本公開要求提交于2014年6月26日的美國臨時申請第62/017494號和第62/017502號的優(yōu)先權(quán)，二者全文以引用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣及其制備方法。
背景技術(shù)：
葡萄糖基多糖及其衍生物可具有工業(yè)應(yīng)用潛力。
纖維素是此類多糖的一個典型示例，并且包含己吡喃糖單元的β-1，4-D-糖苷鍵。纖維素用于多種商業(yè)應(yīng)用，例如用于制備纖維、膜(玻璃紙)、海綿和食品腸衣。
腸衣是用來容納食品(諸如香腸混合物)的軟圓柱的或管狀的容器。腸衣可以是天然來源或人造的。天然腸衣是從動物內(nèi)臟得到的。制備的人造腸衣由纖維素、膠原或合成材料制成。
20世紀(jì)初，當(dāng)天然腸衣的供應(yīng)不能再滿足增長的肉制品行業(yè)對這樣的天然腸衣的要求時，在一些國家，開發(fā)了人造腸衣，諸如膠原、纖維素、塑料和擠出腸衣。隨著高度自動化的灌裝設(shè)備的發(fā)展，主要由于人造腸衣的均勻性，它們被證明是更適合于這些體系。
還有，從衛(wèi)生觀點(diǎn)來看，由于微生物污染可忽略不計(jì)，在運(yùn)輸和儲存過程中，不需要制冷，也沒有變質(zhì)的問題，故人造腸衣有一定優(yōu)勢。
根據(jù)人造腸衣的結(jié)構(gòu)和組成，它們可被分為兩類：1)天然材料制成的腸衣分為兩組：a)由有機(jī)植物材料(即纖維素)制成的腸衣和b)由動物副產(chǎn)品(即膠原)制成的腸衣；2)由熱塑材料衍生的合成物質(zhì)制成的腸衣，所述熱塑材料包括塑料或聚合物，諸如聚酰胺，聚丙烯或聚乙烯。
用于工業(yè)應(yīng)用的纖維素來源于木漿。具體地講，處理通常來自棉絨或木漿的纖維素以制成粘膠，然后將粘膠擠出成清晰、堅(jiān)韌的腸衣，用于制備法蘭克福香腸和小香腸(wieners and franks)。纖維素粘膠溶液與木漿結(jié)合以制備大口徑纖維腸衣，用于博洛尼亞香腸、庫托香腸、熏火腿和用于三明治的其它切片產(chǎn)品。這種類型是也可滲透煙和水蒸氣。取決于應(yīng)用，它們可以是平的或起皺的，也可用煙、焦糖、顏料或其它表面處理進(jìn)行預(yù)處理。
纖維素的溶解是困難的過程。對于自再生纖維素生產(chǎn)物體，最常用的纖維素溶解方法是“粘膠法”，該方法通過用氫氧化鈉和二硫化碳處理纖維素化合物來將纖維素轉(zhuǎn)變成制備的黃原酸纖維素。該方法的使用涉及毒性化學(xué)品和顯著的環(huán)境成本。因?yàn)樘幚矶蚧祭щy，所以，業(yè)界正在尋求粘膠法的替代。
除了二硫化碳的毒性之外，制管法去除二硫化碳?xì)怏w的具體問題，二硫化碳?xì)怏w在凝固過程中發(fā)生并在管的中間聚集。雖然即使當(dāng)去除二硫化碳時，粘膠平膜法可持續(xù)運(yùn)行，但粘膠管工藝必須間歇地打斷，以刺穿管去除二硫化碳，該氣體在管內(nèi)聚集。
在多糖聚合物中，已證實(shí)具有α-1，3-糖苷鍵的葡聚糖聚合物具有顯著優(yōu)勢。美國專利No.7,000,000公開了包含具有己糖單元的聚合物的多糖纖維的制備，其中聚合物內(nèi)至少50％的己糖單元經(jīng)由α-1，3-糖苷鍵連接，并且數(shù)均聚合度為至少100。使用來自唾液鏈球菌(Streptococcus salivarius)的葡糖基轉(zhuǎn)移酶(gtfJ)制備該聚合物。當(dāng)所述聚合物溶解于溶劑或包含溶劑的混合物中時，其形成溶液。從該溶液紡出高度適用于紡織品的連續(xù)、強(qiáng)力、棉花狀纖維，并且使用。
如本文所討論，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可制備無有毒化學(xué)物質(zhì)(諸如，二硫化碳)的由多糖葡聚糖聚合物組成的食品腸衣。
總結(jié)
在第一實(shí)施方案中，本公開涉及一種用于制備聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣的方法，包括：(a)將聚α-1，3-葡聚糖溶解于溶劑組合物中，以提供聚α-1，3-葡聚糖的溶液；(b)將聚α-1，3-葡聚糖的溶液擠出至凝固浴中制備管形濕凝膠；(c)用水洗滌濕凝膠；(d)任選地，用增塑劑添加劑塑化管形濕凝膠；以及(e)自管形濕凝膠去除水，以形成聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣。
在第二實(shí)施方案中，本公開涉及溶劑組合物是堿水溶液。
在第三實(shí)施方案中，本公開涉及堿水溶液選自由下列組成的組：氫氧化鉀水溶液、氫氧化鈉水溶液和四乙基氫氧化銨水溶液。
在第四實(shí)施方案中，本公開涉及溶劑組合物還包含溶解性添加劑、增塑劑添加劑或它們的混合物。
在第五實(shí)施方案中，本公開涉及凝固浴包含酸水溶液或甲醇。
在第六實(shí)施方案中，本公開涉及酸水溶液包含硫酸水溶液。
在第七實(shí)施方案中，本公開涉及凝固浴還包含硫酸鈉、硼酸或它們的混合物。
在第八實(shí)施方案中，本公開涉及將第一實(shí)施方案的(b)中聚α-1，3-葡聚糖的溶液在擠出的食品產(chǎn)品上共擠出至凝固浴中，以制備覆蓋擠出食品產(chǎn)品的管形濕凝膠。
在第九實(shí)施方案中，本公開涉及根據(jù)下列方法制備的聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣，所述方法包括：(1)(a)將聚α-1，3-葡聚糖溶解于溶劑組合物中，以提供聚α-1，3-葡聚糖的溶液；(b)將聚α-1，3-葡聚糖的溶液擠出至凝固浴中制備管形濕凝膠；(c)用水洗滌濕凝膠；(d)任選地，用增塑劑添加劑塑化管形濕凝膠；以及(e)自管形濕凝膠去除水，以形成聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣；和(2)任選地，將(1)(b)中聚α-1，3-葡聚糖的溶液在擠出的食品產(chǎn)品上共擠出至凝固浴中，以制備覆蓋擠出食品產(chǎn)品的管形濕凝膠。
在第十實(shí)施方案中，本公開涉及包含聚α-1，3-葡聚糖的食品腸衣。
在第十一實(shí)施方案中，本公開涉及食品腸衣的斷裂應(yīng)力為約10至約100MPa。
在第十二實(shí)施方案中，本公開涉及包含覆蓋食品產(chǎn)品的聚α-1，3-葡聚糖的食品腸衣。
具體實(shí)施方式
本文引用的所有專利和非專利文獻(xiàn)的公開全文以引用方式并入本文。
如本文所用，術(shù)語“發(fā)明”或“本發(fā)明所公開的”不旨在限制但一般適用于權(quán)利要求中所限定的或本文所述的任何發(fā)明。這些術(shù)語在本文中可互換使用。除非另有公開，否則本文所用術(shù)語“一”和“一個”旨在包括一個或多個(即，至少一個)所指特征。
本文所用術(shù)語“食品腸衣”是指管或圓筒形狀的柔性的、薄的、連續(xù)的材料，具有內(nèi)側(cè)和外側(cè)表面。
用于本文的術(shù)語“膜”是指薄型、在視覺上連續(xù)的材料。
術(shù)語“聚α-1，3-葡聚糖”、“α-1，3-葡聚糖聚合物”、“葡聚糖聚合物”和“葡聚糖”在本文中可互換使用。聚α-1，3-葡聚糖是這樣一種聚合物，其中聚α-1，3-葡聚糖的結(jié)構(gòu)可如下所示(其中n為8或更大值)：
可使用化學(xué)方法制備可用于本發(fā)明所公開的某些實(shí)施方案的聚α-1，3-葡聚糖。
另選地，可通過從各種產(chǎn)生聚α-1，3-葡聚糖的生物體(諸如真菌)中提取聚α-1，3-葡聚糖來制備該物質(zhì)。還可使用存在于如在共同待審、共同擁有的美國專利申請公布第2013/0244288號中所述的微生物中的一種或多種葡糖基轉(zhuǎn)移酶(如，gtfJ)酶催化劑，通過酶法由可再生資源(諸如蔗糖)制得可用于本發(fā)明某些實(shí)施方案的聚α-1，3-葡聚糖，所述專利申請公布以引用方式全文并入本文。
制備聚α-1，3-葡聚糖溶液，以用于食品腸衣的制備。溶劑組合物包括但不限于NaOH水溶液、KOH水溶液和乙基氫氧化銨水溶液。通過應(yīng)用剪切將聚α-1，3-葡聚糖混合到溶劑組合物中。溶液聚α-1，3-葡聚糖的濃度通常為約10重量％至約23重量％。可向水溶液中添加尿素(CAS登記號：57-13-6)或甘油(CAS登記號：56-81-5)，其中尿素的量可為最多溶液中聚合物的重量，并且甘油的量可以改變。
一種自聚合物溶液制備食品腸衣的方法，包括將聚合物溶液擠出至凝固浴中(有或沒有空氣間隙)，接著去除溶劑組合物。為了以這種方式制備食品腸衣，關(guān)鍵的要求是：當(dāng)聚合物溶液在凝固浴中凝固時，這樣形成的管狀濕凝膠具有足夠的濕凝膠強(qiáng)度，以能夠經(jīng)受形成工藝中的張緊。人們發(fā)現(xiàn)，需要高濃度的聚α-1，3-葡聚糖溶液來給濕凝膠以足夠的強(qiáng)度。人們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，可用高濃度的堿性溶液或通過凝固浴的具體選擇制成這些高濃度的聚α-1，3-葡聚糖溶液。
一種根據(jù)本發(fā)明的用于制備聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣的方法，包括：(a)將聚α-1，3-葡聚糖溶解于溶劑組合物中，以提供聚α-1，3-葡聚糖的溶液；(b)將聚α-1，3-葡聚糖的溶液擠出至凝固浴中制備管形濕凝膠；(c)用水洗滌濕凝膠；(d)任選地，用增塑劑添加劑塑化管形濕凝膠；以及(e)自管形濕凝膠去除水，以形成聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣。
所述聚α-1，3-葡聚糖的DPw可為至少約400。所述溶劑組合物優(yōu)選堿水溶液。所述堿水溶液可選自氫氧化鉀水溶液、氫氧化鈉水溶液和四乙基氫氧化銨水溶液。所述堿水溶液優(yōu)選為氫氧化鉀水溶液。對于DPw為850的聚α-1，3-葡聚糖，所述聚α-1，3-葡聚糖濃度優(yōu)選為至少約15重量％，所述氫氧化鉀水溶液為至少約8重量％。對于DPw為650的聚α-1，3-葡聚糖，所述聚α-1，3-葡聚糖濃度優(yōu)選為至少約17重量％，所述氫氧化鉀水溶液為至少約8重量％。對于DPw為550的聚α-1，3-葡聚糖，所述聚α-1，3-葡聚糖濃度優(yōu)選為至少約22重量％，所述氫氧化鉀水溶液為至少約11重量％。所述溶劑組合物可還包含溶解性添加劑(諸如尿素)、增塑劑添加劑(諸如甘油)或它們的混合物。
所述凝固浴包含酸水溶液或甲醇或堿水溶液接著酸水溶液。所述酸水溶液優(yōu)選為硫酸或乙酸。所述凝固浴還包含鹽，諸如硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸銨和氯化鈉。
用水洗滌管形濕凝膠，直至浴的pH近似中性。
管形濕凝膠的斷裂應(yīng)力為至少約1.5MPa，優(yōu)選約2.0MPa，并且最優(yōu)選約2.5MPa。
可通過蒸發(fā)將水從洗過的管形濕凝膠中去除，以提供聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣。
食品腸衣的斷裂應(yīng)力為約10MPa至約100MPa。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可在KOH/水中制成含有較高葡聚糖濃度的原液。例如，制成葡聚糖高達(dá)23％的溶液(550DPw)。然后，發(fā)現(xiàn)通過凝固這些溶液的膜形成的濕凝膠具有濕凝膠可與纖維素濕凝膠媲美的斷裂應(yīng)力。正確平衡Mw和濃度，可制成強(qiáng)度為至少1.5MPa的葡聚糖平的濕凝膠。
通過將聚合物溶液與擠出的肉(或其它食品)糜擠出通過模具形成共擠出的香腸腸衣。然后，這種共擠出的產(chǎn)品通常通過一個或多個凝固浴，并且可能通過烘干機(jī)。預(yù)計(jì)將這種相同的處理設(shè)備用于葡聚糖溶液。燒堿/水中葡聚糖的提供了令人滿意的涂層。選擇凝固浴組成以脫水和中和葡聚糖涂層，得到覆蓋擠出食品表面的濕凝膠。凝固浴包括醇、有機(jī)酸(諸如乙酸)、無機(jī)酸(諸如硫酸或鹽酸)、鹽(諸如硫酸鈉和氯化鈉)。
一種自聚合物溶液共擠出食品腸衣的方法，包括將聚合物溶液通過環(huán)形共擠出模具擠出來涂覆擠出食品產(chǎn)品(諸如香腸)的外部，至凝固浴中(有或沒有空氣間隙)，接著去除溶劑組合物。為了以這種方式制備擠出食品產(chǎn)品，關(guān)鍵的要求是：當(dāng)聚合物溶液在凝固浴中凝固時，這樣形成的管狀濕凝膠具有足夠的濕凝膠強(qiáng)度，以能夠經(jīng)受剩余工藝步驟中的加捻和張緊。人們發(fā)現(xiàn)，需要高濃度的聚α-1，3-葡聚糖溶液來給濕凝膠以足夠的強(qiáng)度。人們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，可用高濃度的堿性溶液制成這些高濃度的聚α-1，3-葡聚糖溶液。
一種根據(jù)本發(fā)明的用于制備用聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣覆蓋擠出食品產(chǎn)品的方法，包括：(a)將聚α-1，3-葡聚糖溶解于溶劑組合物中，以提供聚α-1，3-葡聚糖的溶液；(b)共擠出聚α-1，3-葡聚糖的溶液至擠出食品產(chǎn)品(諸如香腸)的外部上，并至凝固浴中制備用聚α-1，3-葡聚糖濕凝膠覆蓋的食品產(chǎn)品；(c)用水洗滌聚α-1，3-葡聚糖濕凝膠覆蓋的擠出食品產(chǎn)品；(d)任選地，用增塑劑添加劑塑化聚α-1，3-葡聚糖濕凝膠；以及(e)自濕凝膠覆蓋的擠出食品產(chǎn)品去除水，以形成聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣覆蓋的擠出食品產(chǎn)品。
所述聚α-1，3-葡聚糖的DPw可為至少約400。所述溶劑組合物優(yōu)選堿水溶液。所述水性溶劑組合物可選自氫氧化鉀水溶液和氫氧化鉀水溶液。所述堿水溶液優(yōu)選為氫氧化鉀水溶液。對于DPw為850的聚α-1，3-葡聚糖，所述聚α-1，3-葡聚糖濃度優(yōu)選為至少約15重量％，所述氫氧化鉀水溶液為至少約8重量％。對于DPw為650的聚α-1，3-葡聚糖，所述聚α-1，3-葡聚糖濃度優(yōu)選為至少約17重量％，所述氫氧化鉀水溶液為至少約8重量％。對于DPw為550的聚α-1，3-葡聚糖，所述聚α-1，3-葡聚糖濃度優(yōu)選為至少約22重量％，所述氫氧化鉀水溶液為至少約11重量％。所述溶劑組合物可還包含溶解性添加劑(諸如尿素)、增塑劑添加劑(諸如甘油)或它們的混合物。
對于包含溶解于燒堿水溶液的葡聚糖的共擠出層，凝固浴包含酸水溶液。所述酸水溶液優(yōu)選為硫酸或乙酸。所述凝固浴可還包含硫酸鈉。
用水洗滌共擠出食品產(chǎn)品，直至浴的pH近似中性。
濕凝膠覆蓋的內(nèi)部擠出食品產(chǎn)品的斷裂應(yīng)力為至少約1.5MPa，優(yōu)選約2.0MPa，并且最優(yōu)選約2.5MPa。
可通過蒸發(fā)將水從洗過的葡聚糖濕凝膠覆蓋的擠出食品產(chǎn)品中去除，以提供由聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣覆蓋的擠出食品產(chǎn)品。
腸衣覆蓋的擠出食品的斷裂應(yīng)力為約10至約100MPa。
本公開的食品腸衣可被用來包住任何類型的加工肉和香腸類型應(yīng)用。因此，這些腸衣可具有小直徑或大直徑。各種加工肉的實(shí)例包括但不限于法蘭克福香腸、小香腸、熱狗、香腸、臘腸、博洛尼亞香腸、庫托香腸、熏火腿和用于三明治的其它切片產(chǎn)品。
本公開涉及用于制備聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣的方法，該方法包括：(a)將聚α-1，3-葡聚糖溶解于溶劑組合物中，以提供聚α-1，3-葡聚糖的溶液；(b)將聚α-1，3-葡聚糖的溶液擠出至凝固浴中制備管形濕凝膠；(c)用水洗滌濕凝膠；(d)任選地，用增塑劑添加劑塑化管形濕凝膠；以及(e)自管形濕凝膠去除水，以形成聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣。所述溶劑組合物可以為堿水溶液。所述堿水溶液可選自氫氧化鉀水溶液、氫氧化鈉水溶液和四乙基氫氧化銨水溶液。所述溶劑組合物可還包含溶解性添加劑、增塑劑添加劑或它們的混合物。所述凝固浴可包含酸水溶液或甲醇。所述酸水溶液可包含硫酸水溶液。所述凝固浴可還包含硫酸鈉、硼酸或它們的混合物。可將上文(b)中聚α-1，3-葡聚糖的溶液在擠出的食品產(chǎn)品上共擠出至凝固浴中，以制備覆蓋擠出食品產(chǎn)品的管形濕凝膠。
本公開進(jìn)一步涉及根據(jù)包括以下步驟的方法制備的聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣：(1)(a)將聚α-1，3-葡聚糖溶解于溶劑組合物中，以提供聚α-1，3-葡聚糖的溶液；(b)將聚α-1，3-葡聚糖的溶液擠出至凝固浴中制備管形濕凝膠；(c)用水洗滌濕凝膠；(d)任選地，用增塑劑添加劑塑化管形濕凝膠；以及(e)自管形濕凝膠去除水，以形成聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣；和(2)任選地，將(1)(b)中聚α-1，3-葡聚糖的溶液在擠出的食品產(chǎn)品上共擠出至凝固浴中，以制備覆蓋擠出食品產(chǎn)品的管形濕凝膠。
本公開還進(jìn)一步涉及包含聚α-1，3-葡聚糖的食品腸衣。(b)食品腸衣的斷裂應(yīng)力為約10MPa至約100MPa。
本公開還進(jìn)一步涉及包含覆蓋食品產(chǎn)品的聚α-1，3-葡聚糖的食品腸衣。
實(shí)施例
將在下面的實(shí)施例中進(jìn)一步示例說明本公開。應(yīng)該理解，盡管這些實(shí)施例說明了本文的某些優(yōu)選方面，但僅是以例證的方式給出的。通過上述論述和這些實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可確定本發(fā)明所公開的實(shí)施方案的必要特征，并且在不脫離其實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，可對本發(fā)明所公開的實(shí)施方案進(jìn)行各種變化和修改以適應(yīng)多種用途和條件。
實(shí)施例中使用以下縮寫
“DI水”是去離子水；“MPa”是兆帕；“NaOH”是氫氧化鈉；“KOH”是氫氧化鉀；“DPw”是重均聚合度。
常規(guī)方法
聚合度(DPw)通過尺寸排阻色譜(SEC)法來測定。聚α-1，3-葡聚糖的分子量在本文中可以測量為數(shù)均分子量(Mn)或重均分子量(Mw)。然后，聚合度可表示為DPw(重均聚合度)或DPn(數(shù)均聚合度)，通過將聚合物的Mw除以單體單元重得到DPw，通過將聚合物的Mn除以單體單元重得到DPn。所用色譜系統(tǒng)為得自Waters Corporation(Milford，MA)的AllianceTM2695液相色譜儀，其與三個在線檢測器耦接：得自Waters的差示折射計(jì)410，得自Wyatt Technologies(Santa Barbara，CA)的多角度光散射光度計(jì)HeleosTM 8+，以及得自Wyatt的差分毛細(xì)管粘度計(jì)ViscoStarTM。用于數(shù)據(jù)簡化的軟件包為得自Waters的EmpowerTM版本3(僅采用廣泛葡聚糖標(biāo)準(zhǔn)品和DR檢測器的柱校正)以及得自Wyatt的Astra版本6(無柱校正的三重檢測法)。使用得自Shodex(Japan)的四根SEC苯乙烯-二乙烯基苯柱：兩根線性KD-806M、KD-802和KD-801，以在聚合物分布的低分子量區(qū)域改善分辨率。移動相為得自J.T Baker，Phillipsburg，NJ的N，N’-二甲基乙酰胺(DMAc)，含有0.11％LiCl(Aldrich，Milwaukee，WI)。色譜條件如下：柱和檢測器隔室的溫度為50℃，樣品和注射器隔室的溫度為40℃，流速為0.5ml/min，注射體積為100μl。樣品制備目標(biāo)：在DMAc中樣品濃度為0.5mg/mL，5％的LiCl，在100℃下振搖過夜。溶解后，可在室溫下儲存聚合物溶液。
使用Mitutoyo千分尺(No.293-831)測定食品腸衣的厚度。
拉伸試驗(yàn)的準(zhǔn)備
用尺測量干膜，并使用Fiskars的舒適環(huán)形手柄轉(zhuǎn)刀(comfort loop rotary cutter)(No.195210-1001)切下2.5cm×7.6cm的條帶。然后，將樣品送至測試實(shí)驗(yàn)室，其中室內(nèi)條件為相對濕度65％、以及溫度70°F±2°F。使用Mettler分析天平AE240型(Mettler balance model AE240)測量樣品重量。
用尺測量濕膜，并使用Fiskars的舒適環(huán)形手柄轉(zhuǎn)刀(comfort loop rotary cutter)(No.195210-1001)切下2.5cm×7.6cm的條帶。然后，將樣品置于水浴中送至測試實(shí)驗(yàn)室，其中室內(nèi)條件為相對濕度65％、以及溫度70°F±2°F。使用Mettler分析天平AE240型(Mettler balance model AE240)測量濕樣品重量。將樣品置于水浴中浸泡直到正好測試之前。
根據(jù)ASTM D882-09，在Instron 5500R 1122型(Instron 5500R Model 1122)上使用2.5cm條帶和2.5cm標(biāo)距測量拉伸特性。
聚α-1，3-葡聚糖的制備
如共同未決的、共同擁有的公開于2013年9月19日的美國專利申請公布2013-0244288中所述，制備使用gtfJ酶制備的聚α-1，3-葡聚糖，所述專利文獻(xiàn)以引用方式并入本文。
材料和常規(guī)方法
氫氧化鉀、氫氧化鈉和硫酸獲自EMD Chemicals(Billerica，MA)。甘油獲自Acros Chemicals。硫酸鈉獲自Sigma Aldrich。
聚合物溶液制備
在40℃，真空烘箱中，將聚α-1，3-葡聚糖聚合物粉末干燥過夜。用含有10％KOH于水中的溶劑制備含有18.5％葡聚糖、DPw為650的葡聚糖聚合物溶液。這些溶液據(jù)報(bào)道，如果聚合物溶解于10％KOH溶液中，這將有可能具有足夠的剪切力。然而，在實(shí)驗(yàn)室條件下，為避免形成塊，聚合物首先在部分水中成漿，加入剩余部分作為更濃縮的KOH溶液。20％至40％的KOH溶液與在水中的葡聚糖粉末漿料混合。取決于所需要的數(shù)量，手工混合或用實(shí)驗(yàn)室混合器攪拌這些共混物。
凝固流體制備
通過以下方式制備凝固溶液：將247克硫酸鈉溶于在熱板上的1升燒杯中攪拌下的570克水中。一旦硫酸鈉完全溶解，加入133克硫酸。在使用前，將溶液冷卻至室溫。
實(shí)施例1
制備聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣的方法
為證明可由這些葡聚糖溶液制成堅(jiān)固無縫管，而不用具有環(huán)形模具的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備擠出這種管，使用以下步驟制成葡聚糖的管。
提供DPw為650的葡聚糖溶于含有10％KOH于水中的溶劑組合物中的18.5％的葡聚糖溶液。(基于總計(jì)，該溶液為18.5％葡聚糖、8.1％KOH、73.4％水。)將10至15ml的這種溶液倒在玻璃板上。在溶液上拉動6英寸寬的刮刀，以形成0.010英寸厚的流延濕膜。在流延濕膜上滾動玻璃試管(尺寸為2cm直徑×20cm長)，以將流延濕膜轉(zhuǎn)移至玻璃管。然后立即將涂覆的試管浸入凝固流體中2分鐘，以形成管形濕凝膠。立即將涂覆的管放入去離子水的連續(xù)浴中，直到水的pH為中性。然后將涂覆的管放入90％水/10％甘油的溶液中5分鐘。然后松開管形濕凝膠，從測試管中取出，并轉(zhuǎn)移到由聚乙烯膜的軋件制成的較小直徑的管，以干燥。最終干燥的食品腸衣為25.4±13微米厚、12.7cm長，并且圓周為7.1cm。最終干燥的食品腸衣是透明的。自干燥的食品腸衣切下條帶，并測量斷裂應(yīng)力。發(fā)現(xiàn)斷裂應(yīng)力是10MPa，斷裂的最大應(yīng)變?yōu)?0％。
為估計(jì)擠出到凝固浴中的管的強(qiáng)度，而且不用具有環(huán)形模具的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備擠出這種管，上文使用的DPw為650的葡聚糖18.5％溶液被倒在玻璃板上，在溶液上拉動刮刀，以形成0.010英寸厚的濕膜，但代替形成管，該濕膜加玻璃板被立即浸入凝固流體中1分鐘，以形成平的濕凝膠。在淡水浴中洗該平的濕凝膠幾次，直到水浴的pH為中性。測量該平的濕凝膠厚度為76微米。將其切成3個英斯特朗樣品并測量斷裂應(yīng)力。3次測量的平均值為，斷裂應(yīng)力為1.9MPa，斷裂時最大應(yīng)變?yōu)?4％。這表明，擠出到凝固浴中的管足夠強(qiáng)，以在仍是濕的時被拉伸通過連續(xù)工藝。
因此，根據(jù)本公開內(nèi)容制成聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣。
實(shí)施例2
制備聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣的方法
含有42％DPw為800的葡聚糖和58％水的60g聚α-1，3-葡聚糖混合物在50g水中成漿。將13.2g的KOH溶于34.3g的水中。然后，將KOH溶液添加至α-1，3-葡聚糖漿料中，并使用實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的混合器攪拌，直至聚合物完全溶解，以制成聚α-1，3-葡聚糖溶液。將溶液離心30分鐘以去除氣泡。最終溶液濃度為16重量％聚α-1，3-葡聚糖、8.4重量％KOH和75.6％水。溶劑組合物定義為KOH的重量除以KOH和水的重量為10％。將溶液通過條縫模具直接擠出至凝固浴中。條縫尺寸為254微米厚、19mm寬。使用氣缸容積為100ml的注射器泵，將溶液泵送通過條縫模具。在操作期間，將該條縫模具稍微浸入凝固浴中。該凝固溶液包含14重量％的硫酸、22重量％硫酸鈉和其余的水。該凝固浴大致含有21的凝固浴液體于50cm長的不銹鋼大桶中。將該溶液泵送通過條縫模具，并與凝固液體接觸，以制成膜形的濕凝膠。泵速率從2.5ml/min變化到10ml/min。將該濕凝膠連續(xù)地拉伸通過凝固浴到水浴中。在淡水浴中洗該膜形的濕凝膠幾次，直到水浴的pH為中性。測量該膜形的濕凝膠厚度為102微米。隨后將該膜形的濕凝膠浸入3重量％的甘油浴，然后在張緊下干燥。將該膜形的濕凝膠干燥以形成清晰的膜，其斷裂應(yīng)力為13MPa，斷裂時最大應(yīng)變?yōu)?0％。
因此，本實(shí)施例說明，通過以下方式制成葡聚糖膜的方法：擠出膜至凝固浴中以制成具有足夠強(qiáng)度在隨后的步驟承受張緊的膜形濕凝膠。由于設(shè)備限制，這里使用的模具形狀為條縫模具，然而，使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備將得到管狀的腸衣，而不是平的膜。任選地，可將流體注入到擠出管的內(nèi)部。
可透過、收縮的腸衣
下面的實(shí)施例證明，聚α-1，3-葡聚糖腸衣允許水滲透通過食品產(chǎn)品并被從食物產(chǎn)品中去除。它們還表明，隨著食品產(chǎn)品收縮，腸衣隨其收縮以保持很好地形成的腸衣在食品產(chǎn)品周圍。
將單獨(dú)的熱狗(每個8.0-8.5g)放置在烤肉叉子上，并浸入聚α-1，3-葡聚糖溶液中，如下所示。在浸漬之前和之后及以固定間隔再次浸漬之前和之后稱重?zé)峁芬詼y量由于水分蒸發(fā)帶來的重量損失。如下表所示，用聚α-1，3-葡聚糖(以被視為典型厚度)涂覆的熱狗與未涂覆的熱狗失去相同量的水分。在烹調(diào)過程中，這種高度的滲透性將允許水從肉糜中逸出以產(chǎn)生所需的質(zhì)地。觀察到，隨著水從擠出的肉中蒸發(fā)，涂層隨熱狗收縮，并保持對熱狗的緊密密封。
比較例A、B和C
未涂覆的熱狗
比較例A、B和C為無涂層的熱狗，叉在烤肉叉子上，這里用于對照比較。在環(huán)境條件下放置比較例A和B，而將比較例C密封在聚乙烯袋中。7天后的重量損失列于表中。
實(shí)施例3
制備聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣的方法
覆蓋食品產(chǎn)品
將實(shí)施例3中烤肉叉子上的熱狗浸入下列溶液中：10％聚α-1，3-葡聚糖(1000DPw)于6.8％KOH/水溶液中。隨后，立即將該熱狗浸入凝固溶液(26重量％Na2SO4/14重量％H2SO4)中2分鐘。隨后，將它浸入水中，并在環(huán)境條件下干燥。不時監(jiān)測其重量，重量損失百分?jǐn)?shù)示于下表中。假定干涂層重量為原始濕涂層重量的10％，進(jìn)行該計(jì)算。在完成7天的測量后，將熱狗切開，并通過顯微鏡觀察該涂層。厚度有擴(kuò)散邊界，所以，難以確定厚度。然而，考慮到施用的濕重，厚度為接近63微米。7天后的重量損失列于表中。
實(shí)施例4
制備聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣的方法
覆蓋食品產(chǎn)品
將實(shí)施例4中烤肉叉子上的熱狗浸入下列溶液中：10％聚α-1，3-葡聚糖(1000DPw)于6.8％KOH/水溶液中。隨后，將該熱狗在環(huán)境條件下懸掛干燥1天，以允許該涂層在凝固之前干燥。在第2天，將它浸入凝固溶液(6重量％Na2SO4/14重量％H2SO4)中2分鐘。隨后，將它浸入水中，并在環(huán)境條件下干燥。不時監(jiān)測其重量，重量損失百分?jǐn)?shù)示于下表中。假定干涂層重量為原始濕涂層重量的10％，進(jìn)行該計(jì)算。在完成7天的測量后，將熱狗切開，并通過顯微鏡觀察該涂層。厚度有擴(kuò)散邊界，所以，難以確定厚度。然而，考慮到施用的濕重，厚度為接近63微米。7天后的重量損失列于表中。
表
重量損失
因此，該表表明，聚α-1，3-葡聚糖腸衣允許水滲透通過食品產(chǎn)品并被從食物產(chǎn)品中去除。觀察到，隨著食品產(chǎn)品收縮，腸衣隨其收縮以保持很好地形成的腸衣在食品產(chǎn)品周圍。
實(shí)施例5
用于覆蓋食品產(chǎn)品的聚α-1，3-葡聚糖食品腸衣強(qiáng)度
為證明與擠出食品產(chǎn)品共擠出至凝固浴中的聚α-1，3-葡聚糖層足夠強(qiáng)以拉伸通過連續(xù)工藝(包括仍是濕的時加捻和懸掛)，而且不用具有環(huán)形模具的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備共擠出這樣的產(chǎn)品，使用下列工序制成平的葡聚糖濕凝膠，并測試那些平的濕凝膠的機(jī)械性能。
將16.5％聚α-1，3-葡聚糖(800DPw)于8.4％KOH/水中的溶液倒在玻璃板上。在溶液上拉動刮刀以形成濕膜。將該濕膜加玻璃板立即浸入凝固流體中1分鐘，以形成平的濕凝膠。在淡水浴中洗該平的濕凝膠幾次，直到水浴的pH為中性。測量該平的濕凝膠厚度為120微米。將其切成英斯特朗樣品并測量斷裂應(yīng)力。測得斷裂應(yīng)力是2.4MPa，斷裂的最大應(yīng)變?yōu)?0％。
因此，與擠出食品產(chǎn)品共擠出至凝固浴中的聚α-1，3-葡聚糖層足夠強(qiáng)以拉伸通過連續(xù)工藝。