專利名稱：用于食品的表面改性納米碳酸鈣的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品添加劑領(lǐng)域，具體涉及一種用于食品的表面改性納米碳酸鈣的制備方法。
背景技術(shù)：
鈣是體內(nèi)含量最多的礦物質(zhì)，在人體中起著重要的作用。成人骨骼中的鈣每年都有20%被再吸收和更換，成長期的青少年和老年人需要更多的鈣。我國人群普遍鈣攝入量不足，所以80%以上的中國人需要進(jìn)行不同程度的補(bǔ)鈣。目前，人們在進(jìn)行鈣強(qiáng)化時(shí)，通常使用兩類鈣強(qiáng)化劑，一種是水不溶性的，如碳酸鈣、磷酸鈣、檸檬酸鈣等；一種是水溶性的，如乳酸鈣等。前一種因?yàn)楸戎卮笥谒蚁鄬︻w粒較大，在液態(tài)食品中應(yīng)用的時(shí)候不可避免的會(huì)產(chǎn)生沉淀，為了解決這個(gè)問題，一般是加入一定量的食品穩(wěn)定劑，依靠增加黏度來提高托浮效果，比如卡拉膠、黃原膠、阿拉伯膠等，如專利CN00819183. 2、CN98803592. 8，采用這種方法，成本昂貴，且容易造成產(chǎn)品的不穩(wěn)定性； 另外普通的碳酸鈣有石灰味道，顆粒大，分散不勻，口感差；可溶鈣鹽的昂貴價(jià)格和苦澀味道，都是食品鈣強(qiáng)化很現(xiàn)實(shí)的問題。因此，提供一種顆粒小、分散性好、抗沉降性能優(yōu)越的鈣營養(yǎng)強(qiáng)化劑是人們所十分
需要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種顆粒小、分散性好、抗沉降性能優(yōu)越的用于食品的表面改性納米碳酸鈣的制備方法。本發(fā)明所述的用于食品的表面改性納米碳酸鈣的制備方法，包括以下步驟(1)在經(jīng)過除雜處理的氫氧化鈣懸濁液中加入晶核控制劑，晶核控制劑的添加量為氫氧化鈣懸濁液中氫氧化鈣重量的0. 3-1. 0%，通入二氧化碳和空氣的混合氣，碳化合成納米碳酸鈣漿料，其中，氫氧化鈣懸濁液的重量分?jǐn)?shù)為5-20%，二氧化碳與空氣的混合氣中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為5-50%，碳化溫度為5-40°C，碳化終點(diǎn)漿料的PH值在6-7. 5之間；(2)在納米碳酸鈣漿料中加入聚磷酸鈉鹽，其用量為納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的0. 5-10%，優(yōu)選為2% _6%，在高速剪切下分散20-60min ；(3)升溫到60-80°C，攪拌下繼續(xù)加入硬脂酸或硬脂酸鈉對納米碳酸鈣進(jìn)行表面活化處理，其用量為納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的0. 1-6%，優(yōu)選為0. 5% -3%，保溫?cái)嚢?0-30min ；(4)繼續(xù)加入羧甲基纖維素鈉提高漿料懸浮穩(wěn)定性，其用量為納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的0. 1-6%，優(yōu)選為0. 5% -2%，攪拌10-30min ；(5)將改性好的漿料在60-110°C條件下干燥，粉碎機(jī)粉碎，制得用于食品的表面改性納米碳酸鈣。其中所述的氫氧化鈣的除雜處理是將雜質(zhì)鐵元素、鉛元素、砷元素、鋇元素、鎂元素和汞元素在PH8-14條件下形成沉淀，生成的沉淀經(jīng)過多次過濾和活性炭吸附除去。所述的碳化合成采用鼓泡法、超重力法或膜分散法中的一種，優(yōu)選為超重力法或 膜分散法，更優(yōu)選為膜分散法。晶核控制劑為硫酸、磷酸、檸檬酸或糖類中的一種或任意兩種及其以上任意比例的混合物，優(yōu)選為蔗糖、甜菜糖或麥芽糖中的一種。所述的聚磷酸鈉鹽為焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或多聚磷酸鈉中的一種或任意兩種及其以上任意比例的混合物，以上均為符合國標(biāo)要求的食品級改性劑。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于制得的用于食品的表面改性納米碳酸鈣顆粒小、分散均勻，在水中有良好的懸浮性，對食品的色澤、穩(wěn)定性、風(fēng)味等沒有不良影響，尤其適宜應(yīng)用在牛奶、 豆奶等飲料中。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1:將經(jīng)過除雜處理的重量分?jǐn)?shù)為10%氫氧化鈣懸濁液，轉(zhuǎn)移至膜分散碳化反應(yīng)器內(nèi)，加入相對氫氧化鈣懸濁液中氫氧化鈣重量的0. 5%的蔗糖，通入二氧化碳體積分?jǐn)?shù)為 30%的二氧化碳與空氣的混合氣，在17°C采用鼓泡法進(jìn)行碳化合成，當(dāng)PH降至6. 8，繼續(xù)通氣10分鐘，加水得重量分?jǐn)?shù)為10%的納米碳酸鈣漿料，將納米碳酸鈣漿料轉(zhuǎn)移到反應(yīng)罐中，然后加入相對納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的3%的六偏磷酸鈉，在高速剪切下分散30min后，將漿料加熱升溫到70°C攪拌，并加入相對納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的2%的硬脂酸鈉，保溫?cái)嚢?5min后，加入相對納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的
的羧甲基纖維素鈉，繼續(xù)攪拌20min，停止攪拌，將其在80°C下干燥，粉碎機(jī)粉碎制得表面改性納米碳酸鈣。取上述制得的表面改性納米碳酸鈣細(xì)粉3g，加入到300ml水中，經(jīng)高速剪切分散后，倒入量筒靜置，其水分散液在沉降72小時(shí)后，上層沒有澄清水層出現(xiàn)。實(shí)施例2 將經(jīng)過除雜處理的重量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈣懸濁液，轉(zhuǎn)移至膜分散碳化反應(yīng)器內(nèi)，加入相對氫氧化鈣懸濁液中氫氧化鈣重量的0. 5%的蔗糖，通入二氧化碳體積分?jǐn)?shù)為 30%的二氧化碳與空氣的混合氣，在17°C采用超重力法進(jìn)行碳化合成，當(dāng)PH降至6. 8，繼續(xù)通氣10分鐘，加水得重量分?jǐn)?shù)為10%的納米碳酸鈣漿料，將納米碳酸鈣漿料轉(zhuǎn)移到反應(yīng)罐中，然后加入相對納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的4%的焦磷酸鈉，在高速剪切下分散 30min后，將漿料加熱升溫到70°C攪拌，并加入相對納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的 2 %的硬脂酸，保溫?cái)嚢?0min后，加入相對納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的2 %的羧甲基纖維素鈉，繼續(xù)攪拌30min，停止攪拌，將其在80°C下干燥，粉碎機(jī)粉碎制得表面改性納米碳酸鈣。取上述制得的表面改性納米碳酸鈣粉末3g，加入到300ml水中，經(jīng)高速剪切分散后，倒入量筒靜置，其分散液在沉降72小時(shí)后，上層沒有澄清水層出現(xiàn)。實(shí)施例3 將經(jīng)過除雜處理的重量分?jǐn)?shù)為10%氫氧化鈣懸濁液，轉(zhuǎn)移至鼓泡塔碳化反應(yīng)器內(nèi)，加入相對氫氧化鈣懸濁液中氫氧化鈣重量的0. 7%的蔗糖，通入二氧化碳體積分?jǐn)?shù)為35%的二氧化碳與空氣的混合氣，在19°C采用膜分散法進(jìn)行碳化合成，當(dāng)PH降至6. 8，繼續(xù)通氣10分鐘，加水得重量分?jǐn)?shù)為10%的納米碳酸鈣漿料，將納米碳酸鈣漿料轉(zhuǎn)移到反應(yīng)罐中，然后加入相對納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的4%的六偏磷酸鈉，在高速剪切下分散30min后，將漿料加熱升溫到80°C攪拌，并加入相對納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的3%的硬脂酸鈉，保溫?cái)嚢?0min后，加入相對納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的 0. 5%的羧甲基纖維素鈉，繼續(xù)攪拌20min，停止攪拌，將其在80°C下干燥，粉碎機(jī)粉碎制得表面改性納米碳酸鈣。 取上述制得的表面改性納米碳酸鈣粉末3g，加入到300ml水中，經(jīng)高速剪切分散后，倒入量筒靜置，其水分散液在沉降72小時(shí)后，上層沒有澄清水層出現(xiàn)。實(shí)施例4 將實(shí)施例1制得的1. 32g表面改性納米碳酸鈣粉末加入IOOOml市售純鮮牛奶中， 經(jīng)高速剪切后均質(zhì)處理，得到的高鈣牛奶按常法滅菌、冷卻，在密封玻璃瓶中保存。該高鈣奶在0°C -4°c低溫下保存7天后，無明顯鈣沉淀出現(xiàn)，口感與純鮮牛奶基本一致。實(shí)施例5 將實(shí)施例1制得的1. 32g表面改性納米碳酸鈣粉末和3g檸檬酸鈉、80g白砂糖、 0.8g單甘脂、1. 2g蔗糖脂加入IOOOml市售純鮮豆?jié){(固形物含量為9% )中，經(jīng)高速剪切后均質(zhì)處理，得到的高鈣豆奶按常法滅菌、冷卻，在密封玻璃瓶中保存。該高鈣豆奶在 O0C _4°C低溫下保存5天后，無明顯鈣沉淀出現(xiàn)，口感與豆奶基本一致。實(shí)施例6 將實(shí)施例2制得的1. 35g表面改性納米碳酸鈣粉末加入IOOOml市售純鮮牛奶中， 經(jīng)高速剪切后均質(zhì)處理，得到的高鈣牛奶按常法滅菌、冷卻，在密封玻璃瓶中保存。該高鈣奶在0°C -4°c低溫下保存7天后，無明顯鈣沉淀出現(xiàn)，口感與純鮮牛奶基本一致。實(shí)施例7 將實(shí)施例3制得的2. 16g表面改性納米碳酸鈣粉末加入IOOOml市售純鮮牛奶中， 經(jīng)高速剪切后均質(zhì)處理，得到的高鈣牛奶升溫至43-45°C，保持恒溫，將生產(chǎn)用菌種按鮮牛奶量的3%加入奶中，恒溫發(fā)酵3-5小時(shí)，發(fā)酵好的PH達(dá)到3. 9后，停止發(fā)酵，迅速冷卻降溫至30°C以下，然后攪拌加入蔗糖與蔗糖脂后，密封玻璃瓶中保存。該高鈣酸奶在0°C-4°C低溫下保存7天后，無明顯鈣沉淀出現(xiàn)，口感與市售純酸奶基本一致。對比例1 將1. 25g普通碳酸鈣粉末加入IOOOml市售純鮮牛奶中，經(jīng)高速剪切后均質(zhì)處理， 得到的高鈣牛奶按常法滅菌、冷卻，在密封玻璃瓶中保存。該高鈣奶在0°c -4°c低溫下保存 7天后，有明顯鈣沉淀出現(xiàn)，品嘗有明顯澀味。對比例2:將1. 25g未改性納米碳酸鈣粉末加入IOOOml市售純鮮牛奶中，經(jīng)高速剪切后均質(zhì)處理，得到的高鈣牛奶按常法滅菌、冷卻，在密封玻璃瓶中保存。該高鈣奶在0°c -4°c低溫下保存7天后，有少量鈣沉淀出現(xiàn)，品嘗略有澀味。
權(quán)利要求
1.一種用于食品的表面改性納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)在經(jīng)過除雜處理的重量分?jǐn)?shù)為5-20%氫氧化鈣懸濁液中加入晶核控制劑，晶核控制劑的添加量為氫氧化鈣懸濁液中氫氧化鈣重量的0. 3-1. 0%，通入二氧化碳體積分?jǐn)?shù)為 5-50%的二氧化碳和空氣的混合氣，在5-40°C下碳化合成納米碳酸鈣漿料，碳化終點(diǎn)漿料的PH值在6-7. 5之間；(2)在納米碳酸鈣漿料中加入聚磷酸鈉鹽，其用量為納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的0. 5-10%，在高速剪切下分散20-60min ；(3)升溫到60-80°C，攪拌下繼續(xù)加入硬脂酸或硬脂酸鈉對納米碳酸鈣進(jìn)行表面活化處理，其用量為納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的0. 1-6%，保溫?cái)嚢?0-30min ；(4)繼續(xù)加入羧甲基纖維素鈉提高漿料懸浮穩(wěn)定性，其用量為納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的0. 1-6%，攪拌10-30min ；(5)將改性好的漿料在60-110°C條件下干燥，粉碎機(jī)粉碎，制得用于食品的表面改性納米碳酸鈣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于食品的表面改性納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于氫氧化鈣的除雜處理是將雜質(zhì)鐵元素、鉛元素、砷元素、鋇元素、鎂元素和汞元素在PH8-14條件下形成沉淀，生成的沉淀經(jīng)過多次過濾和活性炭吸附除去。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于食品的表面改性納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于碳化合成采用鼓泡法、超重力法或膜分散法中的一種，優(yōu)選為超重力法或膜分散法，更優(yōu)選為膜分散法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于食品的表面改性納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于晶核控制劑為硫酸、磷酸、檸檬酸或糖類中的一種或任意兩種及其以上任意比例的混合物，優(yōu)選為蔗糖、甜菜糖或麥芽糖中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于食品的表面改性納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于聚磷酸鈉鹽為焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或多聚磷酸鈉中的一種或任意兩種及其以上任意比例的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于食品的表面改性納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于聚磷酸鈉鹽的用量優(yōu)選為納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的2% -6%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于食品的表面改性納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于硬脂酸或硬脂酸鈉的用量優(yōu)選為納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的0. 5% -3%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于食品的表面改性納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于羧甲基纖維素鈉的用量優(yōu)選為納米碳酸鈣漿料中納米碳酸鈣重量的0. 5% -2%。
全文摘要
本發(fā)明屬于食品添加劑領(lǐng)域，具體涉及一種用于食品的表面改性納米碳酸鈣的制備方法，包括以下的步驟(1)將氫氧化鈣漿料經(jīng)除雜處理后和二氧化碳混合氣碳化合成納米碳酸鈣漿料；(2)在納米碳酸鈣漿料中加入聚磷酸鈉鹽進(jìn)行分散處理；(3)加熱并加入硬脂酸或硬脂酸鈉對納米碳酸鈣表面活化處理；(4)繼續(xù)加入羧甲基纖維素鈉提高漿料懸浮穩(wěn)定性；(5)將改性好的漿料進(jìn)行干燥、粉碎。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于制得的用于食品的表面改性納米碳酸鈣顆粒小、分散均勻，在水中有良好的懸浮性，對食品的色澤、穩(wěn)定性、風(fēng)味等沒有不良影響，尤其適宜應(yīng)用在牛奶、豆奶等飲料中。
文檔編號(hào)A23C9/152GK102166020SQ20111005084
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者朱孝川, 李振東, 李曉紅, 李清華, 郭安慧, 陳祥芝 申請人:淄博嘉澤納米材料有限公司