專利名稱：一種乙醇-超聲波協(xié)同制備果糖晶種的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及果糖晶種的制備，具體涉及利用乙醇溶劑奪水和超聲波振蕩對(duì) 過飽和果糖漿進(jìn)行協(xié)同作用，屬于食品工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
加晶種的控制結(jié)晶法，是目前相關(guān)行業(yè)結(jié)晶工藝中普遍采用的方法。添加 適當(dāng)數(shù)量的晶種可以為溶質(zhì)提供結(jié)晶位點(diǎn)，使溶質(zhì)只在晶種表面沉積，從而起 到抑制自發(fā)成核發(fā)生的作用。有研究甚至認(rèn)為添加晶種操作與結(jié)晶過程中的溫 度控制有著同等的重要性。因此，晶種的質(zhì)量可以決定成品的質(zhì)量，投加的晶 種必須形態(tài)完整、大小均勻、不含碎粒、粉塵和雜物。
使溶液產(chǎn)生晶核，稱為起晶，又稱成核，起晶的方法主要有自然起晶法和 刺激起晶法兩種。還有一種制備晶種的方法是將結(jié)晶成品直接作為晶種或?qū)⒊?品晶體粉碎、研磨為小晶體作為晶種。自然起晶法和一般的刺激起晶法不易控 制，現(xiàn)己很少采用。而預(yù)留部分成品膏體作為下一批結(jié)晶的晶種，雖然可以省 去起晶步驟，但由于晶體較大，比表面積小，因此膏體用量往往較大，有時(shí)甚
至需要將成品的10%以上作為晶種，造成產(chǎn)率低下。
食品工業(yè)的結(jié)晶過程中晶種的制備，大多像味精生產(chǎn)過程那樣將成品晶體 研磨或粉碎，或像葡萄糖生產(chǎn)那樣預(yù)留一部分結(jié)晶完畢的膏體，或像檸檬酸生 產(chǎn)那樣刺激起晶，這些方法制備的晶種往往存在尺寸分布范圍大，外觀差等缺點(diǎn)。
制糖工業(yè)結(jié)晶過程普遍使用的方法是球磨機(jī)磨粉制種法，這是一種典型的 將成品晶體研磨或粉碎的制種法。該法簡(jiǎn)單易行，但研磨種子會(huì)耗時(shí)耗電，且
存在許多無(wú)法避免的缺陷
1. 晶核外觀差，數(shù)目難以準(zhǔn)確控制。晶體在磨裂過程中形成大量碎塊、枝丫 和片狀粒子，幾乎完全喪失了晶體的天然形態(tài)。研磨過程中產(chǎn)生大量微細(xì)晶體， 難以計(jì)數(shù)。
2. 晶種表面凹凸不平，容易包藏雜質(zhì)，降低成品質(zhì)量。
3. 晶體尺寸分布很不均勻，磨裂后較大晶粒與散落的碎片之間的大小差異可
達(dá)幾十倍。由于晶體的生長(zhǎng)速率有可能與晶種粒徑有關(guān)，所以晶種大小的差異 會(huì)造成晶體生長(zhǎng)速率的差異，導(dǎo)致成品均勻度較差。
溶劑——超聲波協(xié)同起晶制種法，可以克服上述起晶方法中存在的不足， 是一種快速、高效制備優(yōu)質(zhì)晶種的新方法。其原理主要是在一定過飽和度的糖漿中，通過溶劑奪水和超聲波振蕩來(lái)破壞果糖與水分子間的氫鍵，從而促使大 量果糖晶核同時(shí)迅速析出，并通過施加適宜的攪拌和分散手段，使析出的果糖 晶核成為尺寸均勻、表面完整的晶種。
1、 溶劑奪水成核作用
用于促使果糖晶核生成的成核劑由乙醇和表面活性劑配成。乙醇在果糖溶 液中能與水互溶，且乙醇與水的鍵合力強(qiáng)于果糖與水的鍵合力，而果糖本身又 較難溶于乙醇，故乙醇能將果糖分子周圍的水分子"爭(zhēng)奪"出來(lái)，間接地提高了過
飽和度;加入的乙醇對(duì)高粘度的果糖漿起到"稀釋作用"，從而大幅度降低其粘度， 又由于成核劑中含有表面活性劑，果糖液表面張力也相應(yīng)降低。所以，過飽和 度的提高和粘度、表面張力的降低，都有利于溶液中新相的生成，這是成核劑 促進(jìn)成核的"三重效應(yīng)"，使得起晶過程往往在幾分鐘時(shí)間內(nèi)就能完成。
2、 超聲波的輔助成核與穩(wěn)定晶核的作用
在果糖溶液中施加超聲波可以協(xié)助成核劑分子迅速均勻地滲透到高粘度果 糖——水締合網(wǎng)絡(luò)中，加速奪水成核作用。在晶核出現(xiàn)后，高頦率、低功率的 振蕩可使微晶粒產(chǎn)生局部微顫動(dòng)，與輕微攪拌協(xié)同作用，防止結(jié)塊下沉，經(jīng)一 段時(shí)間的穩(wěn)定后便發(fā)展為均勻的晶核。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種利用乙醇溶劑和超聲波協(xié)同作用制備果糖晶種的方 法，為優(yōu)質(zhì)果糖晶種的制備開發(fā)出一條耗能少、效率高的新途徑，解決傳統(tǒng)制 備晶種方法中出現(xiàn)的弊端。
本發(fā)明的技術(shù)方案 一種制備果糖晶種的方法，對(duì)過飽和果糖漿采用乙醇 奪水和超聲波振蕩協(xié)同作用，制備果糖晶種。 過飽和果糖槳的制備工藝
a) 將結(jié)晶果糖溶解于水中；
b) 6(TC下真空濃縮果糖溶液至果糖漿過飽和度達(dá)到1.1-1.8。 乙醇奪水和超聲波振蕩協(xié)同作用，制備果糖晶種
a) 加入0.2-3倍過飽和果糖漿體積的含表面活性劑的無(wú)水乙醇，表面活性劑 的用量為原料果糖質(zhì)量的100-500mg/kg;
b) 施加頻極電流為0.2-0.8A的超聲波，超聲波頻率為23MHz，超聲波處理 時(shí)間為30s到5min，同時(shí)施加適當(dāng)?shù)臄嚢枰允构菨{受到均勻的超聲波作用。
生成的晶核形態(tài)較好，呈現(xiàn)典型的正交雙楔棱晶型；表面完整光潔，大小 均勻，且流動(dòng)性好、添加方便。 本發(fā)明的有益效果 l.處理時(shí)間短，耗能少，效率高 乙醇——超聲波協(xié)同起晶法可以在幾分鐘之內(nèi)制備出果糖晶種。與球磨機(jī)制種法、刺激起晶法相比，省時(shí)節(jié)能；與傳統(tǒng)的預(yù)留部分成品作為晶種的制種 工藝相比，晶種添加量小，生產(chǎn)率高。
.晶種形態(tài)光潔完好、粒徑均勻，且流動(dòng)性好，易于添加。
磨種法制得的晶種由于受到劇烈的機(jī)械作用，表面粗糙，布滿溝紋，枝丫 叢生，形態(tài)千奇百怪，基本喪失了果糖晶體的天然形態(tài)，且容易包埋色素等雜
質(zhì)，降低產(chǎn)品質(zhì)量；晶種粒徑千差萬(wàn)別，有可能造成晶體生長(zhǎng)速率不同并最終 影響到產(chǎn)品的粒徑分布。協(xié)同起晶法制得的晶種能大大克服上述缺陷，表面光 潔完好，粒徑均勻。
圖1研磨法制備的果糖晶種的照片。
圖2乙醇——超聲波協(xié)同起晶法制備的果糖晶種的照片。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1乙醇——超聲波協(xié)同起晶法制備果糖晶種
將果糖漿在6(TC下真空濃縮至過飽和度達(dá)到1.7。加入2.5倍果糖漿體積的 含表面活性劑的無(wú)水乙醇，表面活性劑蔗糖酯的用量為原料果糖質(zhì)量的 450mg/kg，同時(shí)施加頻極電流為0.2A的超聲波，超聲波處理時(shí)間為4min，同時(shí) 施加適當(dāng)?shù)臄嚢枰允构菨{受到均勻的超聲波作用。生成的晶核形態(tài)較好，表 面完整光潔，大小均勻，且流動(dòng)性好、添加方便。
實(shí)施例2乙醇一一超聲波協(xié)同起晶法制備果糖晶種
將果糖漿在60。C下真空濃縮至過飽和度達(dá)到1.25。加入0.5倍果糖槳體積 的含表面活性劑的無(wú)水乙醇，表面活性劑蔗糖酯的用量為原料果糖質(zhì)量的 150mg/kg，同時(shí)施加頻極電流為0.6A的超聲波，超聲波處理時(shí)間為lmin，同時(shí) 施加適當(dāng)?shù)臄嚢枰允构菨{受到均勻的超聲波作用。生成的晶核形態(tài)較好，表 面完整光潔，大小均勻，且流動(dòng)性好、添加方便。
圖2照片顯示了乙醇~~一超聲波協(xié)同起晶法制備的果糖晶種的形態(tài)。如圖， 果糖晶種形態(tài)較好，呈現(xiàn)典型的正交雙楔棱晶型；外表完整光潔、大小均勻。
權(quán)利要求
1.一種制備果糖晶種的方法，其特征是對(duì)過飽和果糖漿采用乙醇奪水和超聲波振蕩協(xié)同作用，制備果糖晶種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是過飽和果糖漿的制備工藝a) 將結(jié)晶果糖溶解于水中；b) 6(TC下真空濃縮果糖溶液至果糖漿過飽和度達(dá)到1.1-1.8。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是乙醇奪水和超聲波振蕩協(xié)同作用，制備果糖晶種a) 加入0.2-3倍過飽和果糖漿體積的含表面活性劑的無(wú)水乙醇，表面活性劑 的用量為原料果糖質(zhì)量的100-500mg/kg;b) 施加頻極電流為0.2-0.8A的超聲波，超聲波頻率為23MHz，超聲波處理 時(shí)間為30s到5min，同時(shí)施加適當(dāng)?shù)臄嚢枰允构菨{受到均勻的超聲波作用。
全文摘要
一種乙醇——超聲波協(xié)同制備果糖晶種的方法，屬于食品工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明具體涉及將結(jié)晶果糖溶解于水中，在60℃下真空濃縮果糖溶液至果糖漿過飽和度達(dá)到1.1-1.8，加入0.2-3倍過飽和果糖漿體積的含表面活性劑的無(wú)水乙醇，同時(shí)施加頻極電流為0.2-0.8A的超聲波，超聲波頻率為23MHz，超聲波處理時(shí)間為30s到5min，同時(shí)施加適當(dāng)?shù)臄嚢枰允构菨{受到均勻的超聲波作用。本發(fā)明方法省時(shí)節(jié)能，制備的晶種形態(tài)較好，呈現(xiàn)典型的正交雙楔棱晶型，表面完整光潔，大小均勻，且流動(dòng)性好、添加方便。本發(fā)明的協(xié)同起晶法是一種新型的起晶方法，是傳統(tǒng)果糖晶種制備方法的良好替代。
文檔編號(hào)C13B30/02GK101220398SQ200810018889
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者盧蓉蓉, 張文斌, 楊瑞金, 閆序東 申請(qǐng)人:江南大學(xué)