CN101775162B - 一种壳聚糖包囊魔芋的组合物及其制备工艺和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种壳聚糖包囊魔芋的组合物，由壳聚糖包囊在魔芋粉颗粒表面构成，其中壳聚糖与魔芋的质量比为0.5∶99.5～5∶95。本发明还提供了上述壳聚糖包囊魔芋的组合物的制法：将壳聚糖与酸和醇制成壳聚糖包埋液；在15℃至60℃，将魔芋粉加入壳聚糖包埋液中进行搅拌，在混合物混合均匀后，在反应体系中加入碱中和，离心分离固形物，清洗干燥后即为壳聚糖包囊魔芋的组合物。本发明不仅组合物具有魔芋本身的大多数优良特性，而且在热水中不溶或慢速溶解，使用范围广泛。本发明所述的壳聚糖包囊魔芋的组合物用于制备魔芋固体饮料原料或用作化妆品的添加剂等。

Description

一种壳聚糖包囊魔芋的组合物及其制备工艺和用途

技术领域

本发明涉及壳聚糖包囊魔芋的组合物及其制备工艺和用途。

背景技术

魔芋在食品工业中用作悬浮剂、乳化剂、稳定剂、增稠剂、填充剂、品质改良剂等，以魔芋精粉为主要原料可生产各种魔芋(仿生)低热健康食品，这是一类国际流行的高膳食纤维食品。魔芋除主要用于食品之外，还应用于制药工业。高纯魔芋多糖具有不产生热量、强吸水、理想食用纤维等特点，在药物的添加与释放，助控体重，膳食纤维，排除重金属离子，酶固定床，控制血脂，提高免疫力，糖尿病，晶体材料等方面有独特的功能。

壳聚糖化学名称为β-1，4-2-氨基-2-脱氧-D-葡聚糖，又称甲壳胺、壳多糖、几丁聚糖、可溶性甲壳质等，是甲壳素经浓碱脱乙酰基后得到的衍生物，不溶于水，但溶于稀酸中。目前壳聚糖广泛用于药剂学(药物释放，血液透析)，医学(医用织物，手术缝合线，人造血管，卫生辅料，医用分离材料)，日化化妆品，食品(保健品，食品添加剂，饲料添加剂等)，金属螯合和污水处理(絮凝剂等)。甲壳质与壳聚糖(中国水产行业标准SC/T3403-2004)根据脱乙酰化度大小分为低脱乙酰化度(＜75.0％)，中脱乙酰化度(75.0-89.0％)，高脱乙酰化度(90.0-95.0％)，超高脱乙酰化度(＞95.0％)。

目前人们食用魔芋的方法一是将魔芋制成各类成品，如魔芋仿生食品(专利申请号93112615.0魔芋仿生虾仁的制备方法)，魔芋面条(专利申请号02111265.7魔芋面条及其加工方法)，魔芋粉丝(专利申请号98113677.X魔芋快餐粉丝)等，另一种方法就是直接使用魔芋粉，做成胶囊或使用魔芋粉冲水、果汁等饮用(ZL99117437.2魔芋固体饮料，专利申请号200510010731.5冲泡型原味魔芋膳食纤维食品，专利申请号200810236691.X一种魔芋膳食纤维泡腾片及其制备方法)，但在以上用于制作固体饮料的魔芋，无论是直接使用魔芋还是使用魔芋和一些食用胶结合的魔芋，在热水中快速的 溶解会使得这些魔芋固体饮料粉剂冲制的饮料快速凝胶化，饮用方式不太符合人们的常规要求。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种在热水中不溶或慢速溶解的魔芋组合物，该组合物具有魔芋本身的大多数优良特性，而使用范围广泛的优点。

本发明提供的技术方案是：一种壳聚糖包囊魔芋的组合物，由壳聚糖包囊在魔芋粉颗粒表面构成，其中壳聚糖与魔芋的质量比为0.5∶99.5～5∶95。

上述魔芋粉是魔芋精粉、魔芋微粉、魔芋纯化粉或魔芋胶，壳聚糖脱乙酰化程度不低于75％。

上述魔芋粉的粒径为75～550μm或低于120μm。为保障魔芋用于饮料时的漂浮性能，建议用于饮料的魔芋颗粒粒径小于120μm。用于其他用途时需另外选择粒径不同的魔芋(如作为磨砂粒子时粒径可在75～550μm)。

本发明还提供了上述壳聚糖包囊魔芋的组合物的制法：将壳聚糖与酸和醇制成壳聚糖包埋液；在15℃至60℃，将魔芋粉加入壳聚糖包埋液中进行搅拌，在混合物混合均匀后，在反应体系中加入碱中和，离心分离固形物，清洗干燥后即为壳聚糖包囊魔芋的组合物。

上述配制壳聚糖包埋液使用的酸为甲酸、乙酸、乳酸、苯甲酸、丙烯酸、氯乙酸、盐酸、柠檬酸或酒石酸，其中加入酸的量和壳聚糖的量比例为1～9∶1，所述比例为酸的化学量值与壳聚糖中氨基葡萄糖残基量的比值。

上述壳聚糖包埋液中醇含量在体积百分比30％以上，所述醇是乙醇、甲醇或异丙醇。

上述魔芋加入壳聚糖包埋溶液中进行搅拌的时间在30分钟以上。

本发明中和所用碱是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、碳酸钠或碳酸钾，碱的加入量按物质的量的比计为溶解壳聚糖所用酸量的0.6～5倍，中和过程中的温度在15℃至60℃。

本发明不仅组合物具有魔芋本身的大多数优良特性，而且在热水中不溶或慢速溶解，使用范围广泛。本发明所述的壳聚糖包囊魔芋的组合物用于制备魔芋固体饮料原料或用作化妆品的添加剂等。

附图说明

图1为本发明壳聚糖包囊魔芋组合物的示意图，魔芋颗粒表面被壳聚糖包裹；

图2为魔芋葡甘聚糖的红外色谱图；

图3为壳聚糖的红外色谱图；

图4为本发明壳聚糖包囊魔芋组合物酸溶后再用醇析出后的固体成分的红外色谱图。

图5为本发明壳聚糖包囊魔芋组合物酸溶后再用醇析出后的固体成分的红外色谱图。

具体实施方式

在附图中，图1为壳聚糖包囊魔芋组合物的示意图，魔芋颗粒表面被壳聚糖包裹。

图2为魔芋葡甘聚糖的红外色谱图，图3为壳聚糖的红外色谱图，两者的显著差别在于在1600cm^-1处壳聚糖有-NH₂面内弯曲振动引起的吸收峰。在图3中壳聚糖包囊魔芋组合物的红外色谱图可以看到1600cm^-1附近(1574.02cm^-1)的壳聚糖特征峰，说明壳聚糖包囊效果的存在。图4为本发明固化后经过滤，洗涤，干燥得魔芋壳聚糖组合物的红外色谱图，1600cm^-1处的特征峰几近消失，可以认为这主要是壳聚糖被溶解后的魔芋成分。

表1魔芋葡甘聚糖红外光谱图峰值分析

本发明实施例中壳聚糖除特别说明外，脱乙酰化程度为90％左右的壳聚糖。

实施例1

1.5克壳聚糖(脱乙酰化度90％，红外图谱见附图3)和2.25cm^-3冰醋酸溶于150cm^-3的30％(体积百分数)乙醇溶液，配置成壳聚糖溶液。加入20克魔芋粉(粒径120-550μm，红外图谱见附图2，峰值分析见附表1)，搅拌30分钟。加4.5克碳酸钠进入包埋液中，60℃固化2小时。经过滤，洗涤，干燥得魔芋壳聚糖组合物(红外图谱见附图4)。取该组合物100℃热水中10分钟不溶解，30分钟有少量溶解，水溶液变粘。经过滤，洗涤，干燥得魔芋壳聚糖组合物(结构示意图见附图1)。取干燥后的魔芋壳聚糖组合物， 溶于稀酸中形成均匀液相溶液，加入与稀酸等体积95％乙醇，收集析出组份，干燥后可得到魔芋壳聚糖组合物溶解产物(红外图谱见附图5)。

实施例2

1克壳聚糖和2cm^-3丙烯酸溶于250cm^-3的30％(体积百分数)甲醇溶液，配置成壳聚糖溶液。加入20克魔芋粉(75-120μm)，60℃搅拌30分钟，加氢氧化钙2.27克进入包埋液中，固化2小时。取样在沸水中检验不溶。经过滤，洗涤，干燥得魔芋壳聚糖组合物。

实施例3

0.5克壳聚糖(脱乙酰化度75％)和1克酒石酸溶于150cm^-3的30％(体积百分数)乙醇溶液，配置成壳聚糖溶液。加入20克魔芋粉(120-550μm)，搅拌30分钟。加3.5克碳酸钠进入包埋液中，60℃固化2小时。经过滤，洗涤，干燥得魔芋壳聚糖组合物。取该组合物100℃热水中15分钟不溶解。

实施例4

0.5克壳聚糖和1克苯甲酸溶于150cm^-3的30％(体积百分数)甲醇溶液，配置成壳聚糖溶液。加入20克魔芋粉(120-550μm)，搅拌30分钟。加2.0克氢氧化钠进入包埋液中，60℃固化0.5小时。经过滤，洗涤，干燥得魔芋壳聚糖组合物。取该该组合物100℃热水中15分钟不溶解。

实施例5

壳聚糖1克和氯乙酸1克溶于150cm^-3 30％(体积百分数)异丙醇水溶液中，配置成壳聚糖溶液。加入20克魔芋微粉(75-120μm)，搅拌30分钟。加0.9克氢氧化锂进入包埋液中，固化1小时。取样0.5克左右，加入200cm^-3沸水中，不溶解。混合液经离心分离，洗涤，60℃干燥得魔芋壳聚糖组合物。

实施例6

1.5克壳聚糖和3.0克乳酸溶于150cm^-3的30％(体积百分数)乙醇溶液，配置成壳聚糖溶液。加入20克魔芋粉(75-120μm)，搅拌30分钟。加3.25克氢氧化钾进入包埋液中，60℃固化0.2小时。经过滤，洗涤，干燥得魔芋壳聚糖组合物。取该组合物100℃热水中15分钟不溶解。

实施例7

1.0克壳聚糖(脱乙酰化度89％)和2.0cm^-3冰醋酸溶于150cm^-3的30％(体积百 分数)乙醇溶液，配置成壳聚糖溶液。加入10克魔芋粉(75-120μm)，搅拌5分钟。加80cm^-35％(重量比)碳酸钾水溶液进入包埋液中，固化3分钟。取该组合物样品100℃热水中15分钟不溶解。经过滤，洗涤，干燥得魔芋壳聚糖组合物。

实施例8

1.0克壳聚糖和2.0cm^-3甲酸(纯度88％，体积百分比)溶于150cm^-3的30％(体积百分数)乙醇溶液，配置成壳聚糖溶液。加入10克魔芋粉(75-120μm)，搅拌30分钟。加80cm^-35％(重量比)碳酸钠水溶液进入包埋液中，固化65分钟。取该组合物样品100℃热水中15分钟不溶解。经过滤，洗涤，干燥得魔芋壳聚糖组合物。

实施例9

0.1克壳聚糖(脱乙酰化度95％)和0.1克氯乙酸溶于10cm^-3水中，搅拌溶解。在该***中加入20cm^-35％(重量比)碳酸钠水溶液，室温搅拌1小时，再加入50cm^-35％(重量比)碳酸钠水溶液，60℃温度下搅拌70分钟，取样100℃热水中10分钟不溶解，15分钟液体稍粘，颗粒分明，固体和液体界面仍较为我清晰。

实施例10

0.5克壳聚糖溶入100cm^-31％(质量百分比)盐酸溶液中，加入50cm^-395％(体积百分比)乙醇水溶液，搅拌均匀后加入5克魔芋微粉(75-120μm)，再加入80cm^-35％(重量比)碳酸钠水溶液，60℃温度下搅拌50分钟。取该组合物样品100℃热水中15分钟不溶解，放置后颗粒会上浮。经过滤，洗涤，干燥得魔芋壳聚糖组合物。

实施例11

0.5克壳聚糖和1克柠檬酸溶于150cm^-3的30％(体积百分数)乙醇溶液，配置成壳聚糖溶液。加入10克魔芋粉(75-120μm)，搅拌15分钟。加2.4克氢氧化钙进入包埋液中，60℃固化2小时。经过滤，洗涤，干燥得魔芋壳聚糖组合物。取该组合物100℃热水中15分钟不溶解。

实施例12

室温(20-30℃)条件下，将100克壳聚糖(脱乙酰化度75％)，200cm^-3冰醋酸，4000cm^-360％(体积百分比)乙醇水溶液混合溶解均匀，静置12小时过滤备用。在该壳聚糖溶液中加入6670cm^-360％(体积百分比)乙醇水溶液和2000克魔芋精粉(粒径120～-550μm)，搅拌1小时。加入224克碳酸钠配制的水溶液，搅拌1小时。产物经离心分离，洗涤，烘干，得到成品魔芋壳聚糖组合物。成品魔芋壳聚糖组合物在100℃沸 水冲泡下，30分钟内体积没有变化。冷水中24小时内体积没有变化。

实施例13

3克魔芋壳聚糖组合物成品(75-120μm)，和30克喷雾干燥的豆浆粉混合，加入适量糖或甜味剂，配制成新的豆浆粉。该豆浆粉用250cm^-3开水冲泡，具有良好的悬浮性能，饮用中无异物感，饮后有一定饱腹感。

实施例14

3克魔芋壳聚糖组合物(75-120μm)成品，和30克全脂奶粉混合，加入适量糖或甜味剂，配制成新的冲泡奶粉。该奶粉用250cm^-3开水冲泡，具有较好的悬浮性能，饮后能产生一定饱腹感。

实施例15

配方：魔芋壳聚糖组合物(75-120μm)30克，柠檬酸16克，碳酸氢钠15克，乳糖2克，阿斯巴甜1.5克，甜橙香精1克，聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)4克，聚乙二醇(PEG6000)1克，硬脂酸镁0.5克。以上组分配伍压制成的泡腾片，可以做到快速崩解分散较好，可快速饮用，而放置一段时间也不会糊化。

实施例16

魔芋壳聚糖组合物应用于清洁磨砂膏，配方(重量百分比)：硬脂酸单甘油酯12.00，矿物油25.00，鲸蜡5.00，硬脂酸2.00，尼泊金丙酯1.10，水48.75，甘油5.00，三乙醇胺1.00，魔芋壳聚糖组合物(粒径120～-550μm)1.00，尼泊金甲酯0.15。该清洁磨砂膏具有一定的护肤、润肤作用外，还具有清洁皮肤的功能。魔芋壳聚糖组合物作为磨砂粒子无棱角，韧性好，不伤皮肤但具有良好的磨砂功效。

Claims (10)

1.一种壳聚糖包囊魔芋的组合物，由壳聚糖包囊在魔芋粉颗粒表面构成，其中壳聚糖与魔芋的质量比为0.5∶99.5～5∶95。

2.如权利要求1所述的组合物，其特征是：魔芋粉是魔芋精粉、魔芋微粉、魔芋纯化粉或魔芋胶，壳聚糖脱乙酰化程度不低于75％。

3.如权利要求1或2所述的组合物，其特征是：魔芋粉的粒径为75～550μm。

4.如权利要求1或2所述的组合物，其特征是：魔芋粉的粒径为低于120μm。

5.一种壳聚糖包囊魔芋的组合物的制法，其特征是：将壳聚糖与酸和醇制成壳聚糖包埋液；在15℃至60℃，将魔芋粉加入壳聚糖包埋液中进行搅拌，在混合物混合均匀后，在反应体系中加入碱中和，离心分离固形物，清洗干燥后即为壳聚糖包囊魔芋的组合物；其中壳聚糖与魔芋的质量比为0.5∶99.5～5∶95。

6.如权利要求5所述的制法，其特征是：配制壳聚糖包埋液使用的酸为甲酸、乙酸、乳酸、苯甲酸、丙烯酸、氯乙酸、盐酸、柠檬酸或酒石酸，其中加入酸的量和壳聚糖的量比例为1～9∶1，所述比例为酸的化学量值与壳聚糖中氨基葡萄糖残基量的比值。

7.如权利要求5或6所述的制法，其特征是：壳聚糖包埋液中醇含量在体积百分比30％以上，所述醇是乙醇、甲醇或异丙醇。

8.如权利要求5或6所述的制法，其特征是：魔芋加入壳聚糖包埋溶液中进行搅拌的时间在30分钟以上。

9.如权利要求5或6所述的制法，其特征是：中和所用碱是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、碳酸钠或碳酸钾，碱的加入量按物质的量的比计为溶解壳聚糖所用酸量的0.6～5倍，中和过程中的温度在15℃至60℃。

10.权利要求1所述的壳聚糖包囊魔芋的组合物用于制备魔芋固体饮料原料或用作化妆品的添加剂。

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