專利名稱：具有高的熱凝膠強度的羥丙基甲基纖維素、生產(chǎn)其的方法和含有該羥丙基甲基纖維素的食品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有高的熱凝膠強度的羥丙基甲基纖維素、生產(chǎn)其的方法和含有該羥 丙基甲基纖維素的食品。
背景技術(shù)：
能夠溫敏凝膠化的纖維素醚例如甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素被用于加工食 品中。例如，已知的是這樣的纖維素醚在添加到干酪中時能夠提高加熱過程中的形狀保持 性(JP01-080252A)。該纖維素醚，當和瓊脂一起添加到凍干食品例如凍干豆腐(豆腐)中 時，能夠生產(chǎn)這樣的食品，該食品在再水合過程中和在再水合后的冷卻過程中即使很大時 也能夠保持它的形狀，并且具有優(yōu)異的質(zhì)地(JP2005-348721A)。該纖維素醚，當添加到冷 凍食品中時，在食品加工過程中或者在熱熔化過程中能夠熱凝膠化來保水，由此保持風味 (JP2002-51758A)。通常，通過加熱，甲基纖維素水溶液形成了比羥丙基甲基纖維素水溶液所形成的 凝膠更硬的凝膠。因此，作為用于通過熱凝膠化來提高形狀保持性的添加劑，甲基纖維素優(yōu) 于羥丙基甲基纖維素。但是，這種甲基纖維素具有這樣的問題，即，在制備它的水溶液中，甲 基纖維素不能完全溶解，除非將它臨時冷卻到15°C或者更低。相反，羥丙基甲基纖維素能夠 溶解在處于25°C的室溫或者更高溫度的水中。因此，需要開發(fā)具有優(yōu)異的溶解性和熱凝膠 強度的羥丙基甲基纖維素，這是因為在食品制備中，在15°C或者更低的冷卻過程經(jīng)常難以 進行。通常，羥丙基甲基纖維素的熱凝膠化溫度高于甲基纖維素的熱凝膠化溫度。低的 熱凝膠化溫度在加熱過程中能夠產(chǎn)生快速的凝膠化，而過低的熱凝膠化溫度需要更多的時 間來通過在暫時熱凝膠化后的自然冷卻返回到溶液態(tài)。例如，將具有過低的熱凝膠化溫度 的化合物添加到熱加工的食品例如炸丸子中，該食品的質(zhì)地會劣化，這是因為該食品在食 用過程中保持為凝膠化的，并因此是過硬的。因此，除了熱凝膠強度之外，在將羥丙基甲基 纖維素添加到加工食品中來賦予熱敏凝膠化效應(yīng)時，還必須考慮熱凝膠化溫度。具有高的熱凝膠強度的羥烷基甲基纖維素描述在JP2008-285673A中。該羥烷基 甲基纖維素是通過下面的步驟來生產(chǎn)的添加羥烷基醚化劑，將該羥烷基醚化劑與堿纖維 素反應(yīng)，然后將甲基醚化劑添加到該反應(yīng)產(chǎn)物中；或者步驟添加羥烷基醚化劑和甲基醚 化劑，以使得在60重量％或者更多的化學計量的羥烷基醚化劑反應(yīng)時，40重量％或者更多 的化學計量的甲基醚化劑是未反應(yīng)的。但是，這種羥烷基甲基纖維素在用于食品用途時，被 要求進一步提高熱凝膠強度和熱凝膠化溫度。

發(fā)明內(nèi)容
由于考慮了這樣的情況而實現(xiàn)了本發(fā)明，并且提供了具有高的熱凝膠化溫度和高 的熱凝膠強度的羥丙基甲基纖維素、生產(chǎn)其的方法和含有該羥丙基甲基纖維素的食品。
本發(fā)明提供了一種羥丙基甲基纖維素，該羥丙基甲基纖維素的甲氧基平均取代度 是1. 0-2. 0/葡萄糖單元，羥丙氧基平均取代度是0. 05-0. 4/葡萄糖單元，A/B值是0. 305或 者更大，其中A表示在沒有羥丙氧基取代的羥基的葡萄糖單元中，直接取代碳6位置上的羥 基的甲氧基的取代度，B表示甲氧基取代度/葡萄糖單元，A/B表示A除以B的值。本發(fā)明還提供了一種生產(chǎn)羥丙基甲基纖維素的方法，該羥丙基甲基纖維素的甲氧 基平均取代度是1. 0-2. 0/葡萄糖單元，羥丙氧基平均取代度(C)是0. 05-0. 4/葡萄糖單 元，A/B值是0. 305或者更大，其中A表示在沒有羥丙氧基取代的羥基的葡萄糖單元中，直 接取代碳6位置上的羥基的甲氧基的取代度，B表示甲氧基取代度/葡萄糖單元，A/B值表 示A除以B的值，該方法包含至少下面的步驟將紙漿與堿反應(yīng)來獲得堿纖維素，添加甲基 醚化劑和羥丙基醚化劑以與該堿纖維素反應(yīng)來獲得羥丙基甲基纖維素，其中調(diào)整甲基醚 化劑和羥丙基醚化劑的添加速率，以使得當甲基醚化劑中的反應(yīng)部分是50%或者更多時， 羥丙基醚化劑中的反應(yīng)部分變成少于50%;或者使得當甲基醚化劑中的反應(yīng)部分是30%或 者更多時，羥丙基醚化劑中的反應(yīng)部分變成少于30 %，從而獲得0. 28或者更小的C/D值，其 中C表示該羥丙基甲基纖維素的羥丙氧基平均取代度/葡萄糖單元，D表示該羥丙基甲基 纖維素的羥丙基醚化劑摩爾數(shù)/葡萄糖單元，C/D值表示C除以D的值。根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得這樣的羥丙基甲基纖維素，其在室溫是易溶的，并且具有高 的熱凝膠化溫度和高的熱凝膠強度。具體的，作為食品添加劑使用本發(fā)明的羥丙基甲基纖 維素能夠生產(chǎn)這樣的食品組合物，其在加熱烹飪過程中具有優(yōu)異的形狀保持性。
具體實施例方式下文中將更詳細具體的描述本發(fā)明。本發(fā)明的羥丙基甲基纖維素是這樣一種羥丙基甲基纖維素，其的甲氧基平均取 代度是1. 0-2. 0/葡萄糖單元，優(yōu)選是1. 3-1. 6/葡萄糖單元，羥丙氧基平均取代度(C)是 0. 05-0. 4/葡萄糖單元，優(yōu)選是0. 1-0. 3/葡萄糖單元，更優(yōu)選是0. 2-0. 3/葡萄糖單元。甲 氧基平均取代度低于1. 0或者高于2. 0的羥丙基甲基纖維素在水中的溶解性是差的。羥丙 氧基平均取代度(C)低于0. 05的羥丙基甲基纖維素需要25°C或者更低的溶解溫度，而羥丙 氧基平均取代度(C)高于0.4的羥丙基甲基纖維素在通過加熱它的水溶液所獲得的凝膠態(tài) 時具有過低的強度。甲氧基和羥丙氧基的這些平均取代度可以通過下面文獻中所述的對甲基纖 維素的分析方法來確定Japanese Pharmacopoeia，第 15 版，"Standard Test Method for Methylcellulose”，ASTMD1347-72/USA，和 J. G. Cobler 等人，"Determination of AlkoxylSubstitution Ether by Gas Chromatography”Talanta,1962,第 9 卷，第 473-481 頁。除了這些取代度分析方法之外，它們還可以通過其他確定方法例如H-NMR或者13C-NMR 方法來確定。本發(fā)明的羥丙基甲基纖維素還是這樣的羥丙基甲基纖維素，其的A/B值是0.305 或者更大，其中A表示在沒有羥丙氧基取代的羥基的葡萄糖單元中，直接取代碳6位置上的 羥基的甲氧基的取代度，B表示該纖維素的甲氧基取代度/葡萄糖單元，A/B值表示A除以 B的值。A/B值小于0.305的羥丙基甲基纖維素的熱凝膠強度是不足的。作為上限，本發(fā)明 的羥丙基甲基纖維素的A/B值優(yōu)選是0. 37，更優(yōu)選是0. 35。雖然具有更大的A/B值的羥丙基甲基纖維素會具有更高的熱凝膠強度，但是因為溶解溫度降低到了 25°C或者更低，因此 這樣的羥丙基甲基纖維素在室溫是難溶的。在沒有羥丙氧基取代的羥基的葡萄糖單元中，直接取代碳6位置上的羥基的甲氧 基的取代度(A)表示了下面的總和值(1)在碳6位置上的甲氧基取代度，在這里在葡萄糖 單元中具有三個可取代的羥基，碳2位置、碳3位置和碳6位置上的羥基已經(jīng)被甲氧基取 代；( 在碳6位置上的甲氧基取代度，在這里碳2和碳6位置上的羥基已經(jīng)被甲氧基取代， 碳3位置上的羥基是未取代的；C3)在碳6位置上的甲氧基取代度，在這里碳3和碳6位置 上的羥基已經(jīng)被甲氧基取代，碳2位置上的羥基是未取代的；和(4)在碳6位置上的甲氧 基取代度，在這里碳6位置上的羥基已經(jīng)被甲氧基取代，碳2和碳3位置上的羥基是未取代 的。此外，該纖維素的甲氧基取代度(B)/葡萄糖單元表示下面的總和值(1)甲氧基取代 度，在這里僅僅甲氧基被取代/葡萄糖單元；(2)甲氧基取代度，在這里一個葡萄糖包含甲 氧基和一個羥丙氧基；和(3)甲氧基取代度，在這里羥丙氧基被取代/葡萄糖單元，并且該 羥丙氧基的羥基部分另外被甲氧基取代。在沒有羥丙氧基取代的羥基的葡萄糖單元中，直接取代碳6位置上的羥基的甲 氧基的取代度(A)和該纖維素的甲氧基取代度(B)/葡萄糖單元可以根據(jù)下面文獻所述 的方法，如下來確定Macromolecules，20，2413 (1987)禾口 Journal of the Society of FiberScience and ^Technology，Japan，40，T-504 (1984)，通過在硫酸中水解纖維素醚，進 行中和，過濾和凈化，并且還原和進一步乙?；搩艋漠a(chǎn)物，基于每個檢測圖形曲線來確 定取代度，該圖形曲線是使用與13C-NMR,液相色譜法和氣相色譜法中任何一個相結(jié)合的質(zhì) 譜法來確認的。本發(fā)明的羥丙基甲基纖維素的熱凝膠化溫度優(yōu)選是64 °C或者更高，更優(yōu)選是 66°C或者更高，特別優(yōu)選是68°C或者更高。在上下文中，熱凝膠化溫度表示這樣的溫度，在 該溫度時，2重量％羥丙基甲基纖維素水溶液的粘度隨著1°C /min的加熱速率而急劇降低， 即，凝膠化開始的溫度。低的熱凝膠化溫度能夠在加熱過程中產(chǎn)生快速的凝膠化，而過低的 熱凝膠化溫度需要更多的時間，通過在暫時熱凝膠化后的自然冷卻來從凝膠態(tài)返回到溶液 態(tài)。所以，該熱凝膠化溫度優(yōu)選是上述的溫度。該熱凝膠化溫度的上限優(yōu)選是75°C。遠高 于該上限的熱凝膠化溫度需要更多的時間來通過加熱開始凝膠化，并且不能獲得想要的形 狀保持性的提高。本發(fā)明羥丙基甲基纖維素的重均聚合度優(yōu)選是10-5000，更優(yōu)選是80-4000，特別 優(yōu)選是350-2000。該重均聚合度可以根據(jù)下面文獻所述的分子量確定方法，如下來確定 Journal of PolymerScience and ^Technology，第 39 卷第 4 期，293-298 (1982)，通過凝膠 滲透色譜法和光散射法相結(jié)合的方法來測量重均分子量，并且用該重均分子量除以每單元 羥丙基甲基纖維素分子的分子量。在上下文中，對于重均分子量的測量來說，可以對溶劑的 種類或者條件，溫度，色譜柱或者光散射設(shè)備的波長進行適當?shù)倪x擇，而不必局限于上面的 論文Journal of Polymer Science and Technology中所述的條件。該重均分子量可以通 過超速離心法來確定或者由粘均分子量來換算。重均聚合度低于10的羥丙基甲基纖維素在用作添加劑時會具有不足的熱凝膠強 度。重均聚合度高于5000的羥丙基甲基纖維素在其水溶液中會具有過高的粘度，因此操作 困難。具有較高的重均聚合度的羥丙基甲基纖維素傾向于在其具有相同濃度的水溶液中表現(xiàn)出更高的熱凝膠強度。但是，通過調(diào)整其水溶液的濃度，即使是具有低的重均聚合度的 羥丙基甲基纖維素也能夠獲得所必需的強度。本發(fā)明的羥丙基甲基纖維素可以添加到食品中，來保持加熱過程中的形狀保持 性。相對于100重量份的食品，它的添加量優(yōu)選可以是0. 1-5重量份，更優(yōu)選是0. 3-2重量 份。當羥丙基甲基纖維素的添加量小于0.1重量份時，凝膠強度會不足。當羥丙基甲基纖 維素的添加量大于5重量份時，不能獲得所期望的食品風味、硬度或者粘度。本發(fā)明的羥丙基甲基纖維素添加其中的食品的例子可以包括這樣的食品，其需要 在高于本發(fā)明的羥丙基甲基纖維素的熱凝膠化溫度的溫度進行加熱，并且優(yōu)選在加熱過程 中依靠該羥丙基甲基纖維素凝膠化來保持它們的形狀；和這樣的食品，其被期望具有提高 的水保持能力來保持風味。其具體的例子可以包括熱加工食品例如制作的馬鈴薯，洋蔥圈， 炸丸子，油炸圈餅和面包；和用于食品加工(包括冷凍食品)的材料，例如需要加熱的餡料 和面糊。接下來將描述生產(chǎn)本發(fā)明的羥丙基甲基纖維素的方法。首先，通過將預(yù)定量的紙 漿浸入堿水溶液例如氫氧化鈉水溶液中將紙漿進行堿化，來獲得堿纖維素。這里，本發(fā)明所用的紙漿是通常用作纖維素醚的原料的物質(zhì)例如木質(zhì)紙漿和棉絨 紙漿中的任何一種，并且可以使用全部形式的紙漿例如粉末，片狀和碎片形式的紙漿。此 外，該紙漿可以具有這樣的聚合度，其是根據(jù)想要的纖維素醚粘度來適當選擇的。接著，將該堿纖維素與所需量的甲基醚化劑例如氯代甲烷和羥丙基醚化劑例如環(huán) 氧丙烷進行反應(yīng)，來生產(chǎn)羥丙基甲基纖維素。這里，該羥丙基甲基纖維素具有三個可取代的羥基，這里甲基醚化反應(yīng)通常更可 能首先在葡萄糖單元的碳2位置的羥基上進行，其次在碳6位置，第三是在碳3位置上進 行，而羥丙基醚化最可能在葡萄糖單元的碳6位置上的羥基上進行。因此，A/B值為0. 305 或者更大的羥丙基甲基纖維素可以在與羥丙基醚化劑反應(yīng)之前，優(yōu)先通過與甲基醚化劑反 應(yīng)來在碳6位置的羥基上進行甲基化來生產(chǎn)，其中A表示在沒有羥丙氧基取代的羥基的葡 萄糖單元中，直接取代碳6位置上的羥基的甲氧基的取代度，B表示該纖維素的甲氧基取代 度/葡萄糖單元，A/B值表示A除以B的值。具體的，為了發(fā)揮本發(fā)明的效果，將C除以D的所獲得的C/D值設(shè)定為0. 28或者 更小，優(yōu)選為0. 26或者更小，其中C表示所獲得的羥丙基甲基纖維素的羥丙氧基平均取代 度/葡萄糖單元，D表示該羥丙基甲基纖維素的進行反應(yīng)的羥丙基醚化劑摩爾數(shù)/葡萄糖 單元。該C/D值的下限優(yōu)選是0.15，更優(yōu)選是0.20。當C/D值的下限小于0.15時，熱凝膠 強度可能不會提高，因此會使用過量的羥丙基醚化劑，這是非成本有效的。這里，D(該羥丙基甲基纖維素的進行反應(yīng)的羥丙基醚化劑摩爾數(shù)/葡萄糖單元) 是通過用進行反應(yīng)的羥丙基醚化劑的摩爾數(shù)除以進行反應(yīng)的纖維素紙漿的葡萄糖單元的 摩爾數(shù)所獲得的值。前述使用甲基醚化劑的反應(yīng)提高了 D(該羥丙基甲基纖維素的進行反應(yīng)的羥丙基 醚化劑摩爾數(shù)/葡萄糖單元)，這是因為該反應(yīng)降低了競爭性羥丙基醚化劑的醚化反應(yīng)效 率。因此，該值(C/D)可以用作前述使用甲基醚化劑的反應(yīng)的指標，該值(C/D)是通過用 C(該羥丙基甲基纖維素的羥丙氧基平均取代度/葡萄糖單元)除以D(該羥丙基甲基纖維 素的進行反應(yīng)的羥丙基醚化劑摩爾數(shù)/葡萄糖單元)來獲得的。
該甲基醚化劑和羥丙基醚化劑可以同時添加，或者可以先添加甲基醚化劑。用于 生產(chǎn)時，該甲基醚化劑或者羥丙基醚化劑優(yōu)選連續(xù)添加或者適當添加，以使得當甲基醚化 劑總量中的反應(yīng)部分是50%或者更多時，羥丙基醚化劑總量中的反應(yīng)部分變成少于50%， 或者使得當甲基醚化劑總量中的反應(yīng)部分是30%或者更多時，羥丙基醚化劑總量中的反應(yīng) 部分變成少于30%。在上下文中，甲基醚化劑中的反應(yīng)部分表示在任意時間點已經(jīng)反應(yīng)的 甲基醚化劑的量與化學計量的摩爾比。例如，在使用氯代甲烷的反應(yīng)中，氯代甲烷中的反應(yīng) 部分表示在反應(yīng)器中，在該時間點已經(jīng)反應(yīng)的甲基醚化劑的量與堿的初始量的摩爾比，因 為氯代甲烷的反應(yīng)消耗了等摩爾量的堿。因此，即使該甲基醚化劑最終的添加量等于或者 大于相對于堿的化學計量，在它的計算中，反應(yīng)的部分也是與過量無關(guān)的。同樣羥丙基醚化 劑中的反應(yīng)部分表示在該時間點已經(jīng)反應(yīng)的羥丙基醚化劑的量與添加到反應(yīng)器中的羥丙 基醚化劑的最終總量的比率。該甲基醚化劑或者羥丙基醚化劑中的反應(yīng)部分可以通過包含下面步驟的方法來 確定從反應(yīng)器中快速除去和收集該甲基醚化劑或者羥丙基醚化劑；在這個時間點測量反 應(yīng)器中剩余的甲基醚化劑或者羥丙基醚化劑的量；和用這個量除以所假定的添加到反應(yīng)器 中的甲基醚化劑或者羥丙基醚化劑的最終量(限定甲基醚化劑是基于化學計量)。它可以 使用這樣的模擬來確定，該模擬基于由試驗所確定的化學動力方程。這里，當甲基醚化劑中的反應(yīng)部分變成優(yōu)選為5%或者更多，特別優(yōu)選為10%或 者更多時，此時開始向反應(yīng)器中添加羥丙基醚化劑。關(guān)于向反應(yīng)器中添加的甲基醚化劑和羥丙基醚化劑的添加速率之間的比率，該甲 基醚化劑與該羥丙基醚化劑的摩爾速率比優(yōu)選是3或者更大，更優(yōu)選是5或者更大，特別優(yōu) 選是15或者更大。此外，甲基醚化劑的添加時間優(yōu)選是5-60分鐘，羥丙基醚化劑的添加時間優(yōu)選是 20-80分鐘。但是，20-80分鐘這樣的添加時間是從開始添加甲基醚化劑到開始添加羥丙基 醚化劑之間沒有延遲時間這樣的時間。此外，期望的是在甲基醚化劑開始添加優(yōu)選0-70分鐘，更優(yōu)選10-60分鐘，甚至更 優(yōu)選20-60分鐘之后，開始將羥丙基醚化劑添加到反應(yīng)器中。這樣的添加時間和添加時限能夠使得在甲基醚化劑中的反應(yīng)部分變成優(yōu)選5%或 者更多，特別優(yōu)選10 %或者更多時，開始向反應(yīng)器中添加羥丙基醚化劑。此外，當該甲基醚化劑中的反應(yīng)部分總計是50%或者更多時，羥丙基醚化劑中 的反應(yīng)部分總計變成少于50% ；或者當所添加的甲基醚化劑中的反應(yīng)部分總計是30%或 者更多時，羥丙基醚化劑中的反應(yīng)部分總計變成少于30%。結(jié)果，能夠生產(chǎn)這樣的羥丙 基甲基纖維素，其的甲氧基平均取代度是1. 0-2. 0/葡萄糖單元，羥丙氧基平均取代度是 0. 05-0. 4/葡萄糖單元，A/B值是3. 05或者更大，其中該A/B值是用A (在沒有羥丙氧基取 代的羥基的葡萄糖單元中，直接取代碳6位置上的羥基的甲氧基的取代度)除以B(甲氧基 取代度/葡萄糖單元)來獲得的。醚化反應(yīng)的溫度可以是提供本發(fā)明的C/D值的任何溫度，而無具體限制，并且優(yōu) 選在反應(yīng)開始階段(開始供給任何一個醚化劑時)是50-80°C，0. 5小時后是50-80°C，1小 時后是55-90°C，1. 5小時后是65-110°C，和2小時后是80_110°C。該溫度然后優(yōu)選保持在 80-110°C。無論采用何種進度，該反應(yīng)可以在醚化反應(yīng)完全時終止。
醚化反應(yīng)中的C/D值，和本發(fā)明所用的除了添加甲基醚化劑和羥丙基醚化劑步驟 之外的生產(chǎn)條件可以采用本領(lǐng)域已知的方法。下文中，本發(fā)明將參考實施例和對比例進行更具體的描述。但是，其不應(yīng)當解釋為 將本發(fā)明限制于這些實施例。<實施例1>將源自于木材的高純度和可溶性紙漿(由Nippon PaperIndustries, Co.，Ltd.制 造)使用輥筒磨粉機研磨成粉，然后通過600μπι篩孔的篩網(wǎng)過篩，并且以lOg/min的恒速 供給到Sl型號的雙軸捏和機KRC Kneader中(由Kurimoto，Ltd.制造；槳桿直徑25mm， 外徑:255mm, L/D = 10. 2，內(nèi)部體積0. 12L，轉(zhuǎn)速=IOOrpm)。同時，將49重量％的氫氧化鈉 水溶液以13. 7g/min的恒速從紙漿供料端口的入口處進行供給，來獲得堿纖維素，該堿纖 維素包含添加到該纖維素中的堿水溶液。在連續(xù)運行大約30分鐘所獲得的堿纖維素中，取 561g等份(纖維素為230g)添加到裝備有犁頭型內(nèi)攪拌葉片的壓力容器中。將該容器的壓 力降低到_97kPa，然后通過添加氮氣來返回到大氣壓。該壓力進一步再次降低到_97kPa。接著，在30分鐘內(nèi)使用壓力泵將210g氯代甲烷添加到該反應(yīng)器中。在氯代甲烷 開始添加10分鐘后，開始使用壓力泵向該反應(yīng)器中添加環(huán)氧丙烷。該環(huán)氧丙烷是在50分 鐘內(nèi)以95g的量添加到該反應(yīng)器中的。該反應(yīng)器的內(nèi)部溫度開始時是50-80°C，并調(diào)整到 0. 5小時后為50-800C，1小時后為55-900C，1. 5小時后為65_110°C和2小時后為80-110°C, 來完成醚化反應(yīng)。在另外的用于取樣的相同的條件下進行的試驗中，在環(huán)氧丙烷開始添加 時，氯代甲烷中的反應(yīng)部分是5%。在氯代甲烷開始添加40分鐘后，氯代甲烷中的反應(yīng)部分是30%，環(huán)氧丙烷中的反 應(yīng)部分是20 %。在氯代甲烷開始添加60分鐘后，氯代甲烷中的反應(yīng)部分是50 %，環(huán)氧丙烷 中的反應(yīng)部分是48 %。氯代甲烷與環(huán)氧丙烷添加速率的比率是5. 50。將反應(yīng)產(chǎn)物用95°C或者更高的熱水清洗，然后干燥，并且在小的Willey磨機中干 燥。作為根據(jù)Japanese Wmrmacopoeia，第15版中所述的羥丙甲纖維素(羥丙基甲基纖維 素)取代度分析方法所進行的分析的結(jié)果，所獲得的羥丙基甲基纖維素的甲氧基平均取代 度是1.44，羥丙氧基平均取代度是0.M。通過C(羥丙氧基平均取代度)除以D (該纖維素 的進行反應(yīng)的羥丙基醚化劑的摩爾數(shù)/葡萄糖單元)所獲得的C/D值是0. 27。向50mg所獲得的羥丙基甲基纖維素中添加2ml的3重量％的硫酸水溶液，來在 140°C水解3小時。然后，添加大約0.7g的碳酸鋇來中和該水解產(chǎn)物。添加:3ml甲醇來將 所形成的水解產(chǎn)物溶解和分散，并且在500G離心分離。然后，將該上清液用0.45μπι濾孔 的過濾器過濾。將該葡萄糖環(huán)通過添加120 μ 1溶液來在37-38°C還原1小時，所述的溶液 具有溶解在IOml的0. 2N的NaOH水溶液中的1. 5g的NaBH4。在添加100 μ 1的乙酸之后， 蒸發(fā)溶劑來干燥，將殘留物通過添加Iml的吡啶和0. 5ml的乙酸酐來在120°C乙?；?. 5小 時。在500G離心分離之后，將該上清液用0.45 μ m濾孔的過濾器過濾。再次除去溶劑，將 殘留物重新溶解到Iml的二甘醇二甲醚中。然后，將其Iy 1等份通過加熱到150-280°C的 J&W DB-5柱，并且使用FID探測器來測量每個分解成分的保持時間。A (在沒有羥丙氧基取 代的羥基的葡萄糖單元中，直接取代碳6位置上的羥基的甲氧基的取代度)和B (該纖維素 的甲氧基平均取代度/葡萄糖單元)是基于這樣的峰的確認和面積比來確定的，其中對于 每個檢測峰，已經(jīng)事先使用質(zhì)譜法確認了已分解成分的結(jié)構(gòu)。結(jié)果，A/B值計算為0. 307。
熱凝膠強度是通過制備含有10重量％的所獲得的羥丙基甲基纖維素的水溶液來 確定的；然后將該水溶液添加到50ml燒杯中；在90°C的浴液中進行熱凝膠化40分鐘；使用 RheoTec MesstechnikGmbH制造的流變儀，測量將20mm直徑的圓盤狀活塞以2cm/min的速 率向下插入凝膠2cm所需的最大的力；和用該值除以所述圓盤的面積。<實施例2>進行與實施例1同樣的程序，除了在開始添加氯代甲烷后20分鐘時，開始使用壓 力泵將環(huán)氧丙烷添加到反應(yīng)器中，并且調(diào)整環(huán)氧丙烷的添加總量，來使得羥丙氧基平均取 代度是0.M。結(jié)果表示在表1中。<實施例3>進行與實施例1同樣的程序，除了在開始添加氯代甲烷后30分鐘時，開始使用壓 力泵將環(huán)氧丙烷添加反應(yīng)器中，并且調(diào)整環(huán)氧丙烷的添加總量，來使得羥丙氧基平均取代 度是0.M。結(jié)果表示在表1中。<實施例4>進行與實施例1同樣的程序，除了在開始添加氯代甲烷后30分鐘時，使用壓力泵 在40分鐘內(nèi)添加環(huán)氧丙烷，并且調(diào)整環(huán)氧丙烷的添加總量，來使得羥丙氧基平均取代度是 0. M。結(jié)果表示在表1中。<實施例5>進行與實施例1同樣的程序，除了在開始添加氯代甲烷后30分鐘時，使用壓力泵 在60分鐘內(nèi)添加環(huán)氧丙烷，并且調(diào)整環(huán)氧丙烷的添加總量，來使得羥丙氧基平均取代度是 0. M。結(jié)果表示在表1中。<實施例6>進行與實施例1同樣的程序，除了環(huán)氧丙烷的添加是與氯代甲烷的添加同時開始 的，并且調(diào)整環(huán)氧丙烷的添加總量，來使得羥丙氧基平均取代度是0. 24。結(jié)果表示在表1 中。<實施例7>進行與實施例1同樣的程序，除了環(huán)氧丙烷的添加是與氯代甲烷的添加同時開始 的，并且將氯代甲烷的添加時間設(shè)定為5分鐘。結(jié)果表示在表1中。<實施例8>進行與實施例1同樣的程序，除了在開始添加氯代甲烷后30分鐘時，開始使用壓 力泵將環(huán)氧丙烷添加到反應(yīng)器中，并且調(diào)整環(huán)氧丙烷的添加總量，來使得羥丙氧基平均取 代度是0.14。結(jié)果表示在表1中。<實施例9>進行與實施例1同樣的程序，除了在堿纖維素生產(chǎn)中將49重量％氫氧化鈉水溶液 的供給速率設(shè)定為14. 5g/min ；將添加到裝備有犁頭型內(nèi)攪拌葉片的壓力容器中的堿纖維 素的量設(shè)定為607gQ30g的纖維素)；將氯代甲烷的添加量設(shè)定為MOg ；在開始添加氯代 甲烷后30分鐘時，開始使用壓力泵將環(huán)氧丙烷添加到反應(yīng)器中；并且調(diào)整環(huán)氧丙烷的添加 總量，來使得羥丙氧基平均取代度是0. 10。結(jié)果表示在表1中。表 權(quán)利要求
1.一種羥丙基甲基纖維素，該羥丙基甲基纖維素的甲氧基平均取代度是1. 0-2. 0/葡 萄糖單元，羥丙氧基平均取代度是0. 05-0. 4/葡萄糖單元，A/B值是0. 305或者更大，其中A 表示在沒有羥丙氧基取代的羥基的葡萄糖單元中，直接取代碳6位置上的羥基的甲氧基的 取代度，B表示甲氧基取代度/葡萄糖單元，A/B值表示A除以B的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的羥丙基甲基纖維素，該羥丙基甲基纖維素的熱凝膠化溫度是 64°C或者更高。
3.一種食品，其包含根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的羥丙基甲基纖維素。
4.一種生產(chǎn)羥丙基甲基纖維素的方法，該羥丙基甲基纖維素的甲氧基平均取代度是 1. 0-2. 0/葡萄糖單元，羥丙氧基平均取代度(C)是0. 05-0. 4/葡萄糖單元，A/B值是0. 305 或者更大，其中A表示在沒有羥丙氧基取代的羥基的葡萄糖單元中，直接取代碳6位置上的 羥基的甲氧基的取代度，B表示甲氧基取代度/葡萄糖單元，A/B值表示A除以B的值，該方 法包含至少下面的步驟將紙漿與堿反應(yīng)來獲得堿纖維素；和添加甲基醚化劑和羥丙基醚化劑以與該堿纖維素反應(yīng)來獲得羥丙基甲基纖維素，其中 調(diào)整甲基醚化劑和羥丙基醚化劑的添加速率，以使得當甲基醚化劑中的反應(yīng)部分是50%或 者更多時，羥丙基醚化劑中的反應(yīng)部分變成少于50 %，或者使得當甲基醚化劑中的反應(yīng)部 分是30%或者更多時，羥丙基醚化劑中的反應(yīng)部分變成少于30%，從而獲得0. 28或者更小 的C/D值，其中C表示該羥丙基甲基纖維素的羥丙氧基平均取代度/葡萄糖單元，D表示該 羥丙基甲基纖維素的羥丙基醚化劑摩爾數(shù)/葡萄糖單元，C/D值表示C除以D的值。
全文摘要
提供了羥丙基甲基纖維素及其生產(chǎn)方法和含有該羥丙基甲基纖維素的食品，該羥丙基甲基纖維素具有高的熱凝膠化溫度和高的熱凝膠強度。更具體的，提供了這樣的羥丙基甲基纖維素，該羥丙基甲基纖維素的甲氧基平均取代度是1.0-2.0/葡萄糖單元，羥丙氧基平均取代度是0.05-0.4/葡萄糖單元，A/B值是0.305或者更大，其中A表示在沒有羥丙氧基取代的羥基的葡萄糖單元中，直接取代碳6位置上的羥基的甲氧基的取代度，B表示甲氧基取代度/葡萄糖單元，A/B表示A除以B的值。
文檔編號A23L1/03GK102093482SQ20101057867
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者伊藤留美子, 成田光男, 深澤美由紀 申請人:信越化學工業(yè)株式會社