專利名稱：：十二烷酰魔芋葡甘低聚糖磺酸鈉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及功能食品強(qiáng)化劑十二烷酰魔芋葡甘低聚糖磺酸鈉的制備方法。十二烷酰魔芋葡甘低聚糖磺酸鈉是一種新型功能食品強(qiáng)化劑，具有良好的分散、增溶、增稠、保水、協(xié)同、穩(wěn)定、成膜及乳化等多種非離子性水溶膠性能，因而可用于制藥和功能食品中作強(qiáng)化劑或改良劑使用。魔芋(AmorphophallusKanjac)中主要成分葡甘聚糖(Kajacmannan)含量達(dá)50％，1噸魔芋可生產(chǎn)0．7噸魔芋精粉，魔芋精粉中魔芋葡甘聚糖(KanjacGlucomannan簡(jiǎn)稱KGM)占60％以上，其次還含淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、游離還原糖等。研究證明魔芋葡甘聚糖具有減肥作用，對(duì)血清膽固酵、肝膽固醇和中性脂肪的上升有明顯的抑制作用，并且調(diào)節(jié)代謝正?；驮鰪?qiáng)免疫功能，應(yīng)用保健食品中可緩釋有效成分，增加功能效果，拓展應(yīng)用范圍。將其改性成增溶、分散、乳化性能更高的KGM，應(yīng)用于功能食品中更能發(fā)揮KGM的生物學(xué)活性。本發(fā)明的目的是提供一種以魔芋精粉為原料制備功能食品強(qiáng)化劑--十二烷酰魔芋葡甘低聚糖磺酸鈉的方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)路線是將魔芋精粉酶解成分子量8000以上的低聚魔芋葡甘聚糖，然后用魔芋葡甘低聚糖與十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉合成十二烷酰魔芋葡甘低聚糖磺酸鈉。其酶解反應(yīng)是式中n葡萄糖∶甘露糖的摩爾比=1∶2m纖維素酶酶解分支度十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉用十二醇與馬來酸酐及亞硫酸氫鈉制備。其反應(yīng)原理是用魔芋精粉為原料制備十二烷酰魔芋葡甘低聚糖磺酸鈉具體步驟是1、魔芋精粉加入其體積10倍以上的含2％吐溫80濃度為0．2mol醋酸--醋酸鈉緩沖液，再加入纖維素酶(Ec3．2．1．4)500u／ml，于40℃下攪拌酶解0．5小時(shí)，過濾、取其固形物加入50％乙醇水溶液漂洗，過濾去雜質(zhì)，得魔芋葡甘低聚糖過濾物備用，或者再將過濾物用95％乙醇或無水乙醇脫水干燥得干粉備用；2、按魔芋葡甘低聚糖與十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉質(zhì)量比1∶0．1-4，添加十二磺酸琥珀酸單酯二鈉乳液，攪拌均勻，用濃度2mol的鹽酸調(diào)至PH3．5-5．5，于30-50℃下干法改性2-3小時(shí)后，用60％乙醇水溶液洗滌至濾液不含十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉后，于50℃干燥得產(chǎn)品。優(yōu)選條件是按魔芋葡甘低聚糖與十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉質(zhì)量比8∶2、添加十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉乳液，攪拌均勻，用濃度2mol的鹽酸調(diào)至PH5．5，于50℃下干法改性3小時(shí)后，用60％乙醇水溶液洗滌至濾液不含十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉后，于50℃真空干燥得產(chǎn)品。所用的十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉，是按十二醇∶馬來酸酐∶亞硫酸氫鈉為1．1∶1∶1．1(摩爾比)；首先使十二醇與馬來酸酐在90℃下攪拌酯化3小時(shí)，然后添加飽和的亞硫酸氫鈉溶液在相同條件下磺化3小時(shí)制得的。本發(fā)明所用魔芋精粉為湖北竹溪魔芋精粉廠產(chǎn)品。纖維素酶(Ec3．2．1．4)為市售生物試劑，其它試劑為市售分析純品。本發(fā)明所用的檢測(cè)方法酯值、酸值、酯化反應(yīng)效率的檢測(cè)，按張萬福編譯的“食品乳化劑”(1994．輕工出版社413-430)進(jìn)行；含鈉量(％)、總糖量(5)、砷(mg／Kg)、重金屬(以pb計(jì)，mg／Kg)和低聚魔芋葡甘聚糖分子量凝膠色譜按“食品分析”(大連輕院等八院校編，1994年輕工出版社)進(jìn)行；粘度用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(c．p)、毛發(fā)粘度計(jì)(mpa．s)按物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。圖1是魔芋精粉按上述酶解條件制得的魔芋葡甘低聚糖的凝膠色譜圖。從凝膠色譜可知其分子量為8000cl以上。下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明以魔芋精粉為原料制備十二烷酰魔芋葡甘低聚糖磺酸鈉的方法，及產(chǎn)品作功能食品強(qiáng)化劑的效果。實(shí)施例1，十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉(簡(jiǎn)稱LR)與魔芋葡甘低聚糖用量比實(shí)驗(yàn)。按前述方法制備十二烷酰魔芋葡甘低聚糖磺酸鈉產(chǎn)品，用產(chǎn)品十二烷酰魔芋葡甘低聚糖磺酸鈉的粘度和持水性來確定原料用量比。1)粘度稱取制得的十二烷酰魔芋葡甘低聚糖磺酸鈉0．9g，加沸水100ml，攪拌至溶液粘稠，放置待粘度穩(wěn)定后，用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定其粘度，結(jié)果見表1。2)持水性稱取制得的十二烷酰魔芋葡甘低聚糖磺酸鈉0．2g，加入50ml水，加熱到60℃攪拌半小時(shí)，離心倒去清液，稱取離心管空管及離心后去水離心管的重量，按下式計(jì)算持水性，持水性=(W2-W1-0．2)／0．2×100％式中W1離心管空管重量W2離心去水后離心管的重量結(jié)果見表2。綜合對(duì)表1粘度和表2持水性數(shù)據(jù)的分析，可知魔芋葡甘低聚糖與十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉重量比為8∶2為最佳配比，其產(chǎn)品十二烷酰葡甘低聚糖磺酸鈉的粘度達(dá)47800mpa·s，持水性達(dá)61％。實(shí)施例2，魔芋葡甘低聚糖與十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉(簡(jiǎn)稱LR)反應(yīng)最佳條件的確定。確定魔芋低KGM與LR配比最佳范圍后，影響酯化反應(yīng)產(chǎn)物性質(zhì)的主要因素有反應(yīng)溫度A，PH值B，時(shí)間C，對(duì)各因素進(jìn)行綜合考察選用L9(34)正交試驗(yàn)進(jìn)行結(jié)果列于表3、表4。其結(jié)果表示若以粘度為指標(biāo)則最佳組合為溫度50℃，PH5．5，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)，各因素對(duì)產(chǎn)物粘度的影響順序?yàn)闇囟龋緯r(shí)間＞PH值。若以持水性為指標(biāo)，則最佳條件為溫度30℃、PH3．5、反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)，各因素對(duì)產(chǎn)物持水性影響順序號(hào)為PH值＞時(shí)間＞溫度，除PH值外，其余因素對(duì)持水性的影響均較小，而對(duì)粘度的影響卻較大，故選粘度為指標(biāo)的最優(yōu)溫度50℃，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)，PH值雖然對(duì)粘度影響不及時(shí)間和溫度，但PH值對(duì)持水性的影響也不小。為此，重復(fù)對(duì)比試驗(yàn)，以PH3．5、5．5各做三重復(fù)，恒定溫度50℃，時(shí)間3小時(shí)，結(jié)果見表5。表5數(shù)據(jù)表明PH為5．5時(shí)樣品粘度較高而持水性相差不大，故選PH5．5，因此最佳反應(yīng)條件為溫度50℃、PH5．5、反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)。在此條件下所得酯化魔芋低聚KGM的粘度為17900mpa·s；持水性56．5％，60％醇提酯化魔芋低聚KGM回收率85．5％。用魔芋低聚KGM1353．2g，LR316．9g回收酯化魔芋低聚KGMl267．6g，酯化效率=(1267．6-1353．2×85．5％)／316．9×100=32．5％。實(shí)施例3取大豆分離蛋白粉，加水調(diào)成粘乳液，用鹽酸或氫氧化鈉水溶液調(diào)至PH8．5后，按干蛋白粉量的3％稱取十二烷酰魔芋葡甘低取糖磺酸鈉，加入上述粘乳液中，在50℃下攪拌1小時(shí)，用原大豆分離蛋白調(diào)制的粘乳作對(duì)照，測(cè)定其功能特征粘度提高了265CP；持水性提高了7．05％；成膜性提高了9．15；溶解度提高了17．74mg／ml。實(shí)施例4取奶粉加水調(diào)成乳液，并用鹽酸調(diào)至PH2．5后，按奶粉量的6％稱取十二烷酰魔芋葡甘低聚糖磺酸鈉，加入上述乳液中，在室溫下攪拌1小時(shí)，用原奶粉調(diào)制的粘乳作對(duì)照，測(cè)其功能特征粘度提高了355CP；持水性提高了8．2％；成膜性提高了11．67；溶解度提高了10．80mg／ml。實(shí)施例5取巨能鈣粉加水調(diào)成溶液，并用鹽酸調(diào)至PH4．5后，按巨能鈣粉量的15％稱取十二烷酰魔芋葡甘低取糖磺酸鈉，加入上述溶液中，在室溫下攪拌1小時(shí)，用原巨能鈣粉調(diào)制的溶液作對(duì)照，測(cè)其功能特征粘度提高了34．8CP；持水性提高了14．2％；成膜性提高了18．62；溶解度提高了10．75mg／ml。表1LR與魔芋葡甘低聚糖用量比對(duì)產(chǎn)品粘度的影響<tablesid="table1"num="001"><table>魔芋低KGM∶LR(質(zhì)量比)1∶0．11∶0．21∶0．51∶0．81∶1．51∶31∶4粘度(mpa·s)43200455004780038700370003460036000</table></tables>表2LR與魔芋葡甘低聚糖用量比對(duì)產(chǎn)品持水性的影響表3魔芋低KGM與LR反應(yīng)因素及水平<tablesid="table2"num="002"><table>水平A(℃)B(PH)C(小時(shí))1303．522404．52．53505．53</table></tables>表4L9(34)正交試驗(yàn)表<tablesid="table3"num="003"><table>試驗(yàn)號(hào)A(℃)B(PH)C(小時(shí))粘度(mpa·s)持水性％1303．52140057．65．2304．52．51024058．353305．531116055．24403．52．51084059．455404．53894055．56405．521184053．557503．531834060．958504．521144059．O9505．52．51212050．45</table></tables>以粘度指標(biāo)處理數(shù)據(jù)<tablesid="table4"num="004"><table>K1(mpa·s)228003058024740K2(mpa·s)316203068033200K3(mpa·s)419603512038440R19160454013700</table></tables>以持水性指標(biāo)處理數(shù)據(jù)<tablesid="table5"num="005"><table>K1171．2178．05170．2K2168．5172．85168．25K3170．4159．20171．65R2．718．853．4</table></tables>表5PH值對(duì)十二烷酰魔芋葡甘低聚糖磺酸鈉粘度、持水性影響的重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果權(quán)利要求1.一種十二烷酰魔芋葡甘低聚糖磺酸鈉的制備方法，其特征是以魔芋精粉為原料，按如下步驟進(jìn)行制備(1)魔芋精粉加入其體積10倍以上的含2％吐溫80濃度為0．2mol醋酸--醋酸鈉緩沖液，再加入纖維素酶(Ec3．2．1．4)500u／ml，于40℃下攪拌酶解0．5小時(shí)，過濾、取其固形物加入50％乙酵水溶液漂洗，過濾去雜質(zhì)，得魔芋葡甘低聚糖過濾物備用，或者再將過濾物用95％乙醇或無水乙醇脫水干燥得干粉備用；(2)按魔芋葡甘低聚糖與十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉質(zhì)量比1∶0．1-4，添加十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉乳液，攪拌均勻，用濃度2mol的鹽酸調(diào)至PH3．5-5．5，于30-50℃下干法改性2-3小時(shí)后，用60％乙醇水溶液洗滌至濾液不含十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉后，于50℃干燥得產(chǎn)品。2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是按魔芋葡甘低聚糖與十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉質(zhì)量比8∶2、添加十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉乳液，攪拌均勻，用濃度2mol的鹽酸調(diào)至PH5．5，于50℃下干法改性3小時(shí)后，用60％乙醇水溶液洗滌至濾液不含十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉后，于50℃真空干燥得產(chǎn)品。3.如權(quán)利要求1、2所述的制備方法，其特征是所述的十二醚磺酸琥珀酸單酯二鈉，是按十二醇∶馬來酸酐∶亞硫酸氫鈉為1．1∶1∶1．1(摩爾比)，首先使十二醇與馬來酸酐在90℃下攪拌酯化3小時(shí)，然后添加飽和的亞硫酸氫鈉溶液在相同條件下磺化3小時(shí)制得的。全文摘要一種十二烷酰魔芋葡甘低聚糖磺酸鈉的制備方法,以魔芋精粉為原料,經(jīng)酶解葡甘聚糖成分子量8000以上的低聚糖后,與十二醚磺酸琥珀酸單酯鈉按8∶2質(zhì)量比拌勻,用濃度2摩爾鹽酸調(diào)至pH3.5—5.5,在50℃溫度下干法改性3小時(shí),即生成白色十二烷酰魔芋葡甘聚糖磺酸鈉產(chǎn)品,該產(chǎn)品應(yīng)用于大豆分離蛋白,及其它功能食品中,可以提高其相應(yīng)的功能指標(biāo),擴(kuò)展功效范圍。文檔編號(hào)C08B37/00GK1280989SQ0011596公開日2001年1月24日申請(qǐng)日期2000年8月18日優(yōu)先權(quán)日2000年8月18日發(fā)明者干信申請(qǐng)人:干信