本發(fā)明涉及食品凝膠，具體是一種竹筍不溶性膳食纖維、豌豆蛋白、海藻酸鹽三元復(fù)合水凝膠及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、水凝膠是一種具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子材料，在一定范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的生物相容性、高保水性、吸附性能和緩釋功能。這使其適用于多種領(lǐng)域，包括食品加工、生物工程、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。添加不同的基質(zhì)(制造凝膠的主要成分)可生產(chǎn)出具有不同功能特性的凝膠。近期食品凝膠方面的研究主要集中在蛋白質(zhì)-多糖組合的檢測與開發(fā)上。

2、豌豆分離蛋白(ppi)和海藻酸鈉(sa)在食品凝膠中應(yīng)用廣泛。ppi富含必需氨基酸，具有營養(yǎng)價(jià)值，低過敏性且非轉(zhuǎn)基因。然而，ppi的溶解度和二硫鍵含量相對較低，所形成的凝膠效果不佳。sa是一種從海洋褐藻中提取的二元線性多糖，具有良好的ph響應(yīng)性和凝膠特性，能在低ph條件下形成凝膠[。盡管如此，sa凝膠存在一些缺點(diǎn)，包括易碎、缺乏彈性、吸附能力弱以及機(jī)械性能差。將ppi與sa結(jié)合通常是解決單一組分凝膠缺點(diǎn)的有效手段，能夠?yàn)槟z體系引入一系列結(jié)構(gòu)特征和物理化學(xué)性質(zhì)。然而，大多數(shù)這類復(fù)合凝膠是通過離子或化學(xué)交聯(lián)法制備的，比如使用氯化鈣/碳酸鈣或edc/nhs/葡萄糖酸內(nèi)酯(gdl)。這些交聯(lián)劑不僅會在交聯(lián)過程中導(dǎo)致材料間發(fā)生不必要的反應(yīng)，還會有殘留，價(jià)格昂貴且交聯(lián)時(shí)間長。為了減少交聯(lián)劑的使用并進(jìn)一步改善sa-ppi二元體系的凝膠性能，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的ph(ph驅(qū)動法)以及向二元凝膠中引入特定材料如不溶性膳食纖維是更好的選擇。

3、竹筍作為一種典型的農(nóng)產(chǎn)品，在加工過程中會產(chǎn)生大量富含不溶性膳食纖維(idf)的副產(chǎn)品，這些副產(chǎn)品往往未得到充分利用或處理不當(dāng)，導(dǎo)致資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。先前的研究表明，idf能夠增強(qiáng)親水性、形成多孔結(jié)構(gòu)并形成大量相互連接的水凝膠網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而提高水凝膠的機(jī)械韌性。然而，目前關(guān)于idf的研究和實(shí)際應(yīng)用尚未充分發(fā)掘其巨大潛力。

4、因此，拓展竹筍副產(chǎn)品中idf的應(yīng)用已成為現(xiàn)代研究的一個(gè)重點(diǎn)。然而，對三元復(fù)合凝膠的凝膠特性和結(jié)構(gòu)特征研究不足，阻礙了凝膠食品的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種竹筍不溶性膳食纖維、豌豆蛋白、海藻酸鹽三元復(fù)合水凝膠及其制備方法與應(yīng)用。具體是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

2、一種竹筍不溶性膳食纖維、豌豆蛋白、海藻酸鹽三元復(fù)合水凝膠的制備方法，包括如下步驟：

3、(1)分別制備濃度為2.5％(w/v)的海藻酸鈉(sa)溶液和濃度為3.0％(w/v)的豌豆分離蛋白(ppi)溶液；

4、(2)將這兩種溶液進(jìn)行攪拌，然后按照3:4(v/v)的比例混合，形成sa-ppi復(fù)合溶液；

5、(3)向sa-ppi溶液中添加不溶性膳食纖維(idf)，使其最終idf濃度達(dá)到1.0％-3.0％，并充分?jǐn)嚢枰垣@得ppi-sa-idf復(fù)合物；

6、(4)將ppi-sa-idf復(fù)合物混合溶液轉(zhuǎn)移到瓶中；

7、(5)接著分別使用鹽酸、氫氧化鈉將混合溶液的ph值調(diào)節(jié)至＜3。

8、進(jìn)一步的，所述制備海藻酸鈉(sa)溶液和豌豆分離蛋白(ppi)溶液，是在無菌蒸餾水中制備。

9、進(jìn)一步的，所述步驟(2)中的攪拌，是在25℃下攪拌3小時(shí)。

10、進(jìn)一步的，所述步驟(2)中的培養(yǎng)，是溫度28-32℃下培養(yǎng)48-96h。

11、進(jìn)一步的，所述步驟(3)，向sa-ppi溶液中添加不溶性膳食纖維(idf)，使其最終idf濃度達(dá)到1.0％-3.0％。

12、進(jìn)一步的，所述步驟(5)，在室溫下進(jìn)行。

13、進(jìn)一步的，所述步驟(5)中的鹽酸，其濃度為1m。

14、進(jìn)一步的，所述步驟(5)中，將混合溶液的ph值調(diào)節(jié)至1.0-2.0。

15、通過上述方法制備得到的竹筍不溶性膳食纖維、豌豆蛋白、海藻酸鹽三元復(fù)合水凝膠，可用于包埋活性物質(zhì)，或者用于農(nóng)業(yè)，及環(huán)境保護(hù)等方面。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)效果體現(xiàn)在：

17、(1)大多數(shù)此類復(fù)合凝膠是通過離子或化學(xué)交聯(lián)法制備的，比如使用氯化鈣/碳酸鈣或edc/nhs/葡萄糖酸內(nèi)酯)。這些交聯(lián)劑不僅會在交聯(lián)過程中導(dǎo)致材料間發(fā)生不必要的反應(yīng)，還會有殘留，價(jià)格昂貴且交聯(lián)時(shí)間長。為了減少交聯(lián)劑的使用并進(jìn)一步改善sa-ppi二元體系的凝膠性能，本發(fā)明通過調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的ph(ph驅(qū)動法)以及向二元凝膠中引入不溶性膳食纖維即減少了化學(xué)交聯(lián)劑的使用，又提升了水凝膠的性質(zhì)。

18、(2)本申請最終所得水凝膠具有如下優(yōu)勢：結(jié)構(gòu)變得更加致密且均勻，變形能力也有所下降；機(jī)械強(qiáng)度較好，并為生物活性分子的包封提供了可能；表現(xiàn)出更高的熱穩(wěn)定性；結(jié)晶度更高，改善了機(jī)械強(qiáng)度和功能穩(wěn)定性；可增強(qiáng)凝膠網(wǎng)絡(luò)在其結(jié)構(gòu)內(nèi)保持水分的能力，其多孔結(jié)構(gòu)有助于穩(wěn)定水分子。

技術(shù)特征：

1.一種竹筍不溶性膳食纖維、豌豆蛋白、海藻酸鹽三元復(fù)合水凝膠的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備海藻酸鈉(sa)溶液和豌豆分離蛋白(ppi)溶液，是在無菌蒸餾水中制備。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中的攪拌，是在25℃下攪拌3小時(shí)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中的培養(yǎng)，是溫度28-32℃下培養(yǎng)48-96h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)，向sa-ppi溶液中添加不溶性膳食纖維(idf)，使其最終idf濃度達(dá)到1.0％-3.0％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)，在室溫下進(jìn)行。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中的鹽酸，其濃度為1m。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中，將混合溶液的ph值調(diào)節(jié)至1.0-2.0。

9.一種竹筍不溶性膳食纖維、豌豆蛋白、海藻酸鹽三元復(fù)合水凝膠，其特征在于，通過權(quán)利要求1所述的方法制備得到。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的竹筍不溶性膳食纖維、豌豆蛋白、海藻酸鹽三元復(fù)合水凝膠在包埋活性物質(zhì)方面的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及食品凝膠技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種竹筍不溶性膳食纖維、豌豆蛋白、海藻酸鹽三元復(fù)合水凝膠及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH(pH驅(qū)動法)以及向二元凝膠中引入不溶性膳食纖維即減少了化學(xué)交聯(lián)劑的使用，又提升了水凝膠的性質(zhì)。本申請最終所得水凝膠具有如下優(yōu)勢：結(jié)構(gòu)變得更加致密且均勻，變形能力也有所下降；機(jī)械強(qiáng)度較好，并為生物活性分子的包封提供了可能；表現(xiàn)出更高的熱穩(wěn)定性；結(jié)晶度更高，改善了機(jī)械強(qiáng)度和功能穩(wěn)定性；可增強(qiáng)凝膠網(wǎng)絡(luò)在其結(jié)構(gòu)內(nèi)保持水分的能力，其多孔結(jié)構(gòu)有助于穩(wěn)定水分子。

技術(shù)研發(fā)人員：賈玉龍,陳越
受保護(hù)的技術(shù)使用者：貴州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/13