第五章:食品增稠剂
甘油能增加膜的柔软性和影响膜的机械 性能和水蒸气渗透量,硬脂酸含量高的 复合膜,透过水蒸气的量少。这是因为 硬脂酸是一种乳化剂,在海藻酸钠连续 介质中,是分散相,其浓度越高,则分 散相粒的表面积越大,形成对水分子的 疏水层,故对水蒸气阻隔性增大。
海藻酸盐与蛋白质间的作用 海藻酸盐 与其它水溶性胶类似,可以与蛋白质 作用,这种作用的主要用途是可以用 于沉淀回收蛋白质。
海藻酸盐溶液可作为冷冻保护剂,因为 海藻酸盐水溶液冷冻后,再重新解冻, 其表观黏度不会改变。
2、溶剂对海藻酸盐溶液的影响:海藻酸 不溶于乙醇和高于30%的乙醇溶液中,否 则会导致海藻酸盐沉淀。但少量的乙醇、 乙二醇和丙酮,都会增大海藻酸盐溶液的 粘度。
3、浓度对海藻酸盐溶液的影响:海藻酸 盐水溶液的粘度,随着溶度增大,粘度 增加。海藻酸钠根据粘度可分为: 高粘度: 500-1000mpa ·s 中粘度: 200-500mpa ·s 低粘度: 100-200mpa ·s 超低粘度: 10-100mpa ·s
提高海藻酸盐凝胶强度的方法是增大海 藻酸盐或钙离子浓度以及降低体系温度 (冷却)。要使海藻胶凝胶强度变弱,可以 来用以下方法:降低海藻酸盐或钙离子 浓度,提高体系温度,提高体系中可溶 性组分含量,加入高相对分子质量聚合 物,以及添加螯合剂。
海藻酸钠的成膜性 :具有良好的成膜性, 可制成薄膜,用于糖果的防粘包装,也可 用来覆盖水果、肉、禽类和水产品作为保 护层。 海藻酸盐具有良好的成膜性能,由海藻酸 盐溶液薄层蒸发除去水分制成的薄膜,对 油和脂肪是不渗透的,但是可以透过水蒸 汽,并且置于水中可以重新溶解。海藻酸 盐薄膜在干燥状态下较脆,可以用丙二醇 增塑。一般采用低相对分子质量,低钙含 量的海藻酸盐,有利于制成较好的的薄膜。
4、增稠剂的协同效应:既有功能互补、 协同增效的效应,也有功能相克,相互抑 制的作用。 协同增效作用有:卡拉胶和槐豆胶,黄原 胶和槐豆胶,黄蓍胶和海藻酸钠,黄原胶 和瓜尔胶等,这几种混合溶液经过一定时 间后,体系的粘度大于体系中各组分粘度 的总和,或者在形成凝胶后为高强度的凝 胶。 叠加减效应:如阿拉伯胶和黄蓍胶。
在交联剂的存在下,大分子与大分子之间 的螯合,或者螺旋形分子由于氢键和分子 向力的作用,均形成松弛的三维结构。在 K+和Ca2+存在下,卡拉胶的凝胶就具有 这种特点。 在剪切力的作用下,凝胶的剪切稀化、摇 溶或者触变现象的发生,都证明了凝胶松 弛的三维网络结构的存在,当外力停止后, 经过一段时间,已经摇溶或变稀的凝胶又 可以冻结成凝胶,这种现象特别有利于食 用涂抹酱。
2、浓度对黏度的影响 : 增稠剂在很 低浓度下就能产生较高的黏度,但不同 增稠剂在同一浓度下的黏度是不同的, 甚至差异很大。增稠剂浓度增高,相互 作用几率增加;附着的水分子增多,黏 度增大,但不同的增稠剂浓度对粘度的 影响是不同的如阿拉伯胶可配成50%的 溶液。
3.pH值对黏度的影响 介质的pH值与增稠剂的黏度及其稳定性的关 系极为密切; pH值对不同的增稠剂的粘度影 响是不同的,如黄原胶(3-11)和海藻胶 (5-10)在较宽的pH值范围对粘度影响不大。
4、pH值对海藻酸盐溶液的影响:海藻酸盐 在酸性条件下比较稳定的,当pH值低于5.0 时,粘度增加,当pH值在11左右时,则不稳 定。 海藻酸丙二醇酯在pH值低于3.0时才能发生 胶凝,高于7.0时就会发生皂化二分解。
海藻酸钠的使用:(GB2760-2011版p23) 乳化剂、成膜剂、增稠剂。 海藻酸钠的增稠作用:发酵乳、稀奶油、 黄油、生湿面制品(如面条、饺子皮、馄 饨皮、烧麦皮)、生干面制品、糖和糖浆 (如红糖、赤砂糖、槭树糖浆、香辛料类、 果蔬汁等。
当海藻酸6位上的羧基与钠离子结合,就 构成了海藻酸钠盐(Sodium Alginate)。 海藻酸钠的分类方法较多。从结构上分, 可分为高G/M比、中G/M比、低G/M比三 种。从黏度上分,可分为低黏度、中黏度 和高黏度海藻酸钠。
由于海藻酸盐的相对分子质量较大,分 子链也较长,高分子链成无规则线团, 彼此间易发生缠结,缠结的结果使流动 单元变大,增大了对流动的阻力,因而 导致黏度迅速增高。它的相对分质量越 大,其溶液的黏度也越大,其增稠效果 也越好。
海藻酸钠的胶凝作用:凝胶软糖、蜜饯和 糕点糖霜,6.0% ;明胶和布丁, 4.0%; ;罐头,10.0%;加工水果和水 果汁,2.0%;其他食品,根据实际工艺 需要不超过1.0%。 用于制造刚性凝胶的海藻酸盐浓度一般为 0.5%,(对高分子质量的海藻酸盐)至 2.0%(对低分子质量的海藻酸盐)特殊情 况下可以提高海藻酸盐浓度。
4.温度对黏度的影响 一般随着温度升高,分子运动加快,溶液的黏度 降低; 经验表明,多数胶类的溶液,温度每升高5℃,黏 度约降低15%。 例如海藻酸钠溶液,温度升高5—6℃时,黏度就 下降12%,如果在酸性条件下,大部分胶体分解 速度也加快,可分为可逆下降和不可逆下降。 特例──少量氯化钠存在时,黄原胶的黏度在-4~ +93℃范围内变化很小。 而琼脂则随温度变化粘度发生可逆变化。
第五章:食品增稠剂(Thickeners )
增稠剂:是指能溶解于水中,并在一定条 件下充分水化形成粘稠或形成凝胶,从而 改变食品的物理性质,赋予食品粘润、滑 腻的口感,并兼有乳化、稳定或使呈悬浮 状态作用大分子物质。 (如果粒橙中) 增稠剂都是亲水性高分子化合物,也称水 溶胶。增稠剂分子中含有许多亲水基团如: 羟基、羧基、氨基和羧酸根等。
凝胶、流动性、硬 度透明、浑浊度 悬浮颗粒能力、稠度、 风味、原料类型 焙烤、油煎、冷冻、 再热 时间、风味稳定、水 分和油分迁移
产品加工 产品储存 经济性
食品增稠剂的特性 海藻酸丙二醇酯 抗酸CMC 抗酸性 果胶 黄原胶 海藻酸盐 卡拉胶 琼脂 增稠性 淀粉
瓜尔胶 黄原胶 海藻酸盐 卡拉胶 魔芋胶 槐豆胶 CMC 琼脂 果胶 阿拉伯胶
海藻酸是从海带中提取的一种多聚糖醛酸, 白色或浅黄色粉末,不溶于水,无臭无味, 相对分子质量达20万Da. 由于链段的不同,其黏性、胶凝性和离子选 择性均会表现不同。 实验表明,聚古洛糖醛酸链段的刚性比聚 甘露糖醛酸链段的刚性大,在溶液中的粘 度大,而由MG混合链段组成的聚合物柔 顺性好,在溶液中的线团体积小,粘度小。
一般用于增稠作用的海藻盐浓度为0.5% 以下。当水合的海藻酸盐与少量钙离子 作用时,会大大增高溶液黏度。这主要 是由于海藻胶与钙离子作用时,钙离子 在两个相邻糖醛羧起桥作用,导致分子 间产生交联,增大了分子体积和缠结作 用,致使黏度增加,因此,添加少量钙 离子可以提高增稠效果。
海藻酸盐溶液的性质: 1、温度对海藻酸溶液的影响:当温度升 高,海藻酸盐溶液的粘度下降,每升高56℃,粘度大约下降12%,如果不是长时 间加热,粘度是可逆的,长时间的加热会 导致海藻酸盐分子结构的降解,使粘度下 降。
合成或半合成增稠剂:以天然物质为基础 经化学合成、加工修饰而成的食品增稠剂。 如羧甲基纤维素钠、海藻酸丙二醇酯,以 及近年来发展较快,种类繁多的变性淀粉, 如冷水可溶性淀粉,糊精、酸变性淀粉, 交联淀粉、羟丙基淀粉、羟丙基淀粉、羧 甲基淀粉、淀粉磷酸酯。
增稠剂的使用性质 : (1)黏度性质 食品增稠剂溶液通常都有一 定的、甚至很高的黏度,这是大分子溶液的 主要特征之一。多数食品增稠剂在极化浓度 或较低浓度时,符合牛顿液体的流变性质, 在较高浓度时呈现假塑性。随着食品增稠剂 浓度的增加,其溶液的黏度也增加。
二、常用的增稠剂
(一)海藻胶:海洋中的海藻多达1500多种, 分为红藻、褐藻和蓝藻3类,其中来自红藻 的有卡拉胶、琼脂和红藻胶等,来自褐藻的 有海藻酸及其钾、钠、钙和铵盐等。 海藻胶具有增稠性、稳定性、保形性、胶凝 性和薄膜成型性等。
1、海藻酸及其盐: 海藻酸是由古洛糖醛酸(记为G段)与其立 体异构体甘露糖醛酸(记为M段)两种结 构单元构成的,这两种结构单元以三 种方式(MM段、GG段和MG段)通过α1,4糖苷键链接,从而形成一种无支链 的线性嵌段共聚物。
如果进一步降低pH,则由于所带的电 荷全部损失,使络合物发生沉淀。 海藻酸盐除了可以用于沉淀蛋白质外, 在适当条件下,也可以用于抑制蛋白 质沉淀。在蛋白质等电点下,添加适 量的海藻酸盐,可以降低等电点,抑 制蛋白质沉淀,以便保持溶液中的蛋 白质。
选择增稠剂主要考虑的因素有:不同pH 条件下的稳定性;电解质的存在以及与其 他成分(包括盐类、蛋白质和其他添加剂) 的协同性;产品的 组织形态(透明、浑浊)和口感(糊口和 爽口);使用时的方便性(主要是溶解 性);贮藏稳定性;价格或相对成本较低。
选 用 增 稠 剂 所 需 考 虑 的 因 素
产品形态 产品体系
溶液假塑性
黄原胶 卡拉胶 瓜尔胶 海藻酸盐 海藻酸丙二醇酯
吸水性 凝胶强度
瓜尔胶
黄原胶
琼脂 海藻酸盐 明胶 卡拉胶 果胶
Байду номын сангаас
凝胶透明度 卡拉胶 明胶 海藻酸盐
凝胶热 卡拉胶 琼脂 明胶 低酯果胶 可逆性 冷水中 阿拉伯胶 瓜尔胶 海藻酸盐 溶解性 快速凝胶性 琼脂 果胶 乳化托附性 阿拉伯胶 黄原胶 口味 果胶 明胶 卡拉胶
(2)凝胶性质 在一定条件下,高分子溶 质或胶体粒子相互连接,形成空间网状结 构,而分散介质全部包含在高分手网状结 构中,形成不流动的半固体物质,称为凝 胶。 如琼脂的浓度即使低于1%也能形成凝胶, 是典型的凝胶剂。卡拉胶、低甲氧基果胶 在K+和Ca2+存在下也能形成凝胶。在增稠 剂凝胶中,增稠剂大分子间的键合只形成 松弛的三维网络结构。