一种羟丙基卡拉胶的制备方法

本发明属于食品添加剂加工，具体涉及一种羟丙基卡拉胶的制备方法。

背景技术：

1、κ-卡拉胶是一种凝胶性能极好的天然生物材料，其骨架主要由硫酸酯化半乳糖和3,6内醚-d-半乳糖通过α-1,3-糖苷键以及β-1,4-糖苷键交替连接而成，是一种天然形成的线型硫酸酯化半乳聚糖。但由于其分子量高、聚合度大，故卡拉胶溶解性较差，溶解要求温度高、时间长，具有一定的使用局限性。因此，为了解决溶解性等问题，通过对κ-卡拉胶大分子结构进行改性，改善卡拉胶溶解性同时保留凝胶性能，增强了卡拉胶的具有重要的工业应用价值。

2、目前，卡拉胶的改性方法主要有物理处理法、降解法和衍生化法。

3、常用的物理处理法是将卡拉胶与助溶剂完全溶解后在高压的条件进行改性，此方法虽然工艺灵活简单，对卡拉胶的结构影响小，但需要在高温高压条件下进行，增加了成本，溶解后的卡拉胶要进行干燥和粉碎过筛处理，这无疑降低了卡拉胶的产率。

4、降解法是一种以牺牲分子量换取溶解性提高的方法，常用的降解法有超声降解、酸降解和酶降解等，虽然降解法能极大的提高卡拉胶的溶解性，但处理后卡拉胶长链在一级结构上受到了破坏，分子量出现不可逆的下降，对卡拉胶凝胶性能影响较大，故降解法更适用于对分子量要求不高的工艺中。

5、衍生化法则是通过引入亲水性和大位阻基团可降低卡拉胶结晶度，提高溶解性。现有技术中衍生化法分别为羧甲基化法和戊二酸酐改性法，这两种方法都需要将卡拉胶溶解，反应后还需干燥和粉碎过筛处理。且两者反应体系ph难以调控，并且操作要求较为精细、反应较为复杂。

技术实现思路

1、本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种羟丙基卡拉胶的制备方法。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种羟丙基卡拉胶的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)将naoh溶解于体积浓度为50-90％的乙醇水溶液中，然后加入κ-卡拉胶于30-40℃进行碱化处理1-2h，获得浑浊液；

5、(2)在上述浑浊液中加入环氧丙烷，于40-70℃反应1-5h，接着冷却至室温后，用乙酸溶液调节ph至6.5-7.0；

6、(3)将步骤(2)所得浑浊液进行抽滤，获得滤饼，接着将该滤饼用乙醇水溶液进行洗涤和干燥，粉粹后即得所述羟丙基卡拉胶，其结构式为其中，r为h或ch2chohch3。

7、在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中，所述乙醇水溶液的浓度为50-70％。

8、在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中，所述κ-卡拉胶与乙醇水溶液的比例为10g:70-100ml。

9、在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中，所述氢氧化钠的量为所述κ-卡拉胶的10-20wt％。

10、进一步优选的，所述步骤(1)中，所述氢氧化钠的量为所述κ-卡拉胶的20wt％。

11、在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)中，所述环氧丙烷的加入量为所述浑浊液体积的4-43％。

12、进一步优选的，所述步骤(2)中，所述环氧丙烷的加入量为所述浑浊液体积的13-14％。

13、在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)中，所述乙酸溶液的体积浓度为20-40％。

14、在本发明的一个优选实施方案中，所述碱化处理的温度为35℃，时间为1h。

15、在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)中的反应的温度为50℃，时间为3h。

16、本发明的有益效果是：

17、1、本发明中，环氧丙烷开环后形成的羟丙基，具有较为优异的亲水性，在取代卡拉胶的羟基后，能提高其支链羟基与水分子有效接触，从而提高卡拉胶的亲水性。

18、2、本发明采用非均相反应体系，在反应过程中卡拉胶不溶解，一直保持颗粒形状，后续干燥后便可以得到成品，在反应时不需要调控ph，制备工艺不但简单快捷，节约成本，也极大地提高了产品的产率。

19、3、本发明制得的羟丙基卡拉胶的溶解温度和凝胶强度明显下降，透明度上升，融化温度有明显改变，更加利于工业应用。

技术特征：

1.一种羟丙基卡拉胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述乙醇水溶液的浓度为50-70％。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述κ-卡拉胶与乙醇水溶液的比例为10g:70-100ml。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述氢氧化钠的量为所述κ-卡拉胶的10-20wt％。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述氢氧化钠的量为所述κ-卡拉胶的20wt％。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述环氧丙烷的加入量为所述浑浊液体积的4-43％。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述环氧丙烷的加入量为所述浑浊液体积的13-14％。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述乙酸溶液的体积浓度为20-40％。

9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的制备方法，其特征在于：所述碱化处理的温度为35℃，时间为1h。

10.如权利要求1至8中任一权利要求所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的反应的温度为50℃，时间为3h。

技术总结
本发明公开了一种羟丙基卡拉胶的制备方法，包括如下步骤：(1)将NaOH溶解于乙醇水溶液中，然后加入κ‑卡拉胶进行碱化处理，获得浑浊液；(2)在上述浑浊液中加入环氧丙烷反应，接着冷却至室温后，用乙酸溶液调节pH；(3)将步骤(2)所得浑浊液进行抽滤，获得滤饼，接着将该滤饼用乙醇水溶液进行洗涤和干燥，粉粹即得所述羟丙基卡拉胶。本发明采用非均相反应体系，在反应过程中卡拉胶不溶解，一直保持颗粒形状，后续干燥后便可以得到成品，在反应过程中不需要调控pH，制备工艺不但简单快捷，节约成本，也极大地提高了产品的产率；制得的羟丙基卡拉胶的溶解温度和凝胶强度明显下降，透明度上升，融化温度有明显改变，更加利于工业应用。

技术研发人员：张秘,周科成,林琦,何楚琪,肖美添,叶静,杨宇成,张娜
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13