專利名稱：食用碳酸鈣微球及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種食用碳酸鈣微球及其制備方法，屬于材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高純度天然碳酸鈣粉末用于食品添加劑，其典型應(yīng)用是鈣營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化保 健食品、膠姆糖基、膨松劑、面制品、谷物早餐、餅干、乳制品、軟膠囊等。若用于液體基質(zhì)中，如檸檬酸鈣、乳酸鈣、檸檬酸-蘋(píng)果酸鈣、葡萄糖酸鈣、高鈣奶等，有容易沉降、沉淀、分散性不好、流動(dòng)性不佳的缺點(diǎn)。在一些文獻(xiàn)的啟發(fā)下，采用阿拉伯樹(shù)膠包裹納米碳酸鈣粉末的方法，提高碳酸鈣粉末的分散性和流動(dòng)性。阿拉伯樹(shù)膠有復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)，主要成分是樹(shù)膠醛糖、半乳糖、葡萄糖醛酸等，是一種天然植物膠，取自一種名為Acacia的樹(shù)，品質(zhì)良好的阿拉伯樹(shù)膠顏色呈琥珀色，且顆粒大而圓，主要產(chǎn)于非洲。經(jīng)過(guò)精制過(guò)程而得的粉末狀阿拉伯樹(shù)膠，是食品工業(yè)中用途最廣及用量最大的水溶膠，具有良好的乳化特性，特別適合水包油型乳化體系，廣泛用于乳化香精中作乳化穩(wěn)定劑；它還具有良好的成膜特性；作為微膠囊成膜劑用于將香精油或其它液體原料轉(zhuǎn)換成粉末形式，可以延長(zhǎng)風(fēng)味品質(zhì)并防止氧化，也用作烘焙制品的香精載體。鑒于阿拉伯樹(shù)膠的一些物理、化學(xué)等特性，采用噴霧干燥機(jī)將阿拉伯樹(shù)膠與食用級(jí)碳酸鈣粉末的均勻混合物噴霧干燥，成為顆粒直徑為l_80Mm的酥松微球，流動(dòng)性好，在水中的懸浮性能明顯提高，用于高鈣奶等食品、飲料中。目前這個(gè)技術(shù)方法可能存在微球直徑范圍比較大的問(wèn)題；產(chǎn)率在70%以上，需進(jìn)一步改進(jìn)以得到更高產(chǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種高分散性的食用碳酸鈣微球及其制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種食用碳酸鈣微球的制備方法，包括以下步驟
1)配制碳酸鈣分散液將食用碳酸鈣粉末(O.1-1. OMm)在高速攪拌(80-200rpm)狀態(tài)下加入到水中，其中食用碳酸鈣與水的比例按重量比計(jì)為O. 1-0. 6，并采用高速攪拌(80-200rpm)和超聲(超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)，其手持探頭的工作頻率范圍是20_25KHz)方式繼續(xù)分散10-60分鐘，這一步均勻分散很重要，目的是使食用碳酸鈣粉末充分懸浮于水中，充分浸潤(rùn)，均勻分散；
2)配制阿拉伯樹(shù)膠的水溶液一定溫度(水溫為40-75°C)的熱水中緩緩倒入阿拉伯樹(shù)膠粉末(200-300目)，攪拌溶解，形成均勻的膠液，其中阿拉伯樹(shù)膠與水的比例按重量比計(jì)為O. 06-0. 35 ;這一步驟中也可加入少量淀粉(200-300目，加入量占膠液總量的
O.1-5. 0%)，以增加膨化作用，改善阿拉伯樹(shù)膠的包覆性能；
3)在攪拌和超聲分散狀態(tài)下，向碳酸鈣分散液慢慢加入阿拉伯樹(shù)膠的水溶液，其中碳酸鈣與阿拉伯樹(shù)膠的干重比為I. 5-3. 5:1，在該過(guò)程中必須保持高速攪拌狀態(tài)(150-200rpm)；4)加入結(jié)束后，用電動(dòng)攪拌機(jī)繼續(xù)攪拌分散30-60分鐘，目的是使碳酸鈣顆粒與阿拉伯樹(shù)膠分子充分結(jié)合、包裹，形成勻質(zhì)的碳酸鈣-阿拉伯樹(shù)膠混合液；
5)將步驟4)所得混合液進(jìn)行噴霧干燥，在噴霧干燥的同時(shí)，繼續(xù)用電動(dòng)攪拌機(jī)(150-200rpm)以保持混合液的攪拌狀態(tài)；在噴霧干燥機(jī)(上海雅程公司生產(chǎn)，所述噴霧干燥參數(shù)設(shè)定為干燥溫度180-20(TC ;風(fēng)機(jī)速度45-60m3/min，噴嘴直徑O. 7-1. 5mm ;噴霧壓力O. 2-0. 6MPa)的快速干燥作用下，混合液迅速變干、膨化，得到所述微球，并收集于捕集瓶中，得到所述微球。本發(fā)明還提供上述方法制備的食用碳酸鈣微球，所述微球中，碳酸鈣的含量按微球總重量計(jì)為15-65%，且碳酸鈣與阿拉伯樹(shù)膠的比例按重量百分比計(jì)為I. 5:1-3. 5:1，且微球粒度為5-100Mm。·本發(fā)明利用阿拉伯樹(shù)膠、土豆淀粉等一些天然多糖，包裹碳酸鈣納米粉后用噴霧干燥機(jī)瞬間干燥、膨化，得到酥松狀碳酸鈣微球；利用阿拉伯樹(shù)膠的特性，維持碳酸鈣粉末在水中長(zhǎng)時(shí)間分散和懸浮，以解決高純度天然碳酸鈣粉末用于食品添加劑，特別是用于液體基質(zhì)中，因不溶于水，其懸浮液會(huì)快速沉降分層的問(wèn)題。用該方法制備碳酸鈣微球，具有操作簡(jiǎn)單、設(shè)備投入低、工藝易于掌握等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，可根據(jù)不同需求，調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)、碳酸鈣與阿拉伯樹(shù)膠的比例，得到一定尺寸區(qū)間的碳酸鈣微球，以適于在不同食品基體中添加。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I所得食用碳酸鈣微球的SM 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2所得食用碳酸鈣微球的SEM 圖3為本發(fā)明實(shí)施例3所得食用碳酸鈣微球的SEM 圖4為本發(fā)明實(shí)施例4所得食用碳酸鈣微球的SEM 圖5為本發(fā)明實(shí)施例5所得食用碳酸鈣微球的SEM 圖6為天然碳酸鈣粉與碳酸鈣微球分散液的透光率比較圖。
具體實(shí)施例方式為便于對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施步驟及達(dá)到的效果有進(jìn)一步的了解，現(xiàn)結(jié)合附圖并舉較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下。實(shí)施例I
I.將375克食用碳酸鈣粉末(購(gòu)自北京試劑公司，O. Ι-Ι.Ομ Β)，在高速攪拌狀態(tài)下(轉(zhuǎn)速為150rpm)加入到1000毫升水中，高速攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)并超聲分散30分鐘形成碳酸鈣分散液；稱取食用阿拉伯樹(shù)膠粉末(購(gòu)自北京試劑公司，200-300目)125克，倒入875毫升熱水(50°C )中，攪拌，形成均勻的阿拉伯樹(shù)膠的水溶液；在攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)和超聲分散狀態(tài)下，向碳酸鈣分散液慢慢加入阿拉伯樹(shù)膠的水溶液，然后繼續(xù)攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm) 60分鐘使充分結(jié)合,形成碳酸韓_阿拉伯樹(shù)膠混合液。把該混合液在持續(xù)攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)的狀態(tài)下由蠕動(dòng)泵輸入噴霧干燥機(jī)進(jìn)行噴霧干燥，在噴霧干燥的同時(shí)，電動(dòng)攪拌器(轉(zhuǎn)速為150rpm)繼續(xù)工作以保持混合液的攪拌狀態(tài)；在噴霧干燥機(jī)的快速干燥作用下，混合液迅速變干、膨化，得到顆粒直徑為5-20μπι的微球(圖I)，其中噴霧干燥參數(shù)設(shè)定為干燥溫度190°C，風(fēng)機(jī)速度50m3/min，噴霧壓力O. 6MPa，噴嘴直徑選用O. 7mm規(guī)格。
實(shí)施例2
2.將375克食用碳酸鈣粉末(購(gòu)自北京試劑公司，O.1-1. OMm)，在高速攪拌狀態(tài)下(轉(zhuǎn)速為150rpm)加入到1000毫升水中，高速攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)并超聲分散30分鐘形成碳酸鈣分散液；稱取食用阿拉伯樹(shù)膠粉末(購(gòu)自北京試劑公司，200-300目)250克，倒入750毫升熱水(50°C )中，攪拌,形成均勻的阿拉伯樹(shù)膠的水溶液；在攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)和超聲分散狀態(tài)下，向碳酸鈣分散液慢慢加入阿拉伯樹(shù)膠的水溶液，然后繼續(xù)攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)60分鐘使充分結(jié)合,形成碳酸韓_阿拉伯樹(shù)膠混合液。把該混合液在持續(xù)攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)的狀態(tài)下由螺動(dòng)泵輸入噴霧干燥機(jī)進(jìn)行噴霧干燥,在噴霧干燥的同時(shí)，電動(dòng)攪拌器(轉(zhuǎn)速為150rpm)繼續(xù)工作以保持混合液的攪拌狀態(tài)；在噴霧干燥機(jī)的快速干燥作用下，混合液迅速變干、膨化，得到顆粒直徑為15-80μπι的微球(圖2)，其中噴霧干燥參數(shù)設(shè)定為干燥溫度190°C，風(fēng)機(jī)速度55m3/min，噴霧壓力O. 2MPa，噴嘴直徑選用O. 7mm規(guī)格。實(shí)施例3
3.將500克食用碳酸鈣粉末(購(gòu)自北京試劑公司，O.1-1. OMm)，在高速攪拌狀態(tài)下(轉(zhuǎn)速為150rpm)加入到1000毫升水中，高速攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)并超聲分散30分鐘形成碳酸鈣分散液；稱取食用阿拉伯樹(shù)膠粉末(購(gòu)自北京試劑公司，200-300目)200克，倒入800毫升熱水(50°C )中，攪拌,形成均勻的阿拉伯樹(shù)膠的水溶液；在攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)和超聲分散狀態(tài)下，向碳酸鈣分散液慢慢加入阿拉伯樹(shù)膠的水溶液，然后繼續(xù)攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)60分鐘使充分結(jié)合,形成碳酸韓_阿拉伯樹(shù)膠混合液。把該混合液在持續(xù)攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)的狀態(tài)下由螺動(dòng)泵輸入噴霧干燥機(jī)進(jìn)行噴霧干燥,在噴霧干燥的同時(shí)，電動(dòng)攪拌器(轉(zhuǎn)速為150rpm)繼續(xù)工作以保持混合液的攪拌狀態(tài)；在噴霧干燥機(jī)的快速干燥作用下，混合液迅速變干、膨化，得到顆粒直徑為40-60Mm的微球(圖3)，其中噴霧干燥參數(shù)設(shè)定為干燥溫度200°C，風(fēng)機(jī)速度55m3/min，噴霧壓力O. 2MPa，噴嘴直徑選用O. 7mm規(guī)格。實(shí)施例4
4.將500克食用碳酸鈣粉末(購(gòu)自北京試劑公司，O.1-1. OMm)，在高速攪拌狀態(tài)下(轉(zhuǎn)速為150rpm)加入到1000毫升水中，高速攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)并超聲分散30分鐘形成碳酸鈣分散液；稱取食用阿拉伯樹(shù)膠粉末(購(gòu)自北京試劑公司，200-300目)150克，倒入850毫升熱水(50°C )中，攪拌,形成均勻的阿拉伯樹(shù)膠的水溶液；在攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)和超聲分散狀態(tài)下，向碳酸鈣分散液慢慢加入阿拉伯樹(shù)膠的水溶液，然后繼續(xù)攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)60分鐘使充分結(jié)合,形成碳酸韓_阿拉伯樹(shù)膠混合液。把該混合液在持續(xù)攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)的狀態(tài)下由螺動(dòng)泵輸入噴霧干燥機(jī)進(jìn)行噴霧干燥,在噴霧干燥的同時(shí)，電動(dòng)攪拌器(轉(zhuǎn)速為150rpm)繼續(xù)工作以保持混合液的攪拌狀態(tài)；在噴霧干燥機(jī)的快速干燥作用下，混合液迅速變干、膨化，得到顆粒直徑為15-80μπι的微球(圖4)，其中噴霧干燥參數(shù)設(shè)定為干燥溫度200°C，風(fēng)機(jī)速度55m3/min，噴霧壓力O. 2MPa，噴嘴直徑選用O. 7mm規(guī)格。實(shí)施例5
5.將375克食用碳酸鈣粉末(購(gòu)自北京試劑公司，O.1-1. OMm)，在高速攪拌狀態(tài)下(轉(zhuǎn)速為150rpm)加入到1000毫升水中，高速攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)并超聲分散30分鐘形成碳酸鈣分散液；稱取食用阿拉伯樹(shù)膠粉末(購(gòu)自北京試劑公司，200-300目)200克，倒入800毫升熱水(50°C )中，攪拌，形成均勻的阿拉伯樹(shù)膠的水溶液；在攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)和超聲分散狀態(tài)下，向碳酸鈣分散液慢慢加入阿拉伯樹(shù)膠的水溶液，然后繼續(xù)攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)60分鐘使充分結(jié)合,形成碳酸韓-阿拉伯樹(shù)膠混合液。把該混合液在持續(xù)攪拌(轉(zhuǎn)速為150rpm)的狀態(tài)下由螺動(dòng)泵輸入噴霧干燥機(jī)進(jìn)行噴霧干燥,在噴霧干燥的同時(shí)，電動(dòng)攪拌器(轉(zhuǎn)速為150rpm)繼續(xù)工作以保持混合液的攪拌狀態(tài)；在噴霧干燥機(jī)的快速干燥作用下，混合液迅速變干、膨化，得到顆粒直徑為40-80Mm的微球(圖5)，其中噴霧干燥參數(shù)設(shè)定為干燥溫度190°C，風(fēng)機(jī)速度60m3/min，噴霧壓力O. 2MPa，噴嘴直徑選用I. 5mm規(guī)格。實(shí)施例6
食用碳酸鈣微球(阿拉伯樹(shù)膠包覆的食用碳酸鈣微球)的分散性能測(cè)試
取實(shí)例5中所得的5克食用碳酸鈣微球(顆粒直徑為40-80Mm)加500毫升水?dāng)嚢?0分鐘，用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)懸浮液的透光率。測(cè)試時(shí)間點(diǎn)為0，4，8，16，20，24 小時(shí)。由圖6可以看出，透光率值越低，表明該食用碳酸鈣微球在水中的分散性越好，可遮擋光線透過(guò)懸浮液，從而說(shuō)明阿拉伯樹(shù)膠包裹的食用碳酸鈣微球在水溶液中的分散性、懸浮性更好。以未經(jīng)改性的食用碳酸鈣粉末(購(gòu)自北京試劑公司，粒度尺寸為O. 1-1. OMffl)作對(duì)照。以SOOnm波長(zhǎng)的光為依據(jù)，對(duì)比碳酸鈣包裹前后分散性能。0，4，20，24小時(shí)兩種粉末的懸浮液透光率值如下表I所示。表I碳酸鈣包裹前后分散性能比較
權(quán)利要求
1.一種食用碳酸鈣微球的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)配制碳酸鈣分散液將食用碳酸鈣粉末在高速攪拌狀態(tài)下加入到水中，其中食用碳酸鈣與水的比例按重量比計(jì)為O. 1-0. 6，并采用高速攪拌和超聲方式繼續(xù)分散10-60分鐘；2)配制阿拉伯樹(shù)膠的水溶液向40-75°C的熱水中緩緩倒入食用阿拉伯樹(shù)膠粉末，攪拌溶解，形成均勻的膠液，其中阿拉伯樹(shù)膠與水的比例按重量比計(jì)為O. 06-0. 35 ；3)在攪拌和超聲分散狀態(tài)下，向碳酸鈣分散液慢慢加入阿拉伯樹(shù)膠的水溶液，其中碳酸鈣與阿拉伯樹(shù)膠的干重比為I. 5:1-3. 5:1，在該過(guò)程中必須保持150-200rpm的高速攪拌狀態(tài)；4)加入結(jié)束后，繼續(xù)以150-200rpm攪拌分散30-60分鐘使充分結(jié)合，形成碳酸鈣_阿拉伯樹(shù)膠混合液；5)將步驟4)所得混合液進(jìn)行噴霧干燥，在噴霧干燥的同時(shí)，電動(dòng)攪拌器繼續(xù)工作以保持混合液的攪拌狀態(tài)；在噴霧干燥機(jī)的快速干燥作用下，混合液迅速變干、膨化，得到所述微球。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述食用碳酸鈣微球的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中食用碳酸鈣的粒度為O. 1-1. OMm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述食用碳酸鈣微球的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中高速攪拌的轉(zhuǎn)速為80-200rpm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述食用碳酸鈣微球的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中阿拉伯樹(shù)膠的粒度為200-300目。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述食用碳酸鈣微球的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中還加入占膠液總重量O. 1-5%的淀粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述食用碳酸鈣微球的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中淀粉的粒度為200-300目。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述食用碳酸鈣微球的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中電動(dòng)攪拌器的轉(zhuǎn)速為150-200rpm。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述食用碳酸鈣微球的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中噴霧干燥參數(shù)設(shè)定為干燥溫度180-20(TC ;風(fēng)機(jī)速度45-60m3/min，噴嘴直徑O. 7-1. 5mm ;噴霧壓力 O. 2-0. 6MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述方法制備的食用碳酸鈣微球，其特征在于，所述微球中，碳酸鈣的含量按微球總重量計(jì)為15-65%，且碳酸鈣與阿拉伯樹(shù)膠的比例按重量百分比計(jì)為I. 5:1-3. 5:1，且微球粒度為5-100Mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種食用碳酸鈣微球的制備方法，該方法包括如下步驟配制碳酸鈣分散液；配制阿拉伯樹(shù)膠的水溶液；在攪拌和超聲分散狀態(tài)下，向碳酸鈣分散液慢慢加入阿拉伯樹(shù)膠的水溶液，其中碳酸鈣與阿拉伯樹(shù)膠的干重比為1.5:1-3.5:1；加入結(jié)束后，繼續(xù)攪拌分散30-60分鐘；將混合液進(jìn)行噴霧干燥，在噴霧干燥的同時(shí)，電動(dòng)攪拌器繼續(xù)工作以保持混合液的攪拌狀態(tài)；在噴霧干燥機(jī)的快速干燥作用下，混合液迅速變干、膨化，得到所述微球。本發(fā)明還提供根據(jù)所述方法制備的高分散性食用碳酸鈣微球，該微球中，碳酸鈣的含量按微球總重量計(jì)為15-65%，且碳酸鈣與阿拉伯樹(shù)膠的比例按重量百分比為1.5:1-3.5:1。用該方法制備碳酸鈣微球，具有操作簡(jiǎn)單、設(shè)備投入低、工藝易于掌握等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A23L1/00GK102919857SQ201210412650
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者牟豪杰, 馬曉千 申請(qǐng)人:億利資源集團(tuán)有限公司