一種酶法改進的沙蒿膠乳化劑的加工方法與流程

2023-06-25 18:36:06 1

本發明涉及一種食品添加劑的加工方法，具體是一種沙蒿膠乳化劑的製取方法。

背景技術：

沙蒿膠是沙蒿籽中提取的一種天然無汙染植物多糖，包括高分子量和低分子量兩種組分，因其粘性大、吸水性強、乳化效果好等特性，沙蒿膠在食品工業中可以代替果膠、瓊膠、阿拉伯膠等用作增稠劑、粘合劑、穩定劑，是優良的綠色天然食品添加劑。

目前，大多採用水溶醇沉的方法生產沙蒿膠，但因為原料產地、提取條件等因素影響，導致沙蒿膠產率較低，乳化性不穩定，而且用水量大，汙水處理成本高，導致提取成本高。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種酶法改進的沙蒿膠乳化劑的加工方法，該方法所製取的沙蒿膠乳化劑乳化效果好、產品得率高、成本低、產品適用範圍廣。

為實現上述目的，本發明採用的技術方案由以下步驟組成：

(1)將清選後的沙蒿籽粒浸於濃度為0.5mol/L的NaOH溶液中，料液比為1:18～1:25，在60～80℃條件下攪拌提取2～4h，分離出提取液；

(2)將提取液靜置分層，取上清液，用醋酸調整pH值為4.5，加入木聚糖酶溶液，使酶濃度為0.2U/mL，酶解6～10h；

(3)對步驟(2)所得酶解液進行連續超濾濃縮處理，壓力為0.3～0.8MPa，濾膜的截留分子量為10～30KDa，溫度為70～90℃，除去所含鹽分，提高沙蒿膠溶液濃度；

(4)對步驟(3)所得沙蒿膠溶液進行噴霧乾燥處理，進風溫度為180～200℃，出料溫度為100～110℃，收集噴霧乾燥產物，得到沙蒿膠乳化劑。

進一步優選，步驟(2)用醋酸將提取上清液的pH值調整為4.5後，加入木聚糖酶溶液，使酶濃度為0.2U/mL，酶解6～10h，使沙蒿膠中高分子量組分的分子量降低至原來的40％～60％，並降低沙蒿膠溶液的粘度。

進一步優選，所述木聚糖酶是取自於綠色木黴。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1)本發明採用熱鹼液對沙蒿完整籽粒進行浸提，降低了提取物中油脂等不利於乳化的雜質。

2)本發明利用木聚糖酶水解，降低了沙蒿膠中高分子量組分的分子量，既增強了產品的乳化性，也降低了沙蒿膠溶液的粘度，利於後續超濾濃縮及噴霧乾燥的進行。

3)本發明採用超濾濃縮與噴霧乾燥結合的方案，省去了酒精沉澱的過程，縮短了乾燥時間，大大降低提取成本，沙蒿膠的提取得率在10％以上。

4)本發明的加工過程中用水量較少，廢液產生少，適於企業工業化生產。

附圖說明

圖1為對比例的鹼提沙蒿膠的HPSEC色譜圖。

圖2為實施例1的鹼提沙蒿膠經木聚糖酶水解後的HPSEC色譜圖。

圖3為實施例1的木聚糖酶酶解沙蒿膠溶液在4％(w/v)濃度下的表觀粘度隨剪切速率的變化。

具體實施方式

現結合實施例對本發明的技術方案進行進一步說明。

實施例1

本實施例以1kg沙蒿籽為原料，通過熱鹼液浸提、木聚糖酶水解、超濾濃縮及噴霧乾燥四個步驟製取沙蒿膠乳化劑，具體過程為：

(1)將1kg清選後的沙蒿籽粒浸於20kg濃度為0.5mol/L的NaOH溶液中，在70℃下攪拌提取2h，分離出提取液；

(2)將提取液靜置1h後，提取上清液，用醋酸調整pH值為4.5，加入木聚糖酶(來自綠色木黴)溶液，至酶濃度為0.2U/mL，酶解8h，使高分子量沙蒿膠組分的分子量降低至原來的50％左右，並降低沙蒿膠溶液的粘度；

(3)對步驟(2)獲得的酶解液進行連續超濾濃縮處理，壓力為0.5MPa，溫度為70℃，超濾膜的截留分子量為30KDa，截留分子量大於30KDa的沙蒿膠，除去多餘鹽分(NaAc)，得到高濃度的沙蒿膠溶液；

(4)對步驟(3)所得沙蒿膠溶液進行噴霧乾燥處理，進風溫度為180℃，出料溫度為110℃，收集噴霧乾燥產物，即可獲得約0.12kg酶法改進的沙蒿膠乳化劑。

實施例2

本實施例以1kg沙蒿籽為原料，通過熱鹼液浸提、木聚糖酶水解、超濾濃縮以及噴霧乾燥四個步驟製取沙蒿膠乳化劑，具體過程為：

(1)將1kg清選後的沙蒿籽粒浸於18kg濃度為0.5mol/L的NaOH溶液中，在60℃下攪拌提取3h，分離出提取液；

(2)將提取液靜置1.5h後，提取上清液，用醋酸調整pH值為4.5，加入木聚糖酶(來自綠色木黴)溶液，至酶濃度為0.2U/mL，酶解6h，使高分子量沙蒿膠組分的分子量降低至原來的40％；

(3)對步驟(2)獲得的酶解液進行連續超濾濃縮處理，壓力為0.3MPa,溫度為75℃，超濾膜的截留分子量為10KDa，截留分子量過大的沙蒿膠，除去多餘鹽分(NaAc)，得到高濃度的沙蒿膠溶液；

(4)對步驟(3)所得沙蒿膠溶液進行噴霧乾燥處理，進風溫度為200℃，出料溫度為100℃，收集噴霧乾燥產物，即可獲得約0.11kg酶法改進的沙蒿膠乳化劑。

實施例3

本實施例以1kg沙蒿籽為原料，通過熱鹼液浸提、木聚糖酶水解、超濾濃縮及噴霧乾燥四個步驟製取沙蒿膠乳化劑，具體過程為：

(1)將1kg清選後的沙蒿籽粒浸於25kg濃度為0.5mol/L的NaOH溶液中，在80℃下攪拌提取4h，得到提取液；

(2)將步驟(1)的提取液靜置2h後，提取上清液，用醋酸調整pH值為4.5，加入木聚糖酶(來自綠色木黴)溶液，至酶濃度為0.2U/mL，酶解10h，使高分子量沙蒿膠組分的分子量降低至原來的60％；

(3)對步驟(2)獲得的酶解液進行連續超濾濃縮處理，壓力為0.8MPa，溫度為90℃，超濾膜的截留分子量為20KDa，截留分子量過大的沙蒿膠，除去多餘鹽分，得到高濃度的沙蒿膠溶液；

(4)對步驟(3)所得沙蒿膠溶液進行噴霧乾燥處理，進風溫度為190℃，出料溫度為105℃，收集噴霧乾燥產物，即可獲得約0.115kg酶法改進的沙蒿膠乳化劑。

為了驗證發明的有益效果，發明人將木聚糖酶水解與熱鹼液浸提方法(對比例)進行比較，具體如下：

對比例：將1kg沙蒿籽粒浸於20kg濃度為0.5mol/L的NaOH溶液中，在70℃下攪拌提取2h，靜置1h後，提取上清液，超濾濃縮，噴霧乾燥。

(1)將木聚糖酶水解與熱鹼液浸提兩種方法所得沙蒿膠分別用體積排阻色譜(HPSEC)進行檢測，結果如圖1～2所示，圖中曲線為RI檢測器檢測到的多糖特徵信號的變化，洗脫時間為11min左右的信號峰與高分子量沙蒿膠組分對應。

由圖1和2對比可以看出，木聚糖酶水解後，洗脫時間11min左右的信號峰的峰高降低，峰寬增大，說明沙蒿膠的高分子量組分發生水解，分子量降低。

(2)對比木聚糖酶水解與熱鹼液浸提兩種方法所得沙蒿膠溶液的表觀粘度隨剪切速率變化，如圖3所示。

從圖3可以看出，酶解後，沙蒿膠溶液的表觀粘度明顯降低，利於高壓均質過程的進行。

(3)對比木聚糖酶水解與熱鹼液浸提兩種方法所得沙蒿膠溶液的油水界面張力，如表1所示。

表1 0.75％(w/v)濃度下沙蒿膠經木聚糖酶水解前後的油/水界面張力對比

從表1對比結果可以看出，酶解後，沙蒿膠溶液的界面張力明顯降低，利於乳化性的提升。