备的酰胺化果胶(对比1)和专利zl200510021986.1制备的酰胺化果胶(对比2)各5g/次，2次/d；第五组服用双歧三联活菌bifico(对比3)2粒，2次/d。总疗程均为4周，分别采集服用前后的粪便标本进行检测。本实验除了材料不同外，其他条件均一致。2结果与分析：不予服用任何果胶或益生菌的结肠炎患者存在肠道菌群紊乱，与正常组相比，结肠炎患者粪便中的双歧杆菌和乳杆菌数量明显下降，而大肠杆菌数量明显上升，差异具有统计学意义(p＜0.05)。与服用之前比较，服用本发明制备的酰胺化果胶、实例1制备的酰胺化果胶和双歧三联活菌bifico后患者粪便中的双歧杆菌、乳杆菌数量均上升，而大肠杆菌数量降低，差异均有统计学意义(p＜0.05)。且相比实例1制备的酰胺化果胶和双歧三联活菌bifico，服用本发明制备的酰胺化果胶后患者粪便中的双歧杆菌、乳杆菌数量显著上升，大肠杆菌数量显著降低(p＜0.05)。但服用专利zl200510021986.1制备的酰胺化果胶后患者粪便中的双歧杆菌、乳杆菌数量上升较少，与本发明、对比1和对比3相比存在显著性差异。结论：服用本发明制备的酰胺化果胶可显著改变肠道菌群，促进肠道益生菌的增长。当前第1页12