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1、食品添加剂及其应用技术 增稠剂（Thickening agents）20.1 概述 20.1.1 食品增稠剂的定义食品增稠剂通常指能溶解于水中，并在一定条件下充分水化形成黏稠、滑腻溶液的大分子物质，又称食品胶。它是在食品工业中有广泛用途的一类重要的食品添加剂，被用于充当胶凝剂，增稠剂，乳化剂，成膜剂，泡沫稳定剂，润滑剂等。增稠剂在食品中添加量通常为千分之几，但却能有效地改善食品的品质和性能。其化学成分除明胶、酪朊酸钠等为蛋白质外，其它大多是天然多糖及其衍生物，广泛分布于自然界。20.1.2食品增稠剂的分类迄今世界上用于食品工业的食品增稠剂已有40余种，根据其来源，可分为五大类。（1）由海藻制取
2、的增稠剂 海藻胶是从海藻中提取的一类食品胶，.地球上各海域水温变化及盐含量不同。海洋中藻品种多达15000多种，分为红藻、褐藻、蓝藻和绿藻四大类。重要的商品海藻胶主要来自褐藻。不同的海藻品种所含的亲水胶体其结构，成分各不相同，功能、性质及用途也不尽相同。（2）由植物种子、植物溶出液制取的增稠剂 由植物及其种子制取的增稠剂，在许多情况下，其中的水溶性多糖类似于植物受到刺激后的渗出液。它们是经过精细的专门技术而制得的，包括选择、种植和布局。种子收集和处理都具有一套科学方法。正如动植物渗出液一样，这样增稠剂都是多糖酸的盐。其分子结构复杂，常用的这类增稠剂有瓜尔胶、卡拉胶、海藻胶等。（3）由微生物代谢
3、生成的增稠剂 真菌或细菌与淀粉类物质作用产生的另一类用途广泛的食品增稠剂，如黄原胶等，这是将淀粉全部分解成单糖，紧接着这些单糖又发生缩聚反应再缩合成新的分子。这种新分子的大分子链具有以下的特点：每一个葡萄糖残基除了四个碳原子仍保留原有的结构之外，部分或全部地发生羧基部位的部分氧化，大分子或链的交联，羟基上的氧原子被新的化学基取代等反应。由不同植物表皮损伤的渗出液制得的增稠剂的功能是人工合成产品所达不到的，其成分是一种由葡萄糖和其他单糖缩合的多糖衍生物，在它们的多羟基分子中，穿插一定数量对其性质有一定影响的氧化基团，这些氧化基团，在许多情况下，羟基占很大的比例。这些羟基常以钙、镁或钾盐的形式存在
4、，而不以自由羟基的形式存在。阿拉伯胶、黄蓍胶均属于此类增稠剂。（4）由动物性原料制取的增稠剂 这类增稠剂是从动物的皮、骨、筋、乳等提取的。其主要成分是蛋白质。品种有明胶、酪蛋白等。（5）以纤维素、淀粉等天然物质制成的糖类衍生物 这类增稠剂按其加工工艺可以分为两类：以纤维素、淀粉等为原料，在酸、碱、盐等化学原料作用下经过水解、缩合、化学修饰等工艺制得。其代表的品种有羧甲基纤维素钠、变性淀粉、藻酸丙二醇酯等。20.2 海藻胶由于海藻胶在增稠性、稳定性、胶凝性、保形性、薄膜成形性等方面具有显著的优点，加上其独特的保健功能，使之在食品工业中得到了广泛的应用，成为产销量最大的增稠剂之一。本节重点介绍海藻
5、酸及其盐、琼脂、卡拉胶的组成结构、理化性质及其在食品工业中的应用。20.2.1海藻酸钠(Sodium Algimate )别名：褐藻酸钠、藻胶。化学结构：海藻酸和海藻酸盐是直链糖醛酸聚糖。由两种分子组成即：（1）性状 白色至浅黄色纤维状或颗粒状粉末，几乎无臭、无味，溶于水形成粘稠糊状肢体溶液。不溶于乙醚、乙醇或氯仿等。其溶液呈中性。与金属盐结合凝固。（2） 性能 海藻酸钠与钙离子形成的凝胶，具有耐冻结性和干燥后可吸水膨胀复原等特性。海藻酸钠的黏度影响所形成凝胶的脆性，黏度越高，凝胶越脆。增加钙离子和海藻酸钠的浓度而得到的凝胶，强度增大。胶凝形成过程中可通过调节pH值，选择适宜的钙盐和加入磷酸盐
6、缓冲剂或螯合剂来控制。也可以通过逐渐释出多价阳离子或氢离子，或两者同时来控制。通过调节海藻酸钠与酸的比例，来调节凝胶的刚性。通过控制钙盐的溶解度，可调节凝胶的品种和刚性，使用易溶性的氯化钙，迅速制成凝胶；而使用磷酸二氢钙时，温度升到93107方能释出钙，可延迟胶凝化时间。钙离子加入量达2.3%时，得到稠厚的凝胶；加入量低于1%时，为流动状体。当pH值接近蛋白质等电点时，蛋白质和海藻酸钠形成可溶性络合物，黏度增大，可抑制蛋白质沉淀；当pH值进一步下降，络合物则发生沉淀。（3）毒性 LD50 大鼠静脉注射l00mg/kg体重。GRA5 FDA-2lCFR173，310，184，1724。ADI无需
7、规定(FAO/WHO1994)。（4）制法 从海带或马尾藻中提取。（5）应用 用作乳化剂、成膜剂、增稠剂。在酸性溶液中作用弱，一般不宜在酸性较大的水果汁和食品中应用。我国食品卫生添加使用标准(GB27601996)规定：可按生产需要适量用于各类食品。美国FDA(1989)规定：用途及限量为：调味品和佐料(除用于填充油橄榄的香料之外)，1%；糖果、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%。日本规定：用于冰淇淋以改善保形性及使组织细腻，其用量为0.1%0.4%；制造馅类可赋予粘结件，使吸附于稳定剂的水分难
8、以形成冰晶，其用量为0.1%0.7%。此外可制成薄膜用于糖果防粘包装。实际应用如下表：食品种类性能特性冰冻食品在冻-融循环过程中，保持质构不变糕点生产均匀质软的糕点布丁稳定体系，使形体结实，减少液体渗出起沫蛋白软糕点使冻胶松软，提高速成冷配制软糕点的稳定性馅和酥皮点心馅作为冷水凝胶基料，在较宽的温度范围内提高软凝胶的稠度，改进香味逸散。糖霜防止粘连和开裂。干混合物在冲调食品中快速吸收水分和牛奶。蛋白酥皮提高稳定性。冰冻甜食提供热聚变保护层，改进香味逸散，提高熔点。甜点心冻胶在热水或冷水作用下，生产洁净、结实、快速凝固的冻胶。人造食品在许多情况下提供凝胶迅速发生的独特组合体系。肉香调味汁、调味品
9、、色拉调味油提高乳化和稳定性，使固体粒子悬浮均匀。啤酒在不利条件下保持啤酒的泡沫。水果汁在浓缩时和浓缩后保持稳定。糖浆悬浮固体粒子，控制灌注稠度。浇汁糖浆使固粒悬粒，产生均匀稠度。搅打过的食品浇汁物提供膨胀量，使脂肪分散稳定，防止冻-融过程中的坍蹋。牛奶和冰淇淋混合物控制蔓延溢出，形成调匀的奶油状形体。20.2.2海藻酸钾(Potassium Alginate)别名：褐藻酸钾 其化学结构如下：（1）性状 白色至微黄色纤维状或颗粒状粉末，几乎无臭、无味，溶于水，不溶于乙醇，氯仿和乙醚。水溶液呈中性。（2）性能 参照海藻酸钠。（3）毒性 GRAS FDA-21CFR 184， 1610； ADI
10、无需规定 (FAO/WHO，1994)。（4）制法 海藻用碱处理，加入硫酸得海藻酸，再加入碳酸钾或氢氧化钾制成。（5）应用 增稠剂、稳定剂、乳化剂。使用注意事项：在酸味较大的水果汁和酸性食品中应用效果差，不宜使用。使用范围及使用量 ：我国食品添加剂使用卫生标准(GB 27601996)规定：可按生产需要适量用于各类食品。FAO/WHO(1984)规定：用量及限量为，用于酸黄瓜罐头500mg/kg(单用或其它助溶剂合用)；胡萝卜罐头，10mg/kg(单用或与其它增稠剂合用)；即食汤、羹，3000mg/kg(单用或与海藻酸钠合用)；鲭鱼、沙丁鱼及其制品等罐头，20g/kg(仅以罐头汤汁计，单用或与
11、其它增稠剂或胶凝剂合用)；青刀豆和黄荚刀豆，矩玉米，蘑菇，芦笋，青豌豆等罐头，10g/kg(单用或与其它增稠剂合用，产品中含奶油或其它油脂)；酪农干酪(与稀奶油混合物)，5g/kg(单用与其它稳定剂和载体合用)；乳脂干酪，5g/kg(单用或与其它增稠剂合用)；火腿，猪脊肉按GMP；稀奶油，5g/kg(单用或与其它增稠或改性剂合用，仅用于巴氏杀菌奶油或用于超高温杀菌掼打稀奶油及消毒稀奶油)；发酵后经加热处理的增香酸奶其制品，5000mg/kg(单用或与其它稳定剂合用)；冷饮，10g/kg(按最终产品计，单用或与其它乳化剂，稳定剂及增稠剂合用)。美国FDA(1989)规定：用途及用量为，用于糖果和
12、糕点糖霜，1%；布丁，0.7%；加工的水果和水果汁，0.25%；其它食品按工艺要求使用不超过0.01%。20.2.3琼脂(Agar)别名：琼胶、洋菜、冻粉。化学结构：琼脂是复杂的水溶性多糖，由琼脂糖和琼脂胶组成。琼脂糖是两个半乳糖组成的双糖。琼脂胶与琼脂糖结构类似，不同之处是可被硫酸酯化。（1）性状 琼脂为无色透明或类白色至淡黄色半透明细长薄片，或为鳞片状无色或淡黄色粉末，无臭，味淡，口感粘滑，不溶于冷水，溶于沸水。含水时柔软而带韧性，不易折断；干燥后发脆，而易碎。在冷水中浸泡，缓缓吸水膨润软化，吸水率可达20倍。在沸水中极易分散成溶胶，溶胶呈中性反应。食后不被酶分解，几乎无营养价值。0.5%
13、低浓度的溶胶，冷却后也能形成坚实的凝胶。1%的琼脂溶胶在42固化，其凝胶即使在94也不融化，有很强的弹性。琼脂溶胶的凝固温度很高，一般在35即可变为凝胶。琼脂的品质以凝胶能力衡量：优质琼脂，0.1%的溶液即可胶凝；一般品质的，胶凝浓度应低于0.4%；较差的，浓度在0.6%以上才能胶凝。琼脂的主要组成和性质如下：可溶性无氮物73.5%，粗蛋白质2.5%，粗脂肪0.5%，灰分3.5%，水分20.0%，凝胶溶点82100，凝固点2840，胶凝浓度0.1%0.6%，吸水率920倍，色泽透明无色。（2）性能 琼脂凝胶质硬，用于食品加工可使制品具有明确形状，但其组织粗糙，表皮易缩起皱，质地发脆。当与卡拉胶
14、复配使用时，可克服这些缺陷，得到柔软、有弹性的制品。琼脂与糊精、蔗糖复配使用时，凝胶的强度升高，而与海藻酸钠、淀粉复配使用，凝胶强度则下降；与明胶复配使用，可轻度降低其凝胶的破裂强度。琼脂耐热，但长时间，特别是在酸性条件下长时间加热，可失去胶凝能力。琼脂的耐酸性高于明胶和淀粉、低于果胶和海藻酸丙二醇酯。（3）毒性 FAO/WHO(1985)规定，ADI不作限制性规定。美国食品和药物管理局将琼脂列为一般公认安全物质。（4）来源和制法 琼脂是石花菜、江篱等红藻类的细胞壁的一种粘性组成物。制造条状琼脂要在0.1MPa(表压)、PH值3.54.5条件下加热水解，水解液经过滤净化后在1520下冷却凝固，
15、凝胶切条后在010下晾干即成。制造粉状琼脂时，在凝胶切条后于13下冻结，分离，溶解，用水调成6%7%浓度的溶胶，然后在85下喷雾干燥即得。（5）应用 琼脂在我国食用较早，主要作凉拌菜用。在食品工业中作为增稠剂，用于糖果生产中主要制造琼脂软糖，用量一般为1.5%.使用时先加水浸泡，以加速其溶解，浸泡时间约为10小时生产软糖时生产量为琼脂的20倍左右。在果酱生产中，使用琼脂可增加果酱的黏度。在冰淇淋生产中，使用琼脂可改善冰淇淋的组织状态，提高冰淇淋的黏度和膨胀率，防止冰晶析出，使制品组织细腻轻滑，使用量为0.3%左右。在制作以小豆馅为主的甜食，如羊羹等中添加琼脂。由于琼脂凝胶的粘着性、弹性、持水性
16、和保型性，对形成制品的感官质量和理化质量起重要作用。添加量一般为小豆馅的1%左右。在制作果冻时，添加0.3%1.8%的琼脂，可使制品坚脆。按FAO/WHO(1984)规定：制作干酪时，琼脂添加量为0.8%(单用或与其他增稠剂合用量)；沙丁鱼及其制品、琼脂用量为2%(仅在灌装汤汁中，单用或与其他增稠剂或胶凝剂合用量)，稀奶油，琼脂添加量为0.5%(单用或与其他增稠剂和改性剂合用量，仅用于巴氏杀菌掼奶油或掼打用0.5%(单用或与其他稳定剂合用量)；冷饮，琼脂使用量为1%(以最终制品计，单用或与其他乳化剂、稳定剂和增稠剂合用量)；在熟羊火腿、熟猪前腿肉、即食肉汤、羹等，琼脂用量视正常生产需要而定。蔗
17、糖对琼脂凝胶性能的影响：保持琼脂1.5%的浓度不变，添加不同浓度的蔗糖。蔗糖的加入有时明显提高琼脂的GS(凝胶强度，Pa)的作用，少量添加(少于1.5%)时，使琼脂的GS值稍许下降，在1.5%16.0%浓度范围内，其GS迅速增大，并达到最大值，比对照提高37%，随后，随蔗糖浓度的增加，琼脂的GS逐渐下降，在实验范围内，黏弹性基本无变化，透明度有增加趋势。少量蔗糖分子的加入，阻碍了琼脂分子的交联，网状结构强度减弱，故琼脂凝胶强度有所降低；随着蔗糖浓度的增加，蔗糖分子本身的水化作用增强，使凝胶中自由水减少，凝胶网络结合得紧密，强度增强；当蔗糖浓度继续增大，琼脂凝胶受凝胶作用的蔗糖分子的影响，其GS
18、再度下降。由于琼脂溶液的凝胶性和凝胶的稳定性而使琼脂广泛地应用食品工业中，它可以用于馅饼的添加剂或增量剂，糕点花边的凝胶以及法式蛋白甜饼，糖衣食品、家常小甜饼、冰淇淋式的奶油质食品或其它食品的稳定剂。糖衣食品的琼脂的含量标准为0.2%到0.5%之间。琼脂除了作为糖衣的稳定剂之外。还可以防止包装粘连。20.2.4卡拉胶(Carrageenan)卡拉胶又称角叉胶、爱尔兰浸膏和鹿角菜胶，这是由D-吡喃半乳糖及3，6-脱水半乳糖组成的高分量多糖类硫酸酯的钙、镁、钾、钠、铵盐。根据分子中硫酸酯结合型态，卡拉胶分为7种类型： k-型、-型、L-型等（1）性状 卡拉胶为白色至淡黄褐色、表面皱缩、微有光泽、半
19、透明片状体或粉末状物，无臭或有微臭，无味，口感粘滑，溶于60以上的热水中，形成粘性透明或轻微乳白色的易流动溶液。如先用乙醇、甘油或饱和蔗糖水溶液浸湿后，则较易溶于水。加入30倍的水，煮沸10分钟的卡拉胶溶液，冷却后形成胶体。与水结合黏液度增高。蛋白质反应起乳化作用，能使已乳化液稳定。它溶于热牛奶，不溶于有机溶剂。1%水溶液的黏度为0.225PaS，pH值为7.0。（2）性能 卡拉胶水溶液相当黏稠，其黏度比琼脂还大，盐能降低酯或酸根之间的静电引力的缘故。温度升高，黏度降低。若加热是在pH为最佳稳定状态下进行，且忽使其发生热降解，则温度降低，粘度又上升。这种变化是可逆的。 k-卡拉胶的水凝胶受到切
20、变力作用发生的破坏是不可逆的，无触变性，而在牛奶中加入低浓度k-卡拉胶时，卡拉胶与牛奶蛋白络合形成弱凝胶，当受到切变力作用时则发生断裂，切变力除去后，又重新形成凝胶，显示出触变特性。卡拉胶仅在有钾离子(k-型、L-型)或钙离子(L-型)存在时才能形成具有热可逆性的凝胶。卡拉胶的凝胶强度不及琼脂，但透明度较其高。卡拉胶的凝固性受某些阳离子(如钾、铷、铯、铵、钙等阳离子)影响。加入一种或几种该类阳离子，能显著提高凝固性，且在一定范围内，凝固性随阳离子浓度增加而升高。对k-卡拉胶，钾的作用比钙的作用大，称之为钾敏卡拉胶。而对L-卡拉胶，则钙的作用较钾的大，故称其为钙过敏卡拉胶。纯钾敏卡拉胶具有良好的
21、弹性、粘性和透明度，而混入钙离子后会使其变脆。卡拉胶中钾的存在能干扰卡拉胶的胶凝作用，且使形成的凝胶加入钠离子，能使凝胶变脆而易碎。大量钠离子的强度降低。L-卡拉胶与钙离子能形成完全不脱水收缩的、富有弹性的和非常粘的凝胶，它是唯一的冷冻-融化稳定型卡拉胶。A-卡拉胶凝胶的表面易发生胶液收缩。这种现象是由于卡拉胶溶胶在胶凝过程中加入的阳离子过量造成的，因此阳离子的用量要适度。K-卡拉胶与L-卡拉胶混用时，可提高凝胶的弹性又能防止脱水收缩。槐豆胶与卡拉胶混用可使凝胶变得更富有弹性而不脆，这两种胶有协同效应。K-卡拉胶与黄原胶共用也能克服卡拉胶凝胶的脱水收缩缺陷，还能使其疏松、增粘且富有弹性，缺点是
22、凝胶中含有气泡，有损于外观。溶于热牛奶的卡拉胶，冷却时都能形成凝胶。K-型中奶凝胶性脆，极易脱液收缩，加入磷酸盐、碳酸盐或柠檬酸盐来螯合或沉淀钙离子，可改善其物理性质。L-型牛奶凝胶也发生脱液收缩，加入焦磷酸四钠可使脱液收缩现象明显减弱，但凝胶变得柔软。干燥的粉末状卡拉胶相当稳定，较果胶、海藻胶等稳定得多。在中性和碱性溶液中，卡拉胶稳定，特别是在pH值为9的溶液中最稳定，即使加热也不水解。而在酸性溶液中，特别是在pH值小于4的溶液中，卡拉胶易发生酸催化水解，使凝胶强度和黏度都下降。凝胶状卡拉胶较溶液状的卡拉胶稳定性高，在室温下被酸化水解的程度也较小。（3）毒性 大鼠经口(其钙盐和钠盐混入25%
23、玉米油)LD50约5.16.28g/kg。（4）来源和制法 卡拉胶是从角叉菜、麒麟菜等海藻原料中提取的。将海藻原料以稀碱液加热萃取或热水萃取，用醇类沉淀，经滚筒干燥或冷冻干燥而得：所用的醇为甲醇、乙醇或异丙醇。以滚筒干燥法回收卡拉胶时。需添加单甘油酯、双甘油酯或5%以下斯潘80作为滚筒剥离剂。 （5）应用 在食品生产，卡拉胶用作增稠剂、凝胶剂、稳定剂、乳化剂和成膜剂，以改善食品的品质外观。卡拉胶的凝固点、熔点、亲水性的高低或大小与海藻的种类、制造方法和测定时的条件有关。测定黏度时，温度必须控制在其凝固点以上。 用乙醇、甘油、砂糖糖浆湿润，或与3倍以上的砂糖混合，可提高溶解性。-型卡拉胶大部分能
24、溶解于冷牛奶中，并增加其黏度，但-型和-型卡拉胶在冷牛奶中难溶解或不溶。干的粉末状卡拉胶很稳定，它在中性和碱性溶液中稳定，但在酸性溶液中，尤其是pH小于4时较易水解，造成凝胶强度和黏度的下降。生产中为了减轻含有卡拉胶的酸性食品在消毒加热时可能发生的水解，常采用高温、短时消毒方法。只有-型和-型卡拉胶的水溶液能形成凝胶，其凝固性受某些阳离子的影响很大。全部成钠盐的卡拉胶在纯水中不凝固，加入钾、铷、铯、铵或钙等阳离子能大大提高其凝固性。在一定的范围内，凝固性能随这些阳离子浓度的增加而增强。 卡拉胶可与多种胶复配。有些多糖对卡拉胶的凝固性也有影响。如添加黄原胶可使卡拉胶凝胶更柔软、更粘稠和更具弹性；
25、黄原胶与-型卡拉胶复配可降低食品脱水收缩；-型卡拉胶与魔芋胶相互作用形成一种具弹性的热可逆凝胶；加入槐豆胶可显著提高-型卡拉胶的凝胶强度和弹性；玉米和小麦淀粉对它的凝胶强度也有所提高；羟甲基纤维素降低其凝胶强度；土豆淀粉和木薯淀粉对它无作用。在冰淇淋中加入少量的卡拉胶可改善糕体，使之细腻，滑润，可口，放置时不易溶化。添加量为0.01%0.03%，如选用r-卡拉胶与羧甲基纤维复配使用效果更好。在可可乳糕、可可牛奶和可可糖中使用，可使可可粉均匀分散在牛奶和糖浆中起稳定作用。可可牛奶中添加为0.025%0.025%，如采用巴氏灭菌工艺，应选用卡拉胶。如采用浓糖浆配制，在包袋前将糖浆掺于牛奶中，应选用
26、-卡拉胶，用量在0.04%0.05%之间(以成品计)。在面包中加卡拉胶能增加其保水能力，从而延缓变硬，保持新鲜防老化，添加量为0.03%0.5%。20.2.5海藻酸盐在应用过程中的作用（1） 海藻酸盐增稠作用 海藻酸盐作为一种亲水性聚合物，具有聚合物的共有的一般特征，其水溶性也表现出高分子溶液特有的溶液性质。海藻酸盐溶液的一个重要特点是具有较高的溶液黏度。利用这一特点，可将作为增稠剂和增黏剂。在海藻酸盐溶液里，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
27、也越大，其增稠效果也越好。当选用海藻酸盐作增稠剂时，应尽量选用相对分子质量大的产品。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。（2）海藻酸盐的凝胶作用 在海藻盐的应用中，胶凝作用的应用得较广。水溶性海藻酸盐与钙离子反应，可以很快形成凝胶。几乎所有的海藻酸盐都形成凝胶，但实际上通常只选用海藻酸钠，海藻酸钾，海藻酸铵。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
28、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。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。（3） 不溶性海藻酸盐 制备不溶性海藻酸盐的机理，是利用钙与海藻酸盐的作用。将海藻酸盐与较高浓度的钙离子反应，可以制备不溶性海藻酸盐。通常用于制造不溶性海藻酸盐需要的钙离子浓度，要大大超过作增稠剂或制备凝胶所需要的钙离子浓度。一般可以通过两种方法制备不溶性海藻酸盐：一是将胶溶液加入到混合好的钙
29、溶液中；二是将准确称量的钙溶液(正好全部用于沉淀海藻酸盐)加到混合好的胶溶液中， 后一种方法更常用，因此这种方法无论在何种条件下，加到溶液中的其它化合物，都能随不溶性海藻酸盐一起沉淀。（4） 海藻酸盐的成膜性能 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。（5） 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。一般认为，
30、在有控制的海藻酸盐与蛋白作用中，氢键和范德华力是导致这种作用的重要因素。此外还取决于大分子所带的电荷，最大的作用点是发生在最小的带电荷点上。对不同pH的海藻酸盐-蛋白质体系黏度测定表明，当pH降到接近蛋白质等电点时，由于形成可溶性络合物，会使体系黏度增高。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。（6）海藻酸盐的亲脂性 海藻酸盐丙二醇脂溶液的亲脂性可有效地作奶油、糖浆、啤酒、饮料及色拉油的稳定剂。当利用海藻
31、酸丙二醇脂的亲酯性时，应选用高脂化度产品。因酯化度越高，海藻酸丙二醇酯溶液的亲脂性与表面活性越强。另外要尽量选用低黏度产品。啤酒泡沫稳定剂是高酯化度海藻酸丙二醇酯是最典型的应用，一般用量为40100mg/kg。尤其是当脂肪中残留脂肪性物质时，海藻酸丙二醇酯可以防止由止引起泡沫破裂现象。20.2.6海藻酸盐在食品工业中的应用海藻酸盐作为一种天然的食品添加剂，在食品工业中具有广泛的用途及广阔的应用前景。食品工业中应用的海藻酸盐主要的品种为：海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵、海藻酸钠海藻酸钙复盐、海藻酸铵海藻酸钙复盐和海藻酸丙二醇酯。海藻酸盐在食品工业的主要作用为凝胶化，即形成食用凝胶。其次，海藻酸盐的
32、增稠作用和成膜性能也在食品工业中得到广泛应用。20.2.7作为冰淇淋等冷饮在食品中的稳定剂 良好的稳定剂能使冰淇淋等冷饮食品产生平滑的外观，口感，而且在贮藏中不会变糙，在食用时不会使人感觉到它的存在。稳定必须产品形成冰晶。用海藻酸钠代替明胶、淀粉作为冰淇淋等冷饮食品的稳定剂，能使混料稳定均匀，易于搅拌和溶化，在冷藏时可调节流动，使产品具有平滑的观和溶化性能，同时也无须陈化时间，膨化率也较大，产品口感平滑，细腻，口味良好。用量比其它稳定剂低，一般用量为0.1%0.3%。20.2.8作为蛋糕，面包，饼干等的品质的改良剂 饼干，面包，蛋糕等烘烤食品的质量与面粉的质量有很大的关系，一些面筋含量低的面粉
33、，如面筋含量30%以下，一般不适宜做面包和饼干。由于面粉面筋含量低，用于生产面包，发酵效果不好，不易胀发；用于生产饼干，则是破碎率增加；用于生产蛋糕，由于韧性不好，烘烤后脱盒困难，易破碎。在这些食品中加入0.02%0.2%的海藻酸钠，均能使其质量提高。用于生产饼干、蛋卷，主要是可减少破碎率，试验结果是破碎率可减少7080%，产品外观光滑，防潮性能好，质地酥松，减少切片时落下粒屑，还能防止老化，延长保存期。至于其加入量，各有不同，在美国生产面包和蛋糕，海藻酸钠的加入量为0.3%0.6%，在我国，有的厂家加入量为0.1%0.15%。20.2.9增加米纸的拉力强度米纸主要用于食品和医药工业，供包裹药
34、物、糖果、糕点之用，所以要求米纸质地光亮，透明度和韧性好，拉力强。利用海藻酸钠胶体的高粘滞性与淀粉类浆料混合来提高米纸薄膜的强度，取得良好的效果，加入0.5%的海藻酸钠能使薄膜的强度提高13%，且透明度好，光泽度良好，摺之不易破裂，用它包裹的糖果不易吸水发烊，且比琼胶淀粉薄膜制作方便，成本低。20.2.10用作乳制品的稳定剂用海藻酸盐稳定的冰冻牛乳具有良好的口感，无黏感或僵硬感。在搅拌时有黏性，并有迟滞感。酸奶是人们喜食的一种的饮料。海藻酸丙二醇酯是这类产品的最佳稳定剂，其酯化度高，稳定能力强。海藻酸盐可以用于人造奶油的增稠剂、乳化剂，通常采用海藻酸丙二醇酯，有时也使用海藻酸钠，其用量按水分含
35、量计算，一般为0.25%3%。20.2.11啤酒的泡沫稳定剂和酒类的澄清剂 鉴定啤酒质量的好坏，不仅看它口味如何和理化数据，也要从它的外观、颜色、透明度及倒杯时气泡挂杯时间，要求汽泡细小均匀，挂杯时间长。在啤酒中加入50200mg/kg的海藻酸钠可对泡沫起稳定作用，而且透明度也增加，保质期延长。清酒、果汁酒、香槟酒类中常由于含有多量的酸和色素而显得有些浑浊，如加入40100mg/kg的海藻酸钠，可以很好地起到澄清作用。除此之外还以起到除去酒中单宁和含氮物。20.3 植物胶20.3.1阿拉伯胶(Arabic gun)阿拉伯胶是由金合欢树的树皮的伤痕渗出液制得的无定性琥珀色干粉，是工业用途最广泛的
36、水溶性胶。其水溶性黏度最低，可用作胶粘剂使用，可作为增稠剂、乳化剂、稳定剂、润湿剂、配方助剂、表面活性剂、表面上光剂等。 （1）性状 阿拉伯胶为黄色至浅黄褐色半透明块状体，或白色颗粒或粉末状物无味无臭密度为1.351.49。它极易容易水，形成清晰和黏稠液体，呈弱酸性，在水中的溶解度为50%，不溶于乙醇和大多数有机溶剂。 （2）性能 阿拉伯胶溶液的黏度与浓度和pH值有关。25时，50%溶液的黏度最高；20时，30%溶液的黏度为200mPas。在PH值为67区间内，可出现黏度最高值。其黏度还与其他物质的存在有关，当有乙醇、电解质存在时，黏度降低；而有柠檬酸钠存在时黏度增高。此外，其黏度还随时间的推
37、移而下降。阿拉伯胶具有表面活性，能使水的表面张力降低。阿拉伯胶的流变性如下：阿拉伯胶的黏度随浓度的增大而增大；25时50%达到最大；溶液的黏度在PH值27达最大值；溶液中电解质存在将降低其黏度，但柠檬酸钠能增加其黏度；温度升高阿拉伯胶的黏度和密度将降低，温度达到170后投到水中，其只能发生溶胀，变成不胶粘的凝胶溶于水；在阿拉伯胶的溶液中掺入酒精将使溶液的黏度降低，在60%的酒精中发生沉淀。阿拉伯胶的混溶性：阿拉伯胶是已知所有水溶性胶中用途最广泛的胶，他可以和大多数其他的水溶性胶、蛋白质、糖、淀粉相配伍。电解质倾向于降低阿拉伯胶的黏度。某些试剂则倾向于生成沉淀或浓稠的胶状物。例如：在制备乳液时，
38、阿拉伯胶与肥皂不相配伍。黄蓍胶与阿拉伯胶混合配比两者各自同浓度的黏度更低，以41可获得最低黏度，阿拉伯胶可以和生物碱相配伍，可以溶于浓或稀盐酸、醋酸、氨水，稀氢氧化钠、氯化汞、氯化铋或硝酸银溶液中，阿拉伯胶可与11000的吗啡硫酸盐、麻黄碱盐酸盐、奎宁硫酸盐、马钱子碱硫酸盐和咖啡碱完全相配伍。与大多数水溶性胶、蛋白质、糖和淀粉相配伍；与明胶、清蛋白能形成稳定的凝聚层；与三价金属离子作用而沉淀。用酸性醇亦可使阿拉伯溶胶沉淀，得到游离阿拉伯胶。 （3）毒性 FAO/WHO(1985)规定，ADI不作规定。美国食品和药物管理局(1984)将其列为一般公认安全物质。 （4）来源和制法 从阿拉伯胶树或亲
39、缘种金合欢属树的树干和枝割破处流出的胶状物，除去杂质后经干燥、粉碎而得。 （5）应用 阿拉伯胶在食品中的应用取决于：起保护胶体或稳定剂的作用；在溶液中的胶黏性；其增稠能力； 热食品的配方中，阿拉伯胶的低消化性。阿拉伯胶在食品中的应用主要是通过它提供黏度、流变和特征使产品达到所要求的性质。柠檬油、柑橘油和其他饮料中香料的乳化剂就是利用阿拉伯胶的乳化能力。阿拉伯胶在啤酒酿造工业中其泡沫稳定剂。当它为驻香剂用于喷雾干燥的香料时，可形成难透过的、包围香料的薄膜，减少香料氧化变味和蒸发，防止香料从空气中吸潮或吸收其它气体而影响香味。虽然其它的胶也可起同一作用，因为它易溶解于水，价格低廉和具有卓越的特性，
40、故其用量最大、最广泛。在糖果制品中阿拉伯胶广泛的应用于糖果、点心制造，其原因首先是它具有防止糖份结晶的能力。其次是他具有增稠、增浓的能力，阿拉伯胶可作为蜜饯的透明糖衣，咀嚼糖、治咳糖和菱形糖的成份。独特的胶姆糖就是用阿拉伯胶制造的。在大多数糖果、点心中，阿拉伯胶具有两个重要性质：一是防止糖份的结晶是最重要的功能。因此，阿拉伯胶在高含糖量、低含湿量的糖食(如枣型糖和糖锭)制品中能获得最大量的应用。二是它可作为乳化剂使脂肪能均匀地分布在整个糖衣和糕点中，以防止脂肪在糖食糕点制作过程中聚集而漂浮于表面，形成易于氧化的多油脂表面层 。在牛奶制品中阿拉伯胶用于冷食品如冰淇淋、不含乳的冷冻甜食、土耳其冰果
41、子露中的稳定剂。这是因为阿拉伯胶具有强吸水性，可粘合大量的水并以水化的形式保持这些水分，在冰淇淋内部形成更精细的结构，以防止冰晶的析出。使用阿拉伯胶的主要缺点就是制得的冰淇淋入口后不能速溶。 适当比例的牛奶或冰淇淋和阿拉伯胶混合，混合物缓慢的加热，待混合物成均匀态时浇注入模，冷却后包装。这种制品在热饮料中速溶，而在冷冻过程中比单纯的牛奶或冰淇淋保存性更好。阿拉伯胶亦可作婴儿食品的保护胶体。在面包点心制品中阿拉伯胶广泛的应用于面包工业中，这是由于阿拉伯胶的本身的粘性和粘着性所决定的。它用于制造透明糖衣稳定和自由流动和粘附于面包表面的特性。若作为乳液稳定剂使用时，乳液可以赋予面包表面光滑感。面包糖
42、衣的的形成就是面包热时将加了阿拉伯胶的糖液浇在面包的表面，待冷却后则附于面包表面。在驻香剂中，由于食品中引入喷雾干燥的香料，阿拉伯胶作为驻香剂而得到广泛的应用。喷雾干燥对于易挥发的或易氧化的香料在较低的温度下快速干燥尤其有利。 作为驻香剂使用时，阿拉伯胶在香料颗粒的周围形成保护薄膜，以防止氧化和蒸发，同时也防止它从空气中吸温 。使用保护胶体喷雾干燥香料的保香味的时间，比一般空气干燥的同种香料要延长1020倍。在香料乳化剂中阿拉伯胶作为乳化剂而制造的。利用阿拉伯胶或黄蓍胶的某些可叠加的性质，可用这两种胶的混合物制备一些饮料的乳化剂。其中，黄蓍胶作为乳化稳定剂，而阿拉伯胶则赋予其可口的柔和感。 在
43、含有柠檬酸、柠檬油、甘油、水和着色剂的面包柠檬油乳剂的配制过程中，阿拉伯胶和黄蓍胶的混合物是最好的乳化剂。在饮料中应用中阿拉伯胶是制造啤酒最理想的泡沫稳定剂。它赋予啤酒浓厚的引起食欲的和稳定的泡沫。这些泡沫既是在泡沫抑制剂存在时，仍据用抵抗破裂的能力，阿拉伯胶对啤酒除了稳定泡沫以外无其他功效。 经喷雾干燥的植物油阿拉伯胶孔液可作为浑浊剂商品出售，在饮料和饮料干粉配成的饮料中产生水果汁的引人瞩目的 总之，在许多应用场合，来自植物的亲水性胶体可作乳化剂。在另外的应用场合，它又作为乳液的增稠剂和稳定剂，以防止乳液的去乳化。因之在食品乳液中，来自植物的亲水性功能是两方面的：一是他们作为分散相油滴颗粒保
44、护膜，因此防止了油滴的凝聚而导致油水分层。二是它们增加乳液的粘稠度和黏度，因而更有效地防止油滴颗粒的不断增大。具有真正的水溶性和乳化性能的阿拉伯胶之所以能使乳化液增加稳定性，主要是阿拉伯胶在每一个油滴周围形成保护膜，至于它是在水中发生溶胀或悬浮的胶体，它之所以能抑制分散相的油凝聚，增大油滴直径，主要依赖于其增稠作用。20.3.2果胶(Pectin) 果胶为非淀粉多糖，属于膳食纤维，由于科学的进步，营养学研究中重视了膳食纤维对人体的重要性。因此我们可以预测到果胶作为一种增稠剂、凝胶剂、稳定剂在食品添加剂中的应用中前途是怎样的。化学结构为线性D-半乳糖醛酸甲酯连接而成的多糖。相对分于质量51053
45、0105。 （1） 性状 白色至黄褐色粉末，几乎无臭，在20倍水中溶解成粘稠体，不溶于乙醇和其它有机溶剂。甲氧基高于7%的果胶称为高甲氧基果胶(HMP)；低于7%的果胶称为低甲氧基果胶(LMP)。甲氧基含量越高，凝胶能力越高。HMP必须在含糖量大于60%、pH2.63.4时才具有凝胶能力。而LMP只要有多价金属离子，例如钙、镁、铝等离子的存在，即可形成凝胶。 （2）性能 果胶的多聚半乳糖醛酸的长链结构中部分羧基。通常是甲酯化了的。若酸的羧基全部被甲酯化时，甲氧基含量约为分子量的16.3%。因此，可根据甲酯化程度对果胶进行分类。当甲氧基含量等于或大于7%(即甲酯化度为42.9%)者称为高脂果胶；
46、甲氧基含量低于7%者称为低酯果胶。高酯果胶亦即为普通果胶。高酯果胶水溶液在溶性糖，如蔗糖含量高于60%及pH值为2.63.4范围内能胶凝化形成可逆性凝胶，甲氧基含量越高，胶凝能力越强。低酯果胶，由于其中一部分甲酯转变成伯酰胺，不受糖、酸含量的影响，故其形成凝胶的性质有很大的改变。而当其溶液有多金属离子，如钙、镁、铝等离子存在时，由于发生架桥反应而形成网状结构的凝胶。这种凝胶在加热和搅拌后，引起的变化是可逆性的，即将低酯果胶的凝胶进行加热或搅拌，凝胶变为液体，停止搅拌或冷却后又能恢复原凝胶状。 （3）毒性 果胶的ADI为00.0258g/kg。果胶是由植物中提取的天然食品添加剂，对人体无毒害，安
47、全性比较高。低酯果胶和海藻酸钠一样，有在体内排除重金属的作用。 （4）制法 以柚子、柑橘、苹果等果实的果皮为原料，加盐酸萃取，压榨过滤。真空浓缩，用乙醇沉淀，再经洗涤、脱水、干燥、粉碎而制得。 （5）应用 果胶一般作为胶凝剂，其次作为增稠剂和稳定剂添加在果汁和乳制品中。在胶凝剂中，果胶作为胶凝剂所形成的凝胶在结构、外观、色、香、味等影响感官方面均优于其他食品胶制作的凝胶。在低pH下，多数食品胶的凝胶性很差。在增稠剂中，HM果胶的黏度和使新鲜果汁具有口感的特性可应用于某些复合果汁产品以保持新压榨的果汁的口感。在稳定剂中，HM果胶可用于稳定直接酸化或发酵制成的酸奶制品。当pH 降低到低于酪蛋白的等
48、电点pH 时，HM果胶同酪蛋白反应防止凝聚，HM果胶的保护作用可使消毒过的酸奶制品延长贮存期。20.3.3槐豆胶(Locust bean gum)槐豆胶为一种以半乳糖和甘露糖残基为结构单元的多糖化合物。其中两结构单元的比例随种子来源的不同而稍有变化，其化学结构与瓜尔豆胶一样，是经甘露糖为主链的半乳甘露聚糖，但连结的半乳糖支链数相对比瓜尔豆胶少，一些片断有较多的半乳糖支链，而另一些片断没有支链。甘露糖与半乳糖的比例为41。相对分子质量31053.6105。 （1）性状 白色或微带黄色粉末，无臭或稍带臭味。在80水中可完全溶解而成粘性液体小pH3.59时黏度无变化，但在此范围以外时黏度降低。食盐、氯化镁、氯化钙等溶液对其黏度无影响，但酸(尤其是无机酸)、氧化剂会使其盐析，