一种新型卡拉胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于食品加工技术领域，具体涉及一种新型卡拉胶及其制备方法和应用，所述新型卡拉胶提取自杉藻科海藻，所述卡拉胶包含3,6‑脱水半乳糖和3,6‑脱水半乳糖‑2‑硫酸酯以摩尔比为1‑3:1共价结合的共聚物。本发明专利技术制备的卡拉胶与钙结合能力强，凝胶强度低，保水效果好，溶解性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于食品加工
，具体涉及一种新型卡拉胶及其制备方法和应用。
技术介绍
卡拉胶是一类从麒麟菜属、鹿角菜属、杉藻属、角叉菜属等海洋红藻中提取的亲水性胶体，是一种广泛应用的天然食品添加剂。所有卡拉胶都含有由α-1,3糖苷键和β-1,4糖苷键交替连接而成的重复的半乳糖单位，并且普遍都被不同程度地硫基化。卡拉胶的类型某种程度上可以通过它们硫基化的程度和位置来区分，也可以通过提取它们的海藻来区分。由于其中硫酸酯结合形态的不同，产生了7种主要类型的卡拉胶：κ-型、ι-型、λ-型、γ-型、ν-型、ξ-型、μ-型。商业上生产和使用最多的是κ-型和ι-型卡拉胶。麒麟菜属是提取κ-型和ι-型卡拉胶的最佳原料，其中κ-型卡拉胶主要是从耳突麒麟菜中提取的，其3,6-脱水半乳糖-2-硫酸酯相对于3,6-脱水半乳糖的摩尔比含量一般低于10％，该胶形成硬而脆的胶，出水大，影响口感，且其溶解温度高，这都限制了其在某些食品中的应用；ι-型卡拉胶主要是从刺麒麟菜中提取的，其3,6-脱水半乳糖-2-硫酸酯相对于3,6-脱水半乳糖的摩尔比含量一般为80％-100％，该胶形成软而有弹性的胶，出水小，口感较好，且溶解温度低，但是其强度太低，且价格昂贵，这也使其难以广泛应用。在实际应用中，常需要使用强度与保水性等性质介于κ-型和ι-型卡拉胶二者之间的卡拉胶，目前人们常将κ-型和ι-型卡拉胶混合使用，然而，κ-型和ι-型卡拉胶的简单复合，操作步骤较繁琐，使用效果有待反复实验摸索，可能还达不到理想状态，且ι-型卡拉胶价格比κ-型卡拉胶高很多，成本太高，难以广泛使用。
技术实现思路
本专利技术主要提供了一种新型卡拉胶及其制备方法和应用，制备的卡拉胶与钙结合能力强，凝胶强度低，保水效果好，溶解性好。其技术方案如下：一种新型卡拉胶，其提取自杉藻科海藻，所述卡拉胶包含3,6-脱水半乳糖和3,6-脱水半乳糖-2-硫酸酯以摩尔比为1-3:1共价结合的共聚物。优选的，所述杉藻科海藻包括配子体世代的杉藻属藻体或混合世代的杉藻属藻体。一种新型卡拉胶的制备方法，包括以下步骤：1)酸处理：将杉藻科海藻加酸溶液于20-40KHz低频超声震荡处理；2)水洗：将步骤1)所得海藻用水于20-40KHz低频超声清洗，将洗净海藻沥干；3)碱处理或酶处理：向步骤2)所得海藻中加入碱溶液或酶溶液并加热进行反应，然后20-40KHz低频超声震荡反应；4)提胶：将步骤3)所得海藻溶液温度设置为80-95℃，于20-40KHz低频超声震荡反应，提取胶液；5)过滤：将步骤4)所得海藻胶液过滤，得稀胶液；6)浓缩冷却：将稀胶液用超滤膜过滤浓缩，将得到的浓胶液冷却；7)凝胶：向浓胶液中加入有机溶剂或钾盐溶液或钙盐溶液进行沉淀，形成凝胶；8)脱水干燥：将所得凝胶用乙醇溶液反复冲洗，压榨脱水，挤干水分后干燥，得胶体；9)粉碎过筛：将胶体粉碎，并过80-120目筛网，得到成品卡拉胶。优选的，步骤1)中酸溶液质量含量为0.01％-1％，优选的为0.02％-0.8％，杉藻科海藻与酸溶液的质量比为1:5-20，处理时间为0.5-2h，优选的为0.5-1.5h。优选的，步骤2)中使用超声清洗装置超声清洗海藻，所述超声清洗装置包括操作箱、网箱、搅拌装置、超声发生器和机械手，网箱容置于操作箱内，搅拌装置设于网箱内，超声发生器设于操作箱的底部并位于网箱的下方，机械手悬置于网箱的上方以从操作箱内取出网箱，操作箱的底部两侧分别设有高压入水口和排水口。优选的，步骤3)中所述碱溶液为Ca(OH)2溶液、KOH溶液、NaOH溶液、KCl溶液中的一种或几种；所述碱溶液的浓度为0.01-0.2mol/L，优选的为0.05-0.1mol/L，杉藻科海藻与碱溶液的质量比为1:10-40，优选的为1:15-35，使用红外线加热温度至60-150℃，优选的为75-95℃，反应时间为3-12h，优选的为4-8h。优选的，步骤3)中所述酶溶液为纤维素酶溶液、蛋白酶溶液、磺基氢化酶溶液、D-半乳糖-6-硫酸化酶溶液中的一种或几种，体系pH值为所用酶的最适pH值；所述酶溶液的浓度为40-100u/L，优选的为50-80u/L，杉藻科海藻与酶溶液的质量比为1:10-40，优选的为1:15-35，使用红外线加热温度至40-50℃，反应时间为0.5-12h，优选的为1-6h。优选的，步骤4)中低频超声震荡反应时间为0.5-2h；步骤5)中使用滤布过滤海藻胶液；步骤6)中超滤膜材料为纤维素酯类、聚砜类、聚烯烃类、聚氟烯烃类、聚氯乙烯、陶瓷、金属中的一种，过滤后，将浓胶液冷却至35-37℃。优选的，步骤7)中所述有机溶剂选自乙醇、异丙醇、甘油、甲醇、N,N-二甲基乙酰胺、二甘醇中的一种或几种，有机溶剂浓度为40-80wt％，优选的为60-70wt％；所述钾盐溶液选自KCl、KNO3、K2SO4中的一种或几种，钾盐溶液浓度为0.5-10wt％，优选的为0.8-8wt％；所述钙盐溶液选自CaCl2、Ca(NO3)2、CaSO4中的一种或几种，钙盐溶液浓度为0.5-10wt％，优选的为0.8-8wt％。步骤8)中乙醇溶液浓度为40-80wt％，优选的为50-70wt％，干燥方式为烘箱干燥、红外线干燥、真空干燥或日晒干燥。本专利技术提供的新型卡拉胶是从杉藻科海藻(包括配子体世代的杉藻属藻体或混合世代的杉藻属藻体)中提取的包含3,6-脱水半乳糖和3,6-脱水半乳糖-2-硫酸酯以一定比例共价结合的共聚物，明确区分于κ-型卡拉胶和ι-型卡拉胶的物理混合物。其3,6-脱水半乳糖-2-硫酸酯相对于3,6-脱水半乳糖的摩尔比含量为25％-50％，该胶性质介于κ-型和ι-型卡拉胶之间，形成的凝胶强度较低，保水性较好，形成较软而有弹性的胶。该新型卡拉胶具有较强的蛋白反应性、与钙结合能力强，凝胶强度较低、保水性好、弹性好、粘度低、溶解性好、与钙盐或钾盐成胶等特点，且生产成本低，可作为悬浮剂、增稠剂、乳化剂、胶凝剂、稳定剂、分散剂等用于饮料、冰淇淋、果冻、软糖、乳制品、肉制品等食品中，既能提高产品的稳定性又能保持良好的口感和风味。κ-型卡拉胶和ι-型卡拉胶的简单复合物达不到该新型卡拉胶在食品方面的应用效果。目前，国内外专利还未公布该种卡拉胶，也还未发现国内企业生产该种产品，该新型卡拉胶的专利技术与制备在促进食品行业的发展方面具有重要作用。另外，我国现有卡拉胶生产工艺一般是先采用浓碱加热处理，再用大量清水洗至中性后，煮胶、过滤、盐析或沉淀提取卡拉胶，普遍存在耗碱、耗水量大，污水严重，生产效率低等问题。本专利技术提供的一种新型卡拉胶的生产工艺，是将海藻先用酸溶液低频超声处理后，采用海藻超声清洗设备清洗，再采用稀碱溶液或酶溶液红外线加热低频超声处理，后续胶液再用超滤膜过滤浓缩，过程无需用大量清水冲洗至中性。其中海藻超声清洗设备的主要作用是：高压水进入清洗设备，形成高流速水和大量气泡，通过双搅拌桨形成的双向水流，且配合使用超声辅助，对海藻进行360度清洗，能更高效清洗海藻表面附着物；另外，网箱更有助于海藻与附着物的分离，机械手大大减少了劳动力，同时提高效率。该设备具有减少清洗水用量(节约2/3的水量)、减少人工、缩短工艺时间、提高效率、降低成本等有益效果。总之，本专利技术提供的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型卡拉胶，其特征在于：其提取自杉藻科海藻，所述卡拉胶包含3,6‑脱水半乳糖和3,6‑脱水半乳糖‑2‑硫酸酯以摩尔比为1‑3:1共价结合的共聚物。

【技术特征摘要】
1.一种新型卡拉胶，其特征在于：其提取自杉藻科海藻，所述卡拉胶包含3,6-脱水半乳糖和3,6-脱水半乳糖-2-硫酸酯以摩尔比为1-3:1共价结合的共聚物。2.根据权利要求1所述的新型卡拉胶，其特征在于：所述杉藻科海藻包括配子体世代的杉藻属藻体或混合世代的杉藻属藻体。3.一种如权利要求1所述的新型卡拉胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)酸处理：将杉藻科海藻加酸溶液于20-40KHz低频超声震荡处理；2)水洗：将步骤1)所得海藻用水于20-40KHz低频超声清洗，将洗净海藻沥干；3)碱处理或酶处理：向步骤2)所得海藻中加入碱溶液或酶溶液并加热进行反应，然后20-40KHz低频超声震荡反应；4)提胶：将步骤3)所得海藻溶液温度设置为80-95℃，于20-40KHz低频超声震荡反应，提取胶液；5)过滤：将步骤4)所得海藻胶液过滤，得稀胶液；6)浓缩冷却：将稀胶液用超滤膜过滤浓缩，将得到的浓胶液冷却；7)凝胶：向浓胶液中加入有机溶剂或钾盐溶液或钙盐溶液进行沉淀，形成凝胶；8)脱水干燥：将所得凝胶用乙醇溶液反复冲洗，压榨脱水，挤干水分后干燥，得胶体；9)粉碎过筛：将胶体粉碎，并过80-120目筛网，得到成品卡拉胶。4.根据权利要求3所述的新型卡拉胶的制备方法，其特征在于：步骤1)中酸溶液质量含量为0.01％-1％，杉藻科海藻与酸溶液的质量比为1:5-20，处理时间为0.5-2h。5.根据权利要求3所述的新型卡拉胶的制备方法，其特征在于：步骤2)中使用超声清洗设备超声清洗海藻，所述超声清洗设备包括操作箱(1)、网箱(2)、搅拌装置(3)、超声发生器(4)和机械手(5)，网箱(2)容置于操作箱(1)内，搅拌装置(3)设于网箱(2)内，超声发生器(4)设于操作箱(1)的底部并位于网箱(2)的下方，机械手(5)悬置于网箱(2)的上方以从操作箱(1)内取出网箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑建优，黎泉香，郭东旭，郭梓林，徐俊，秦飞，
申请(专利权)人：绿麒厦门海洋生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35