一种直流电制备魔芋葡甘聚糖凝胶的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种凝胶的制备方法，特别是涉及一种直流电制备魔芋葡甘聚糖凝胶的方法。
【背景技术】
[0002]凝胶作为食品基质、软骨支架、药物/营养素载体等，在食品、生物医学等领域中有着广泛的应用。决定凝胶应用的一个关键因素是其稳定性，而稳定性与其结构(如交联点、凝胶强度)密切相关。由于凝胶非平衡、亚稳的本质，其结构很大程度上取决于制备的方法和条件。多糖作为一种天然高分子资源，其特殊凝胶性能在赋予食品质构、防止脱水收缩、维持食品稳定性及改善食物口感等方面，起到非常重要的作用，已成为重要的食品原料，如何提高多糖凝胶热稳定性成为当今食品领域亟待解决的关键科学问题之一。
[0003]魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan，KGM)，是从植物魔芋块莖中提取制备而得，具有优良的胶凝性能，广泛应用于食品、医药等领域。目前，魔芋葡甘聚糖的凝胶主要有3类:1)加碱形成不可逆凝胶；2)加硼形成热不可逆凝胶；3)与黄原胶、卡拉胶等其它胶复配形成可逆凝胶。这些方法生产的KGM存在析水率高、赋味难、赋色难、碱味重等问题，每年造成数十亿元的经济损失。为了克服碱味重的问题，需反复用清水或酸水漂洗，最终影响产品的品质。此外，碱凝胶产品通常需用碱水进行保藏，造成了运输保鲜的不便与人力、物力的不必要消耗。硼离子有毒，不可食用，限制了其推广运用。通过与黄原胶、卡拉胶等多糖胶复配协同形成的凝胶，易脱水，热稳定性差，不能运用于需要加热蒸煮的传统食品，应用范围窄。因此寻找新的替代物或利用新技术制备KGM凝胶是克服现有凝胶局限的重要途径之
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[0004]利用场效应诱导网络结构形成是开发新的具有可控结构与性能的凝胶物质最具前景的方法之一。电场由于容易施加，并且易于控制，其在凝胶中的应用引起了人们极大的关注，报道最多的是电场在丝素蛋白(SF)自组装中的应用，但尚未发现其在多糖中诱导凝胶形成。
[0005]专利申请CN102687820A公开了一种中性热不可逆魔芋凝胶食品的制备方法，使用传统的搅拌、静置的方法，具体为搅拌5分钟，再静置60分钟或者搅拌40分钟，且需要加入淀粉、凝固剂、稳定剂，操作麻烦且费时。专利申请CN103981561A公开了一种电聚丝素水凝胶膜的制备方法、装置及其应用，其运用于制备丝素蛋白凝胶，且需配置缓冲溶液，外加一个屏障膜隔开内外室。
[0006]目前没有使用直流电获得魔芋葡甘聚糖凝胶的报道。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的问题是克服现有技术存在的不足，提供一种操作简便，快速合成具有较高热稳定性的魔芋葡甘聚糖凝胶的方法。
[0008]具体方案如下: 一种直流电制备魔芋葡甘聚糖凝胶的方法，其特征在于:包括以下步骤:
(1)首先取纯化的魔芋飞粉配置成水溶胶A，加入二水合钨酸钠得到溶胶B;
(2)其次在B溶胶中插入电极，利用直流电制备凝胶。
[0009]进一步的技术方案是，所述的水溶胶A的质量浓度为0.3%-1.1%。
[0010]进一步的技术方案是，所述的二水合钨酸钠的质量浓度为0.1%-0.5%。
[0011 ] 进一步的技术方案是，所述的直流电通过恒电流法、恒电压法得到。
[0012]进一步的技术方案是，所述的直流电的电压为10V-40V。
[0013]进一步的技术方案是，所述的直流电的通电时间为3-12分钟。
[0014]有益效果:(1)本发明使用直流电具有操作简便、易于控制，可以快速得到魔芋葡甘聚糖凝胶，省时又省力；(2)本发明不需要添加其他添加剂，节约成本，绿色环保；(3)本方法容易实现，不需要使用缓冲溶液，也不需要内置屏障膜的特殊装置，具有推广运用的价值；(4)利用本发明所合成的魔芋葡甘聚糖凝胶具有热稳定性高，及剪切变稀的特性。
【附图说明】
[0015]图1是本发明实施例提供的直流电制备的魔芋葡甘聚糖凝胶的实物图；
图2是本发明实施例提供的直流电制备魔芋葡甘聚糖凝胶的装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的直流电制备魔芋葡甘聚糖凝胶在升温过程中凝胶体系储能模量和损耗模量的变化图；
图4是本发明实施例提供的直流电制备魔芋葡甘聚糖凝胶剪切粘度随剪切速率的变化曲线。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步阐述。
[0017]实施例1
精确称量魔芋飞粉，室温分散在蒸馏水中，配制成0.3%质量分数的水溶胶，加入二水合钨酸钠，使其质量浓度为0.1%。将电极插入含钨酸钠的水溶胶中，通入20V直流电3分钟，即可在正极上得到魔芋葡甘聚糖凝胶，如图1所示，魔芋葡甘聚糖凝胶覆盖在电极表面，凝胶富含气泡，有弹性。
[0018]实施例2
精确称量魔芋飞粉，室温分散在蒸馏水中，配制成1.1%质量分数的水溶胶，加入二水合钨酸钠，使其质量浓度为0.5%。将电极插入含钨酸钠的水溶胶中，装置示意图见图2，水溶胶装在烧杯中，电流由外界电源提供，通入40V的直流电12分钟，即可在正极上得到魔芋葡甘聚糖凝胶。
[0019]实施例3
精确称量魔芋飞粉，室温分散在蒸馏水中，配制成0.5%质量分数的水溶胶，加入二水合钨酸钠，使其质量浓度为0.3%。将电极插入含钨酸钠的水溶胶中，通上25V的直交流电9分钟，即可在正极上获得魔芋葡甘聚糖凝胶。
[0020]实施例4
使用ARES流变仪，采用小振幅振荡剪切方法对所得到的魔芋葡甘聚糖凝胶进行流变性能测试。凝胶体系放置于两个直径为25mm的圆盘中接受正弦振动，两个盘子的距离为1_，样品置于流变仪的平板之间。实验温度由循环水浴及帕尔贴系统控制在25°C。样品用矿物油覆盖，防止测试过程中挥发。首先对凝胶样品进行动态应变扫描，固定频率为1Hz，应变扫描范围0.01%-2%;样品进行动态频率扫描时，扫描范围为lOOrad / s-0.0lrad / s’应变0.1% ;样品在进行温度扫描时，温度扫描范围20°C -80°C，升温速率5°C /min，应变
0.1%，频率1Hz，测定凝胶的温度依赖关系和模量变化，见图3。
[0021]在图3中，G'表示储能模量(storage modulus)，即样品在一定应变的条件下可以储存的能量，反映样品的弹性趋势；G"为损耗模量(loss modulus)，即样品在一定应变的条件下，损耗为其他形式的能量，反映样品的粘性趋势。从图3中可以看出，在升温过程中，凝胶体系的储能模量随着温度的升高先略有下降然后略有回升。在50°C前，储能模量先略有下降，可能是由于凝胶体系中的氢键和静电作用对温度的敏感性引起的，而后略有回升，说明凝胶体系中除了氢键和静电作用等弱相互作用力外，结构间还有以共价键结合为主的分子间作用力。模量变化的整体趋势比较小，体现出该凝胶体系具有较高的热稳定性，温度对凝胶结构之间的作用力的破坏程度较小。
[0022]实施例5
对所得到的魔芋葡甘聚糖凝胶进行稳态剪切实验，剪切速率范围0.l-200s \测定剪切速率与粘度的关系曲线，见图4。从图4中可以看出，凝胶表现出类似非牛顿流体的剪切变稀的性质，剪切粘度随剪切速率的增加而明显降低，在剪切速率从0.1 s1增加到100 s 1过程中，凝胶的剪切粘度下降4个数量级，体现出剪切变稀特性。
[0023]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种直流电制备魔芋葡甘聚糖凝胶的方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)首先取纯化的魔芋飞粉配置成水溶胶A，加入二水合钨酸钠得到溶胶B; (2)其次在B溶胶中插入电极，利用直流电制备凝胶。2.根据权利要求1所述的一种直流电制备魔芋葡甘聚糖凝胶的方法，其特征在于:所述的水溶胶A的质量浓度为0.3%-1.1%。3.根据权利要求1所述的一种直流电制备魔芋葡甘聚糖凝胶的方法，其特征在于:所述的二水合钨酸钠的质量浓度为0.1%-0.5%。4.根据权利要求1所述的一种直流电制备魔芋葡甘聚糖凝胶的方法，其特征在于:所述的直流电通过恒电流法、恒电压法得到。5.根据权利要求1所述的一种直流电制备魔芋葡甘聚糖凝胶的方法，其特征在于:所述的直流电的电压为10V-40V。6.根据权利要求1所述的一种直流电制备魔芋葡甘聚糖凝胶的方法，其特征在于:所述的直流电的通电时间为3-12分钟。
【专利摘要】本发明涉及一种直流电制备魔芋葡甘聚糖凝胶的方法，步骤为先配置魔芋葡甘聚糖水溶胶，加入二水合钨酸钠，然后在溶胶中插入电极，通入直流电，获得魔芋葡甘聚糖凝胶。本发明所合成的魔芋葡甘聚糖凝胶热稳定性高，具有剪切变稀特性；使用直流电操作简便、易于控制，可以快速得到凝胶，省时又省力；本方法容易实现，不需要使用缓冲溶液，也不需要内置屏障膜的特殊装置，具有推广运用的价值；本发明不需要添加其他添加剂，节约成本，绿色环保。
【IPC分类】C25D13/06
【公开号】CN105297112
【申请号】CN201510696395
【发明人】王丽霞, 庞杰
【申请人】闽南师范大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月23日