[发明专利]一种苹果渣纤维素-氧化纤维素复合水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种苹果渣纤维素‑氧化纤维素复合水凝胶及其制备方法，包括以下步骤：1)在搅拌条件下，向含有氢氧化钠和尿素的水溶液中分别加入苹果渣纤维素与苹果渣氧化纤维素，然后在‑18～‑20℃下，冷冻2～5h，再搅拌解冻，分别得到苹果渣纤维素溶液与苹果渣氧化纤维素溶液；2)将苹果渣纤维素溶液和苹果渣氧化纤维素溶液混合均匀后，加入胶凝剂，搅拌20～50min，恒温振荡反应5～8h，然后经洗涤、透析至透析液pH值为中性，制得胶状的苹果渣纤维素‑氧化纤维素复合水凝胶。本发明选用苹果渣氧化纤维素作为复合物，质构特性良好、持水性高，有利于扩大苹果渣综合利用范围，适于工业化生产。

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种简单易行的苹果渣纤维素-氧化纤维素复合水凝胶及其制备方法。

背景技术

我国是苹果生产大国，据相关统计数据显示，2017年全国苹果生产总量达4380万吨，尤其是在以陕西省为代表的苹果生产基地，苹果产量可达1000万吨。伴随着苹果产量的增加，苹果加工行业日益壮大，这在一定程度上为我国经济发展做出了巨大的贡献，而与此同时，其加工过程中产生的下脚料——苹果渣的更合理利用则成为一个急需解决的问题。

研究表明，苹果渣中含有膳食纤维、矿物质等多种营养物质，利用价值高，其中膳食纤维高达60％～80％，而膳食纤维素中的一类重要物质就是纤维素，其含量约占苹果渣膳食纤维的60％左右。纤维素虽不能被人体分解与利用，但在调节人体胃肠道消化方面具有重要的作用。它能吸附大量水分，增加粪便量，促进肠蠕动，加快粪便的排泄，使致癌物质在肠道内的停留时间缩短，减少对肠道的不良刺激作用，从而预防肠癌发生。从结构上看，纤维素是一种由葡萄糖组成的大分子多糖，各个葡萄糖单元之间彼此以β-1,4糖苷键链接，由于分子间存在氢键，所以常温下比较稳定，且不易分解。从物理性质来看，纤维素不溶于水和一般的有机溶剂，所以用氢氧化钠/尿素/水体系溶解苹果渣纤维素。

水凝胶是指以多糖、蛋白质等具有凝胶特性的物质为基本原料所制备的多元网格体系。该体系不溶于水，但会在水中发生溶胀，吸水、保水性高。根据合成过程中反应机理的不同，一般将其分为化学和物理两类。化学水凝胶的质构特性及持水性均较物理水凝胶强，但其合成过程中一般会使用有毒、污染性的化学交联剂，不适合在食品行业推广应用。因此，通过试验的方法改善物理水凝胶的质构特性，提高其持水性很有必要。纤维素在氧化改性过程中环状结构断裂，原有结构发生改变，失去凝胶特性，但其分散性及持水性增加，这对于物理水凝胶质构特性及持水性的改善具有促进作用，可考虑作为一种复合物质于制备过程中添加到纤维素物理水凝胶中。

虽然苹果渣中含量有丰富的纤维素，但是由于天然纤维素分子间存在氢键力，以及较高结晶度，纤维素的难溶性及可塑性差，使其在工业应用受到限制，因而苹果渣纤维水凝胶少见应用。因此，亟需一种能够有效制备苹果渣纤维素水凝胶的方法，以充分扩大其应用范围。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种苹果渣纤维素-氧化纤维素复合水凝胶及其制备方法，该方法操作简单，反应过程稳定、安全，便于控制和研究；经该方法制得的苹果渣纤维素-氧化纤维素复合水凝胶具有较高的持水性能。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开的一种苹果渣纤维素-氧化纤维素复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

1)在搅拌条件下，向含有氢氧化钠和尿素的水溶液中分别加入苹果渣纤维素与苹果渣氧化纤维素，然后在-18～-20℃下，冷冻2～5h，再搅拌解冻，分别得到苹果渣纤维素溶液与苹果渣氧化纤维素溶液；

2)将苹果渣纤维素溶液和苹果渣氧化纤维素溶液混合均匀后，加入胶凝剂，搅拌20～50min，恒温振荡反应5～8h，然后经洗涤、透析至透析液pH值为中性，制得胶状的苹果渣纤维素-氧化纤维素复合水凝胶。