一种变性琼胶的制备方法及应用与流程

1.本发明属于食用添加剂和食品加工技术领域，具体涉及一种变性琼胶的制备方法及应用。


背景技术：

2.琼胶具有独特的凝胶性能、凝胶温度滞后性和良好的生物活性，在食品工业、日用化工、医药工业、生物工程等许多领域有着广泛的应用。琼胶可作为增稠剂、胶凝剂应用在鱼糜等水产食品中。但是，普通琼胶只能在95℃以上或煮沸10多分钟才能完全溶解，而且溶液澄清度，透明度较差，融化和凝固温度较高，加工过程中耐机械剪切和稳定性较差。这使得普通琼胶在鱼糜形成凝胶过程中与蛋白发生交联作用较弱(鱼糜凝胶温度≤90℃)，提高鱼糜凝胶强度和弹性效果有限，还会降低鱼糜制品白度，在冷冻鱼糜中持水性也较弱，这已成为琼胶在鱼糜类产品应用中的主要缺陷。如何解决琼胶水溶性差，有效发挥琼胶在鱼糜制品中的胶凝作用成为亟待解决的问题之一。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种变性琼胶的制备方法，该方法采用超声波辅助技术使琼胶与氯乙酸高效酯化合成一种变性琼胶，制备的变性琼胶溶解温度低、透明度高，在鱼糜中应用，可促进鱼糜胶凝性、提高凝胶强度和鱼糜凝胶质构特性。
4.本发明的另一目的在于上述变性琼胶在加工鱼糜中的应用。
5.为实现第一发明目的，采用以下技术方案：
6.一种变性琼胶的制备方法，包括以下步骤：
7.(1)取食用琼胶，加入异丙醇溶液，然后调节ph值至3
‑
10，再加入30％的过氧化氢溶液，在25
‑
30℃下反应，然后调ph值为7.0；将固液分离后所得琼胶用乙醇分散、抽滤反复清洗3次；
8.(2)将步骤(1)所得的琼胶，加入与步骤(1)等体积的异丙醇溶液，再加入氢氧化钠，在功率400w
‑
600w、频率40khz超声下进行反应；
9.(3)在步骤(2)的反应体系中，再加入与步骤(2)等量的氢氧化钠，同时加入氯乙酸；
10.(4)升高步骤(3)反应体系的温度，并保温，在超声下进行反应45
‑
90min；
11.(5)将步骤(4)的反应溶液抽滤、取滤饼，将滤饼用乙醇溶液清洗、抽滤，直至滤液用硝酸银溶液检测呈阴性为止；将滤饼烘干，即得到变性琼胶。
12.本发明方法在琼胶酯化前采用过氧化氢对其进行适度氧化，在控制氧化条件下，提高琼胶凝胶强度，保证其在鱼糜中的应用效果。同时，本发明方法在超声条件下进行琼胶的酯化，加快反应速率，显著缩短反应时间，提高反应产率。
13.所述步骤(1)中加入的异丙醇溶液体积为琼胶质量的8～15倍，异丙醇溶液的体积分数为45
‑
55％。
14.所述步骤(1)中过氧化氢溶液与异丙醇溶液的体积比为1:15—1:25。
15.所述步骤(1)的反应时间为1～3h。
16.所述步骤(2)异丙醇溶液体积分数为60
‑
80％；氢氧化钠与琼胶的质量比为1:3
‑
1:8。
17.所述步骤(2)的反应时间为25～30min。
18.所述步骤(3)加入的氯乙酸与琼胶质量比为1:3～1:5。
19.所述步骤(4)的反应体系温度为45～55℃。
20.所述步骤(5)的烘干温度为50～60℃。
21.本发明将上述变性琼胶应用于加工鱼糜中。
22.本发明的变性琼胶在加工鱼糜中使用的方法是，将原料鱼去头、去内脏、清洗、采肉、漂洗，然后进行斩拌，在斩拌的过程中添加鱼肉质量的0.5～2.0％的变性琼胶。
23.本发明具有以下有益效果：
24.本发明通过超声波辅助技术使琼胶与氯乙酸发生酯化反应制备变性琼胶，所制备的变性琼胶低温溶解性好、透明度高、对热和ph稳定、持水性好，易于与蛋白发生交联作用，非常适合在鱼糜生产中应用。本发明的变性琼胶应用于鱼糜可显著提高鱼糜的凝胶强度、持水性和鱼糜凝胶质构特性，提高了鱼糜的品质。
附图说明
25.图1是琼胶对热稳定性的关系；
26.图2是ph与琼胶凝胶强度的关系；
27.图3是变性琼胶对罗非鱼鱼糜凝胶强度和持水性的影响；
28.图4是变性琼胶对罗非鱼鱼糜蛋白质离子键的影响；
29.图5是变性琼胶对罗非鱼鱼糜蛋白质氢键的影响；
30.图6是变性琼胶对罗非鱼鱼糜蛋白质疏水键相互作用的影响；
31.图7是变性琼胶对罗非鱼鱼糜蛋白质二硫键的影响；
32.图8是变性琼胶对带鱼鱼糜凝胶强度和持水性的影响；
33.图9是变性琼胶对带鱼鱼糜蛋白质离子键的影响；
34.图10是变性琼胶对带鱼鱼糜蛋白质氢键的影响；
35.图11是变性琼胶对带鱼鱼糜蛋白质疏水键相互作用的影响；
36.图12是变性琼胶对带鱼鱼糜蛋白质二硫键的影响。
具体实施方式
37.以下实施例仅用于阐述本发明，而本发明的保护范围并非仅仅局限于以下实施例。所述技术领域的普通技术人员依据以上本发明公开的内容和各参数所取范围，均可实现本发明的目的。
38.实施例1
39.称取食用琼胶粉1kg，加入45％的异丙醇10l，用naoh溶液调ph值为9.0，缓慢加入30％的过氧化氢溶液0.5l，搅拌均匀后，在25℃下反应2h。然后用醋酸调ph值为7.0，抽滤、取滤渣，再用60％的乙醇分散滤渣、抽滤，如此反复3次。
40.往滤渣中再加入60％的异丙醇10l，加入250g氢氧化钠，在400w、40khz下超声反应20min；然后，再补充250g氢氧化钠，加入氯乙酸330g，升高温度至45℃，同样条件下超声反应45min；反应结束后，抽滤取滤渣，再将滤渣用60％的乙醇分散、抽滤，直至滤液用硝酸银溶液检测呈阴性为止。然后将滤渣在55℃下烘干，可得到约975g变性琼胶。
41.实施例2
42.称取食用琼胶粉5kg，加入50％的异丙醇40l，用naoh溶液调ph值为3.0，缓慢加入30％的过氧化氢溶液2l，搅拌均匀后，在30℃下反应3h。然后用醋酸调ph值为7.0，抽滤、取滤渣，再用50％的乙醇分散滤渣、抽滤，如此反复3次。
43.往滤渣中再加入70％的异丙醇40l，加入1kg氢氧化钠，在500w、40khz下超声反应30min；然后，再补充1kg氢氧化钠，加入氯乙酸1.5kg，升高温度至55℃，同样条件下超声反应55min；反应结束后，抽滤取滤渣，再将滤渣用50％的乙醇分散、抽滤，直至滤液用硝酸银溶液检测呈阴性为止。然后将滤渣在60℃下烘干，可得到约4.8kg变性琼胶。
44.实施例3
45.称取食用琼胶条1kg，加入50％的异丙醇15l，用naoh溶液调ph值为7.0，缓慢加入30％的过氧化氢溶液1l，搅拌均匀后，在30℃下反应2.5h。然后用醋酸调ph值为7.0，抽滤、取滤渣，再用50％的乙醇分散滤渣、抽滤，如此反复3次。
46.往滤渣中再加入80％的异丙醇15l，加入300g氢氧化钠，在500w、40khz下超声反应40min；然后，再补充300g氢氧化钠，加入氯乙酸300g，升高温度至50℃，同样条件下超声反应60min；反应结束后，抽滤取滤渣，再将滤渣用50％的乙醇分散、抽滤，直至滤液用硝酸银溶液检测呈阴性为止。然后将滤渣在60℃下烘干，可得到约960g变性琼胶。
47.琼胶的理化性质测试
48.取实施例1的变性琼胶和实施例1制备前的原琼胶进行理化性质测试，结果见表1和图1～2。
49.表1琼胶理化性质
[0050][0051]
由表1可见，琼胶经过变性处理后，琼胶的溶解温度、凝胶温度、凝胶再溶温度、凝胶强度均显著降低，尤其是溶解温度由原来的98℃降低至48.6～65.2℃，凝胶再溶温度由96℃降至64.3～65.1℃；凝胶透明度显著提高，由23.93％提高到81.74～82.68％。由于鱼糜形成凝胶的温度需要小于90℃，所以本发明方法制得的变形琼胶能够和鱼糜的蛋白质交联形成凝胶，而普通琼胶在鱼糜中没法溶解，呈现膨胀状态，难以与鱼糜蛋白发生交联成为整体。
[0052]
由图1可见，变性琼胶在沸水浴中加热不同时间后，其凝胶强度变化幅度较小，也就是在1h之内变性琼胶基本不受沸水加热时间的影响；而原琼胶，随着煮沸时间的延长，凝胶强度不断下降，这表明变性琼胶比普通琼胶耐热、对热稳定性能高。
[0053]
由图2可见，琼胶在ph4
‑
7范围内凝胶强度变化较小，变性琼胶基本稳定(310
‑
352g/cm2)，原琼胶变化显著，由952g/cm2降至730g/cm2；在ph4.0以下时，凝胶强度急速下降。因此，变性琼胶在较低酸性食品中，变性琼胶比原琼胶更具稳定性。
[0054]
实施例4
[0055]
将上述实例1制备得到的变性琼胶作为鱼糜胶凝剂加入到鱼糜中。以罗非鱼为原料，经过去头、去皮、去内脏、采肉、切碎、清洗，先在斩拌机中斩拌5min，按2％的比例添加食盐(以鱼肉质量计)，再分别添加不同质量分数的变性琼胶，分别为0.0％、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％(以鱼肉质量计)，继续斩拌10min，斩拌过程中温度控制在10℃以下。将添加不同质量变性琼胶的鱼糜分别灌入直径22mm的塑料肠衣、封口，然后先在40℃加热30min，再在90℃加热20min，最后在冰水中冷却形成鱼糜凝胶，置于4℃下过夜后测定鱼糜凝胶强度、持水性，蛋白质的离子键、氢键、疏水键相互作用、二硫键，结果见图1～5和表2。
[0056]
实施例5
[0057]
将上述实例3制备得到的变性琼胶作为鱼糜胶凝剂加入到鱼糜中。以带鱼为原料，经去头、去内脏、采肉、切碎、清洗，先在斩拌机中斩拌5min，按2％的比例添加食盐(以鱼肉质量计)，再分别添加不同质量分数的变性琼胶，分别为0.0％、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％(以鱼肉质量计)，继续斩拌10min，斩拌过程中温度控制在10℃以下。将添加不同质量变性琼胶的鱼糜分别灌入直径22mm的塑料肠衣、封口，然后先在40℃加热30min，再在90℃加热20min，最后在冰水中冷却形成鱼糜凝胶，置于4℃下过夜后测定鱼糜凝胶强度、持水性，蛋白质的离子键、氢键、疏水键相互作用、二硫键，结果见图7～10和表3。
[0058]
表2变性琼胶对罗非鱼鱼糜凝胶质构特性的影响
[0059][0060]
表3变性琼胶对带鱼鱼糜凝胶质构特性的影响
[0061][0062]
由图3和图5可见，添加变性琼胶后，罗非鱼和带鱼的鱼糜凝胶强度发生显著性变化(p<0.05)，在添加量0.5
‑
2.0％范围内，随着添加量的增大，凝胶强度随添加量的增加，当添加量为2.0％时，鱼糜凝胶强度达到最大值，相比于对照组提高了将近1倍，因此适量添加变性琼胶对鱼糜凝胶性能的提升具有显著的效果。
[0063]
由表2和表3可见，随着变性琼胶添加量的增大，与添加量为0的对照组相比，鱼糜
凝胶硬度显著提高(p<0.05)，鱼糜弹性呈现先上升后下降的变化趋势，添加量为1.5％时，鱼糜的弹性达到最大值，当添加量大于1.5％，鱼糜弹性出现逐渐降低的趋势；变性琼胶对鱼糜内聚性没有显著性作用(p>0.05)；鱼糜咀嚼性呈现逐渐上升变化趋势。
[0064]
由图4～7和图9～12可见，鱼糜中添加变性琼胶后，随着变性琼胶添加量的增加，鱼糜中的离子键呈现逐渐下降的趋势，氢键、疏水键相互作用呈现上升趋势，二硫键呈现先上升再降低的趋势，说明变性琼胶的添加可有效地减少鱼糜中的离子键，使得蛋白更加易于交联，进而更易于形成稳定的三维网络结构；鱼糜凝胶的氢键增加可使鱼糜
‑
变性琼胶复合体系能截留更多的水分；疏水键相互作用和二硫键增加，可使鱼糜蛋白质疏水基团相互聚集而形成稳定的三维网络结构，鱼糜凝胶强度表现为升高。
[0065]
综上所述，变性琼胶添加到鱼糜制品中，在一定程度上可以显著改善鱼糜的凝胶质构特性，在适当添加量范围内(0.5％～2.0％)变性琼胶不仅对鱼糜凝胶强度起到增强效果，还能改善鱼糜凝胶的质构特性。
[0066]
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。本发明的上述实施例都只能认为是对本发明的说明而不是限制。因此凡是依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。