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1、5调质类食品添加剂内 容5.1食品增稠剂5.2食品乳化剂食品乳化剂5.1.3 影响增稠剂作用效果的因素影响增稠剂作用效果的因素 5.1.4 天然增稠剂天然增稠剂 5.1.5 化学合成增稠剂化学合成增稠剂(化学改性化学改性)5.1.6 淀粉变性淀粉变性食品中蛋白质、淀粉、脂肪等的化学构造食品中蛋白质、淀粉、脂肪等的化学构造和物化性质决定食品黏弹性。和物化性质决定食品黏弹性。为了改善食品的口感,选用、复配出各种为了改善食品的口感,选用、复配出各种具有增进食品弹性、稳定性、韧性的蛋白具有增进食品弹性、稳定性、韧性的蛋白质或多糖类添加剂。质或多糖类添加剂。65.1.1胶体体系概论(物理化学和食品物性学
2、)胶体体系概论(物理化学和食品物性学)5.1.1.1 定义与分类定义与分类 定义:一种或几种物质分散在另一种物质中就构成分定义:一种或几种物质分散在另一种物质中就构成分散体系。胶体分散体系的分散相粒子大小在散体系。胶体分散体系的分散相粒子大小在10-910-7m,且具有,且具有分子扩散慢、不能透过半透膜、有丁铎分子扩散慢、不能透过半透膜、有丁铎尔效应尔效应等。等。分类:溶胶分类:溶胶(sol)和凝胶和凝胶(gel)1、溶胶、溶胶(sol):胶体粒子在液体中分散的状态称为胶体:胶体粒子在液体中分散的状态称为胶体溶液。对于可流动的胶体溶液,称之为溶胶。食品中溶液。对于可流动的胶体溶液,称之为溶胶。
3、食品中一般胶体粒子的分散介质一般胶体粒子的分散介质(连续相连续相)是水,称为亲水性是水,称为亲水性胶体胶体(hydrocolloid),溶胶称为水溶胶,溶胶称为水溶胶(hydrosol)。特点:在溶胶中胶体质点或大分子是独立的运动单位,特点:在溶胶中胶体质点或大分子是独立的运动单位,可以自由运动,溶胶具有很好的流动性。可以自由运动,溶胶具有很好的流动性。72、凝胶、凝胶(gel):在分散介质中的胶体粒子或高分:在分散介质中的胶体粒子或高分子溶质,子溶质,形成整体构造而失去了流动性形成整体构造而失去了流动性,或,或胶体全体虽含有大量液体介质,但处于固化胶体全体虽含有大量液体介质,但处于固化的状态
4、的状态称为凝胶。称为凝胶。凝胶的性质介于固体和液体之间,它和溶胶凝胶的性质介于固体和液体之间,它和溶胶不同不同(1)特点:特点:凝胶体系中粒子形成网状结构,液体包在凝胶体系中粒子形成网状结构,液体包在其中,不仅失去流动性,而且显示出固体的其中,不仅失去流动性,而且显示出固体的力学性质,如具有一定的弹性、强度等。力学性质,如具有一定的弹性、强度等。凝胶与真正的固体也不一样,它由固液两凝胶与真正的固体也不一样,它由固液两相组成,属于胶体分散体系,其结构强度往相组成,属于胶体分散体系,其结构强度往往有限,易于破坏往有限,易于破坏8 (2)分类:根据热溶解后是否可恢复成凝胶分类:根据热溶解后是否可恢复
5、成凝胶热不可逆性凝胶(多为蛋白凝胶,如鸡蛋热不可逆性凝胶(多为蛋白凝胶,如鸡蛋羹、豆腐、羊羹、布丁等)。羹、豆腐、羊羹、布丁等)。热可逆性凝胶(以多糖凝胶居多,也有蛋热可逆性凝胶(以多糖凝胶居多,也有蛋白凝胶,如肉皮冻、骨汤冻等)。白凝胶,如肉皮冻、骨汤冻等)。根据分散相质点是刚性或柔性:根据分散相质点是刚性或柔性:刚性凝胶(无机凝胶,非膨胀型)刚性凝胶(无机凝胶,非膨胀型)弹性凝胶(柔性线型高聚物分子所形成的弹性凝胶(柔性线型高聚物分子所形成的凝胶,变形后能恢复原状。它在吸收或释放出凝胶,变形后能恢复原状。它在吸收或释放出液体时往往改变体积,表现膨胀性质)。液体时往往改变体积,表现膨胀性质)
6、。9 根据凝胶中含液量的多少:根据凝胶中含液量的多少:冻胶:液体含量常在冻胶:液体含量常在90%以上,琼脂冻胶以上,琼脂冻胶中中99.8是水。冻胶多数是由柔性的大分子是水。冻胶多数是由柔性的大分子构成,具有弹性。构成,具有弹性。干凝胶干凝胶(简称干胶简称干胶)液体含量少(离浆脱水)液体含量少(离浆脱水)的凝胶,市售明胶的含水量约为的凝胶,市售明胶的含水量约为15,干粉干粉丝、方便面丝、方便面高聚物分子构成的干胶在吸收合适的液体后高聚物分子构成的干胶在吸收合适的液体后就变成冻胶。就变成冻胶。10胶凝作用胶凝作用 胶凝作用是多糖或蛋白质胶凝作用是多糖或蛋白质的又一重要特性。在食品的又一重要特性。在
7、食品加工中,多糖或蛋白质等加工中,多糖或蛋白质等大分子,可大分子,可通过氢键、疏通过氢键、疏水相互作用、范德华引力、水相互作用、范德华引力、离子桥接、缠结或共价键离子桥接、缠结或共价键等相互作用,在多个分子等相互作用,在多个分子间形成多个联结区间形成多个联结区。这些。这些分子与分散的溶剂水分子分子与分散的溶剂水分子缔合,最终形成由水分子缔合,最终形成由水分子布满的、连续的三维空间布满的、连续的三维空间网络结构网络结构 11 凝胶兼有固体和液体某些特性的原因凝胶兼有固体和液体某些特性的原因大分子链间的相互作用使每个大分子可参与两大分子链间的相互作用使每个大分子可参与两个或多个分子连接区的形成,使
8、原来流动的液个或多个分子连接区的形成,使原来流动的液体转变为有弹性的、类似为海绵的三维空间网体转变为有弹性的、类似为海绵的三维空间网络结构的凝胶。络结构的凝胶。凝胶不具有连续液体的完全流动性,不象分子凝胶不具有连续液体的完全流动性,不象分子有序排列的固体有明显的刚性,但能保持一定有序排列的固体有明显的刚性,但能保持一定形状,可抵抗外界应力作用,具有粘性液体某形状,可抵抗外界应力作用,具有粘性液体某些特性的粘弹性半固体。些特性的粘弹性半固体。12凝胶强度依赖于连结区结构的强度,若连结凝胶强度依赖于连结区结构的强度,若连结区不长,链与链不能牢固地结合,在压力或区不长,链与链不能牢固地结合,在压力或
9、温度升高时,聚合物链的运动增大而分子分温度升高时,聚合物链的运动增大而分子分离(热不稳定凝胶)。适当地控制连结区的离(热不稳定凝胶)。适当地控制连结区的长度可以形成多种不同硬度和稳定性的凝胶长度可以形成多种不同硬度和稳定性的凝胶支链分子或杂聚糖分子间不能很好地结合,支链分子或杂聚糖分子间不能很好地结合,因此不能形成足够大的连结区和一定强度的因此不能形成足够大的连结区和一定强度的凝胶。这类多糖分子只形成粘稠、稳定的溶凝胶。这类多糖分子只形成粘稠、稳定的溶胶。同样,带电荷基团的分子,例如含羧基胶。同样,带电荷基团的分子,例如含羧基的多糖,链段之间的负电荷可产生库仑斥力,的多糖,链段之间的负电荷可产
10、生库仑斥力,因而阻止连结区的形成。因而阻止连结区的形成。13凝胶基本特点凝胶基本特点有些凝胶经过一段时间放置,网格会逐渐收有些凝胶经过一段时间放置,网格会逐渐收缩,并把网格中的水挤出来,把这种现象称缩,并把网格中的水挤出来,把这种现象称为为离浆离浆。凝胶虽含有大量液体,但不会在自重作用下凝胶虽含有大量液体,但不会在自重作用下流动。流动。有流动性非常接近液体的凝胶,也有刚性非有流动性非常接近液体的凝胶,也有刚性非常接近于固体的凝胶。常接近于固体的凝胶。14食品分散体系食品分散体系 凝胶是食品中非常重要的物质状态。凝胶是食品中非常重要的物质状态。凝胶状态食品的力学性质对其口感品质(风味之一,凝胶状
11、态食品的力学性质对其口感品质(风味之一,软硬、嚼劲、筋道感、柔嫩感等)起着决定作用。软硬、嚼劲、筋道感、柔嫩感等)起着决定作用。15连续相不是连续相不是单一成分单一成分5.1.1.2凝胶的性质凝胶的性质(1)凝胶的膨胀作用:凝胶的膨胀作用:定义:弹性凝胶由线型高分子构成,因分子链有柔性,定义:弹性凝胶由线型高分子构成,因分子链有柔性,故吸附或释出液体时很容易改变自身的体积,这种现象故吸附或释出液体时很容易改变自身的体积,这种现象就称为膨胀作用。就称为膨胀作用。特点:特点:膨胀作用具有选择性,只能吸收对它亲和性很强的膨胀作用具有选择性,只能吸收对它亲和性很强的液体,其膨胀可以是有限的(形成胶冻)
12、,也可以是无液体,其膨胀可以是有限的(形成胶冻),也可以是无限的限的(即膨胀的结果使凝胶完全溶解,形成均相即膨胀的结果使凝胶完全溶解,形成均相溶胶溶胶甚甚至溶液至溶液)。膨胀过程分两个阶段:第一阶段是溶剂分子钻入凝膨胀过程分两个阶段:第一阶段是溶剂分子钻入凝胶中与大分子相互作用形成溶剂化层,时间很短,速度胶中与大分子相互作用形成溶剂化层,时间很短,速度快,并有热效应;第二阶段是液体的渗透,凝胶吸收大快,并有热效应;第二阶段是液体的渗透,凝胶吸收大量液体,体积大大增加。量液体,体积大大增加。16 (2)凝胶的脱水收缩作用:凝胶的脱水收缩作用:定义:凝胶在老化过程中会发生特殊的分层现象,称定义:凝
13、胶在老化过程中会发生特殊的分层现象,称为脱水收缩作用或离浆作用。为脱水收缩作用或离浆作用。特点:析出的一层仍为凝胶,只是浓度比原来的大,特点:析出的一层仍为凝胶,只是浓度比原来的大,另一层不是纯溶剂,而是稀溶胶或大分子溶液。另一层不是纯溶剂,而是稀溶胶或大分子溶液。一般说来,弹性凝胶的离浆作用是可逆过程,是膨胀一般说来,弹性凝胶的离浆作用是可逆过程,是膨胀过程的逆过程;刚性凝胶的离浆作用是不可逆的。过程的逆过程;刚性凝胶的离浆作用是不可逆的。(3)凝胶中的扩散和化学反应:凝胶中的扩散和化学反应:凝胶和液体一样可作为一种介质,各种物理和化学过凝胶和液体一样可作为一种介质,各种物理和化学过程都可在
14、其中进行。物理过程主要是电导和扩散作用,程都可在其中进行。物理过程主要是电导和扩散作用,当凝胶浓度低时,电导值与扩散速度和纯溶剂几乎没当凝胶浓度低时,电导值与扩散速度和纯溶剂几乎没有区别,随着凝胶浓度的增加而两者的值都降低。凝有区别,随着凝胶浓度的增加而两者的值都降低。凝胶骨架有许多空隙,类似于分子筛,可以分离大小不胶骨架有许多空隙,类似于分子筛,可以分离大小不同的分子(凝胶电泳和凝胶色谱法)。同的分子(凝胶电泳和凝胶色谱法)。175.1.1.3 凝胶的制备凝胶的制备溶胶或固体溶胶或固体(干胶干胶)都能形成凝胶。由溶胶都能形成凝胶。由溶胶转变为凝胶的过程则称为胶凝作用转变为凝胶的过程则称为胶凝
15、作用(gelation)。前题是体系中有大分子成分。前题是体系中有大分子成分固体制备凝胶简单,干胶吸收液体膨胀成固体制备凝胶简单,干胶吸收液体膨胀成弹性凝胶。弹性凝胶。从液体制备凝胶须满足两个基本条件:从液体制备凝胶须满足两个基本条件:(1)降低溶解度,使固体物质在溶液中形成胶降低溶解度,使固体物质在溶液中形成胶体分散体系。体分散体系。(2)固体质点不沉降也不自由移动,形成连续固体质点不沉降也不自由移动,形成连续网状骨架结构网状骨架结构18具体的制备方法:具体的制备方法:(1)使胶体溶液成为过饱和溶液。如使胶体溶液成为过饱和溶液。如0.5琼脂溶琼脂溶液冷到液冷到35就形成冻胶。加大量的蔗糖使高
16、就形成冻胶。加大量的蔗糖使高甲氧基果胶生成凝胶。甲氧基果胶生成凝胶。(2)加入非溶剂,果胶水溶液中加入适量酒精后加入非溶剂,果胶水溶液中加入适量酒精后就形成凝胶就形成凝胶(3)适量电解质加入胶粒亲水性较强,尤其是形适量电解质加入胶粒亲水性较强,尤其是形状不对称的憎液溶胶中,可形成凝胶状不对称的憎液溶胶中,可形成凝胶Fe(OH)3在适量电解质作用下可形成凝胶在适量电解质作用下可形成凝胶(4)利用化学反应产生不溶物,并控制反应条件利用化学反应产生不溶物,并控制反应条件可得凝胶。如钙离子与低甲氧基果胶反应生可得凝胶。如钙离子与低甲氧基果胶反应生成凝胶。成凝胶。195.1.2 增稠剂及其在食品加工中的
17、作用增稠剂及其在食品加工中的作用 食品增稠剂是指在水中溶解或分散,能增加流食品增稠剂是指在水中溶解或分散,能增加流体或半流体食品的黏度,并能保持所在体系的体或半流体食品的黏度,并能保持所在体系的相对稳定的亲水性食品添加剂。相对稳定的亲水性食品添加剂。增稠剂分子结构特点:增稠剂分子结构特点:增稠剂分子大小一般在增稠剂分子大小一般在1100nm之间之间含有大量羟基、羧基、氨基等亲水基团,能含有大量羟基、羧基、氨基等亲水基团,能与水分子发生水合,以分子状态高度分散在水与水分子发生水合,以分子状态高度分散在水中,容易形成网状结构或具有较多亲水基团的中,容易形成网状结构或具有较多亲水基团的胶体,构成单相
18、均匀分散体系。胶体,构成单相均匀分散体系。食品增稠剂对保持流态食品、胶冻食品的色、食品增稠剂对保持流态食品、胶冻食品的色、香、味、结构和稳定性起相当重要的作用。香、味、结构和稳定性起相当重要的作用。202121增稠剂的作用增稠剂的作用增稠剂在食品中主要是赋予食品所要求的流变增稠剂在食品中主要是赋予食品所要求的流变特性,改变食品的质构和外观,将液体、浆状特性,改变食品的质构和外观,将液体、浆状食品形成特定形态,并使其稳定、均匀。食品形成特定形态,并使其稳定、均匀。1、使冰淇淋在冻结过程中生成的冰晶细微化,、使冰淇淋在冻结过程中生成的冰晶细微化,并包含大量微小气泡,使其结构细腻均匀,口并包含大量微
19、小气泡,使其结构细腻均匀,口感光滑,外观整洁。感光滑,外观整洁。2、使液体食品具有令人满意的稠度,使可能产、使液体食品具有令人满意的稠度,使可能产生凝聚与沉淀的体系均匀稳定,具有黏滑适口生凝聚与沉淀的体系均匀稳定,具有黏滑适口的感觉。的感觉。223、增稠剂的凝胶作用,是利用它的胶凝性,、增稠剂的凝胶作用,是利用它的胶凝性,当体系中溶有特定分子结构的增稠剂,浓度当体系中溶有特定分子结构的增稠剂,浓度达到一定值,而体系的组成也达到一定要求达到一定值,而体系的组成也达到一定要求时,体系可形成凝胶。时,体系可形成凝胶。4、起泡作用和稳定泡沫作用、起泡作用和稳定泡沫作用 部分增稠部分增稠剂具有适度的表面
20、活性,可以发泡,它的溶剂具有适度的表面活性,可以发泡,它的溶液在搅拌时可包含大量气体,并因液泡表面液在搅拌时可包含大量气体,并因液泡表面黏性增加使其稳定。黏性增加使其稳定。蛋糕、啤酒、面包、冰激凌等使用鹿角菜蛋糕、啤酒、面包、冰激凌等使用鹿角菜胶、槐豆胶、海藻酸钠、明胶等作发泡剂用。胶、槐豆胶、海藻酸钠、明胶等作发泡剂用。235、粘合作用、粘合作用 香肠中使用槐豆胶、鹿角菜胶的香肠中使用槐豆胶、鹿角菜胶的目的是使产品成为一个集聚体,均质后组织结构目的是使产品成为一个集聚体,均质后组织结构稳定、润滑,并利用胶的强力保水性防止香肠在稳定、润滑,并利用胶的强力保水性防止香肠在储藏中失重。阿拉伯胶可以
21、作为片、粒状产品的储藏中失重。阿拉伯胶可以作为片、粒状产品的结合剂。也可在粉末的颗粒化、香料的颗粒化和结合剂。也可在粉末的颗粒化、香料的颗粒化和其他用途中使用。其他用途中使用。6、成膜作用、成膜作用 在食品表面形成非常光润的薄在食品表面形成非常光润的薄膜,防止冰冻食品、固体粉末食品表面吸湿。还膜,防止冰冻食品、固体粉末食品表面吸湿。还可以使果品、蔬菜保鲜,并有抛光作用。作被膜可以使果品、蔬菜保鲜,并有抛光作用。作被膜用的有醇溶性蛋白、明胶、琼脂、海藻酸等。用的有醇溶性蛋白、明胶、琼脂、海藻酸等。7、做功能性填充料、做功能性填充料 天然增稠剂在人体内几天然增稠剂在人体内几乎不消化而被排泄掉,可用
22、于保健、低热食品的乎不消化而被排泄掉,可用于保健、低热食品的生产。生产。248、保水作用、保水作用 增稠剂能吸收几十倍乃至上增稠剂能吸收几十倍乃至上百倍于自身质量的水分,并有持水性,可以百倍于自身质量的水分,并有持水性,可以加速水分向蛋白质分子和淀粉颗粒渗透的速加速水分向蛋白质分子和淀粉颗粒渗透的速度,改善面团的吸水量,使产品的质量增大。度,改善面团的吸水量,使产品的质量增大。由于凝胶特性,使面制品黏弹性增强,不易由于凝胶特性,使面制品黏弹性增强,不易老化变干。老化变干。9、矫味作用、矫味作用 增稠剂对一些不良的气味有增稠剂对一些不良的气味有掩蔽作用。其中环糊精效果较好,但绝不能掩蔽作用。其中
23、环糊精效果较好,但绝不能将增稠剂用于腐败变质的食品。将增稠剂用于腐败变质的食品。2526琼脂凝胶硬度高、弹性小;明胶凝胶坚韧而富有弹性,琼脂凝胶硬度高、弹性小;明胶凝胶坚韧而富有弹性,承压性好,并有营养;卡拉胶凝胶透明度好、易溶解,承压性好,并有营养;卡拉胶凝胶透明度好、易溶解,适用于制作奶冻;果胶凝胶具有良好的风味,适于制作适用于制作奶冻;果胶凝胶具有良好的风味,适于制作果味制品。果味制品。265.1.3 影响增稠剂作用效果的因素影响增稠剂作用效果的因素 5.1.3.1 结构及相对分子质量对黏度的影响结构及相对分子质量对黏度的影响 一般增稠剂溶液具有较高的黏度。一般增稠剂溶液具有较高的黏度。
24、在相同浓度和其他条件下,不同分子结构的增稠剂,在相同浓度和其他条件下,不同分子结构的增稠剂,黏度亦可能有较大的差别。黏度亦可能有较大的差别。同一增稠剂品种,随着平均相对分子质量的增加,形同一增稠剂品种,随着平均相对分子质量的增加,形成网状结构的几率也增加,故增稠剂的黏度与相对分成网状结构的几率也增加,故增稠剂的黏度与相对分子质量密切相关,即分子质量越大,黏度也越大。子质量密切相关,即分子质量越大,黏度也越大。食品在生产和储存过程中黏度下降,其主要原因是增食品在生产和储存过程中黏度下降,其主要原因是增稠剂降解,相对分子质量变小。稠剂降解,相对分子质量变小。5.1.3.2浓度对黏度的影响浓度对黏度
25、的影响随着增稠剂浓度的增高,增稠剂分子数量(非体积)随着增稠剂浓度的增高,增稠剂分子数量(非体积)增大,相互作用的几率增加,吸附的水分子增多,流增大,相互作用的几率增加,吸附的水分子增多,流动时质点间摩擦力增加,故黏度增大。动时质点间摩擦力增加,故黏度增大。275.1.3.3 pH值对黏度的影响值对黏度的影响pH影响增稠剂的黏度和稳定性。增稠剂的黏度通影响增稠剂的黏度和稳定性。增稠剂的黏度通常随常随pH值发生变化。值发生变化。在酸度较高的汽水、酸奶等食品中,宜选用侧链在酸度较高的汽水、酸奶等食品中,宜选用侧链较大或较多,而位阻较大,又不易发生水解的藻较大或较多,而位阻较大,又不易发生水解的藻酸
26、丙二醇酯和黄原胶等。而海藻酸钠和酸丙二醇酯和黄原胶等。而海藻酸钠和CMC等则等则宜在豆奶等接近中性的食品中使用。宜在豆奶等接近中性的食品中使用。28 5.1.3.4温度对黏度的影响温度对黏度的影响 温度升高溶液的黏度降低温度升高溶液的黏度降低温度每升高温度每升高56,通常条件下的海藻酸钠溶液黏,通常条件下的海藻酸钠溶液黏度下降度下降12,分子热运动。,分子热运动。温度升高,会加快强酸条件下大部分胶体水解速度,温度升高,会加快强酸条件下大部分胶体水解速度,引起黏度下降。所以,胶体溶液应尽量避免长时间引起黏度下降。所以,胶体溶液应尽量避免长时间高温受热。高温受热。位阻大的黄原胶和藻酸丙二醇酯,热稳
27、定性较好。位阻大的黄原胶和藻酸丙二醇酯,热稳定性较好。少量氯化钠使黄原胶黏度在少量氯化钠使黄原胶黏度在-4+93范围内变化很范围内变化很小,这是增稠剂中的特例。小,这是增稠剂中的特例。29 5.1.3.5 切变力对增稠剂溶液黏度的影响切变力对增稠剂溶液黏度的影响一定浓度的增稠剂溶液的黏度,会随搅拌、一定浓度的增稠剂溶液的黏度,会随搅拌、泵压等的加工、传输手段而变化。泵压等的加工、传输手段而变化。5.1.3.6 其他因素对黏度的影响其他因素对黏度的影响非水溶剂或能与水相混溶的溶剂非水溶剂或能与水相混溶的溶剂(如酒精等如酒精等),可以提高海藻酸钠溶液的黏度,并最终导致可以提高海藻酸钠溶液的黏度,并
28、最终导致海藻酸钠的沉淀海藻酸钠的沉淀高浓度的表面活性剂会使海藻酸钠黏度降低,高浓度的表面活性剂会使海藻酸钠黏度降低,最终使海藻酸盐从溶液中盐析出来最终使海藻酸盐从溶液中盐析出来单价盐也会降低稀海藻酸钠的黏度单价盐也会降低稀海藻酸钠的黏度 305.1.3.7 增稠剂的协同效应增稠剂的协同效应几种增稠剂混合复配使用会产生黏度的相乘几种增稠剂混合复配使用会产生黏度的相乘效应和相抵作用。效应和相抵作用。有时单独使用一种增稠剂得不到理想的结果,有时单独使用一种增稠剂得不到理想的结果,须同其他一些增稠剂复配使用,发挥协同效须同其他一些增稠剂复配使用,发挥协同效应。增稠剂有较好增效作用的配合是:应。增稠剂有
29、较好增效作用的配合是:CMC与明胶,卡拉胶、瓜尔豆胶和与明胶,卡拉胶、瓜尔豆胶和CMC,琼脂与,琼脂与刺槐豆胶,黄原胶与刺槐豆胶等。刺槐豆胶,黄原胶与刺槐豆胶等。阿拉伯胶可降低黄蓍胶的黏度。阿拉伯胶可降低黄蓍胶的黏度。31325.1.4 天然增稠剂天然增稠剂(1)食用明胶食用明胶 食用明胶食用明胶(edible gelatin)是动物的皮、骨、韧带是动物的皮、骨、韧带等含的胶原蛋白,经部分水解后得到的高分子多等含的胶原蛋白,经部分水解后得到的高分子多肽的高聚物。明胶中蛋白质占肽的高聚物。明胶中蛋白质占82以上,蛋白质以上,蛋白质的组成氨基酸中缺乏色氨酸。的组成氨基酸中缺乏色氨酸。性状与性能:白
30、色或淡黄色、半透明、微带光泽性状与性能:白色或淡黄色、半透明、微带光泽的薄片或细粒,有特殊的臭味。的薄片或细粒,有特殊的臭味。不溶于冷水,可不溶于冷水,可溶于热水,溶液冷却后即凝结成胶块。明胶的凝溶于热水,溶液冷却后即凝结成胶块。明胶的凝固力较弱,浓度在固力较弱,浓度在5以下不能形成凝胶。以下不能形成凝胶。为了为了形成较结实的凝胶,浓度一般掌握在形成较结实的凝胶,浓度一般掌握在15左右,左右,温度温度2025。高于。高于30,凝胶融化。凝胶富于,凝胶融化。凝胶富于弹性,口感柔软。弹性,口感柔软。33毒性:食用明胶主要为蛋白质。毒性:食用明胶主要为蛋白质。ADI不需要不需要规定。规定。使用:先将
31、明胶用冷水冲洗干净,加热水使用:先将明胶用冷水冲洗干净,加热水制成制成10溶液后混入原料中。在溶液后混入原料中。在2738之之间不加搅拌地缓慢冷却到间不加搅拌地缓慢冷却到4(老化)能获(老化)能获得最大的黏度。按正常生产需要添加得最大的黏度。按正常生产需要添加 34(2)阿拉伯胶阿拉伯胶(arabic gum)又称阿拉伯树胶、金合欢胶,由金合欢树的渗出液制又称阿拉伯树胶、金合欢胶,由金合欢树的渗出液制得,是一种由多种糖类组成的高分子聚合物。得,是一种由多种糖类组成的高分子聚合物。性状与性能:为无定形琥珀色固体(干粉),无臭,性状与性能:为无定形琥珀色固体(干粉),无臭,无味,溶于水,不溶于油和
32、多数有机溶剂。无味,溶于水,不溶于油和多数有机溶剂。在水中可在水中可形成清晰而胶黏的溶液,呈弱酸性。形成清晰而胶黏的溶液,呈弱酸性。水中的溶解度可水中的溶解度可达达50。阿拉伯胶具有表面活性,能使水的表面张力阿拉伯胶具有表面活性,能使水的表面张力降低。其溶液的黏度与其浓度和降低。其溶液的黏度与其浓度和pH值有关。值有关。25下,下,50的溶液黏度最高。的溶液黏度最高。pH值在值在67时,出现黏度最高时,出现黏度最高值。值。酒精与电解质存在溶液的黏度降低,柠檬酸钠存酒精与电解质存在溶液的黏度降低,柠檬酸钠存在则其黏度可提高。在则其黏度可提高。另外随着时间的延长黏度也会下另外随着时间的延长黏度也会
33、下降。降。35毒性:无毒。毒性:无毒。ADI不需要规定。不需要规定。使用:阿拉伯胶在食品上应用非常广泛,使用:阿拉伯胶在食品上应用非常广泛,作为食品添加剂,它主要影响食品的黏度、作为食品添加剂,它主要影响食品的黏度、形状和质构,使最终产品具有所希望的性形状和质构,使最终产品具有所希望的性质。质。36(3)罗望子多糖胶罗望子多糖胶 从豆科植物罗望子树的荚果种子中提取的多糖胶。由从豆科植物罗望子树的荚果种子中提取的多糖胶。由半乳糖、木糖与葡萄糖组成。半乳糖、木糖与葡萄糖组成。性状与性能:为黄褐色或灰色粉末,无臭,无味。性状与性能:为黄褐色或灰色粉末,无臭,无味。在冷水中分散并溶胀,加热则成黏稠溶液
34、。不溶于一在冷水中分散并溶胀,加热则成黏稠溶液。不溶于一般有机溶剂,但能与甘油等亲水性胶互溶。般有机溶剂,但能与甘油等亲水性胶互溶。有类似果胶的特性,但形成凝胶后比果胶有更强的抗有类似果胶的特性,但形成凝胶后比果胶有更强的抗冲击性能。相同浓度的罗望子胶冻的强度是果胶的冲击性能。相同浓度的罗望子胶冻的强度是果胶的2倍。且在中性和酸性溶液中都能形成胶冻。耐酸、耐倍。且在中性和酸性溶液中都能形成胶冻。耐酸、耐盐、耐热性能良好。盐、耐热性能良好。毒性:无毒。毒性:无毒。ADI不需要规定。不需要规定。37(4)田菁胶田菁胶 从豆科植物田菁的种子中提取的多糖从豆科植物田菁的种子中提取的多糖胶。以半乳糖为支
35、链的甘露糖聚合物胶。以半乳糖为支链的甘露糖聚合物(半乳甘露聚糖半乳甘露聚糖)。性状与性能:奶油色粉末。水溶液黏性状与性能:奶油色粉末。水溶液黏度比海藻酸钠高近度比海藻酸钠高近10倍。倍。毒性:属无毒品,毒性:属无毒品,ADI不需要规定。不需要规定。38(5)琼脂琼脂(agar)又名琼胶、冻粉或洋菜。由海藻提取制得,属又名琼胶、冻粉或洋菜。由海藻提取制得,属多糖类物质。主要由聚半乳糖苷组成。多糖类物质。主要由聚半乳糖苷组成。性状与性能:琼脂依制法不同,有条状、片状、性状与性能:琼脂依制法不同,有条状、片状、粒状和粉状等,颜色由白至淡黄;半透明,具粒状和粉状等,颜色由白至淡黄;半透明,具胶质感。无
36、臭或有轻微的特征性气味,不溶于胶质感。无臭或有轻微的特征性气味,不溶于冷水。冷水中浸泡吸水膨胀软化,吸水率可高冷水。冷水中浸泡吸水膨胀软化,吸水率可高达达20倍。在沸水中极易形成溶胶,温度降低后倍。在沸水中极易形成溶胶,温度降低后便成凝胶。便成凝胶。0.5低浓度就能形成凝胶。低浓度就能形成凝胶。1.5的琼脂溶胶在的琼脂溶胶在3239之间可以形成坚实而有之间可以形成坚实而有弹性的凝胶,并在弹性的凝胶,并在85以下不融化,这一特性以下不融化,这一特性可用以区别于其他海藻胶。可用以区别于其他海藻胶。39毒性:琼脂可用于各类食品,按正常生产毒性:琼脂可用于各类食品,按正常生产需要添加。需要添加。ADI
37、不需要规定。研究发现,不需要规定。研究发现,人的消化系统不能降解琼脂,可以正常人的消化系统不能降解琼脂,可以正常排泄,吸入高剂量无害;排泄,吸入高剂量无害;每天食用每天食用22.5g食品级琼脂对人体吸收的食品级琼脂对人体吸收的钙、铜没有影响;钙、铜没有影响;食品级琼脂已被证实为非致癌物质。食品级琼脂已被证实为非致癌物质。使用:琼脂主要被用做食品组分和微生物使用:琼脂主要被用做食品组分和微生物研究中的培养基质。在食品工业中,主要研究中的培养基质。在食品工业中,主要应用琼脂的胶凝、乳化辅助作用和稳定性应用琼脂的胶凝、乳化辅助作用和稳定性质。质。40 (6)海藻酸钠海藻酸钠(sodium algin
38、oate)又称藻酸钠、海藻胶或藻朊酸钠,由海藻提取。又称藻酸钠、海藻胶或藻朊酸钠,由海藻提取。性状与性能:白色或淡黄色粉末,几乎无臭、无味;性状与性能:白色或淡黄色粉末,几乎无臭、无味;溶于水成黏稠状胶体溶液,溶于水成黏稠状胶体溶液,特殊腥味特殊腥味,具有吸湿性。,具有吸湿性。易与金属离子结合,只有易与金属离子结合,只有Na+、K+、Mg2+、NH4+的海的海藻酸盐类能溶于水,藻酸盐类能溶于水,钙等离子和海藻酸出现沉淀钙等离子和海藻酸出现沉淀。海藻酸钠在海藻酸钠在pH510时黏度稳定,时黏度稳定,pH值降至值降至4.5以下以下时黏度明显增加,当达到时黏度明显增加,当达到pH 3时,产生不溶于水
39、的时,产生不溶于水的海藻酸沉淀析出。单价电解质能降低其黏度。海藻酸沉淀析出。单价电解质能降低其黏度。易与蛋白质、淀粉、明胶、阿拉伯胶、易与蛋白质、淀粉、明胶、阿拉伯胶、CMC、甘、甘油、山梨醇等共溶,所以可与多种食品原料配合使油、山梨醇等共溶,所以可与多种食品原料配合使用。用。41毒性:大鼠经口毒性:大鼠经口LD505g/kg。FAO/WHO(1984)规定规定ADI025mg/kg(以海以海藻酸计藻酸计)。美国食品与药物管理局。美国食品与药物管理局(1985)将将其列为一般公认安全物质。其列为一般公认安全物质。使用:海藻酸钠可广泛应用于多种食品之使用:海藻酸钠可广泛应用于多种食品之中中42(
40、7)卡拉胶卡拉胶(carrageenan)又名鹿角藻胶、角叉胶,由某些红海藻提取制又名鹿角藻胶、角叉胶,由某些红海藻提取制得。半乳聚糖组成的多糖类物质。得。半乳聚糖组成的多糖类物质。性状与性能:白色或淡黄色粉末,无臭,味淡,性状与性能:白色或淡黄色粉末,无臭,味淡,易溶于热水成半透明的胶体溶液,不溶于冷水,易溶于热水成半透明的胶体溶液,不溶于冷水,但可溶胀成胶块状;不溶于有机溶剂。但可溶胀成胶块状;不溶于有机溶剂。水溶液水溶液具有高度黏性和胶凝特点,其凝胶具有热可逆具有高度黏性和胶凝特点,其凝胶具有热可逆性。尤其是与蛋白质类物质作用,形成稳定胶性。尤其是与蛋白质类物质作用,形成稳定胶体的性质。
41、体的性质。43卡拉胶是卡拉胶是D-吡喃半乳糖以吡喃半乳糖以3,6-脱水半乳糖组成脱水半乳糖组成的高分子多糖类硫酸酯的钙、镁、钾、钠、的高分子多糖类硫酸酯的钙、镁、钾、钠、铵盐,根据分子中硫酸酯在吡喃糖铵盐,根据分子中硫酸酯在吡喃糖(六环糖六环糖)环环上的结合型态,产生了上的结合型态,产生了7种主要类型的卡拉胶:种主要类型的卡拉胶:-型、型、-型、型、-型、型、-型、型、-型、型、-型、型、-型。型。目前工业主要生产和使用的是前目前工业主要生产和使用的是前3种,结构不种,结构不同,性质有差异。商品卡拉胶是混合型的,同,性质有差异。商品卡拉胶是混合型的,不同的产地主要胶型不同。不同的产地主要胶型不
42、同。毒性:毒性:FAO/WHO(1984)规定,规定,ADI为为075mg/kg。44 范围内都是很稳定。性质范围内都是很稳定。性质明显依赖于硫酸酯的含量明显依赖于硫酸酯的含量和位置,以及被结合的阳和位置,以及被结合的阳离子,例如离子,例如-和和-卡拉胶,卡拉胶,与与K+和和Ca2+结合,通过双结合,通过双螺旋交联形成三维网络结螺旋交联形成三维网络结构的热可塑性凝胶构的热可塑性凝胶(图图3-51),有较高的浓度和稳定,有较高的浓度和稳定性,即使聚合物浓度低于性,即使聚合物浓度低于0.5%,也能产生胶凝作用。,也能产生胶凝作用。卡拉胶硫酸酯聚合物是带电荷的线性大分子,具有卡拉胶硫酸酯聚合物是带电
43、荷的线性大分子,具有 较高粘度,粘度随着浓度增大呈指数增加,在较大较高粘度,粘度随着浓度增大呈指数增加,在较大pH45使用:卡拉胶在食品生产中可作为增稠剂、胶凝剂、稳使用:卡拉胶在食品生产中可作为增稠剂、胶凝剂、稳定剂、乳化助剂、成膜剂使用,改善食品品质与外观定剂、乳化助剂、成膜剂使用,改善食品品质与外观 提高带馅食品保水性提高带馅食品保水性 获得特殊性质:少量甲氧基果胶、瓜尔胶、钾盐和柠获得特殊性质:少量甲氧基果胶、瓜尔胶、钾盐和柠檬酸钠可形成特殊性能,如涂敷性。檬酸钠可形成特殊性能,如涂敷性。提高液体食品稳定性在低提高液体食品稳定性在低pH值,干燥或冷冻储藏条件值,干燥或冷冻储藏条件下仍有
44、较好的胶体稳定性。下仍有较好的胶体稳定性。调整粘度:调整粘度:-卡拉胶比别的树胶在室温下更稠厚,而卡拉胶比别的树胶在室温下更稠厚,而冷冻温度下更稀薄。冷冻温度下更稀薄。46(8)果胶果胶(pectin)系指可溶性果胶,其主要成分是多缩半乳糖醛酸甲酯。系指可溶性果胶,其主要成分是多缩半乳糖醛酸甲酯。性状与性能:淡黄褐色粉末,稍有特异臭。溶于水则生性状与性能:淡黄褐色粉末,稍有特异臭。溶于水则生成黏稠状液体,与成黏稠状液体,与3倍或倍或3倍以上的砂糖混合则更易溶于倍以上的砂糖混合则更易溶于水。在酸性溶液中比在碱性溶液中稳定。据酯化度,分水。在酸性溶液中比在碱性溶液中稳定。据酯化度,分为高甲氧基果胶
45、和低甲氧基果胶。酯化度是指酯化的半为高甲氧基果胶和低甲氧基果胶。酯化度是指酯化的半乳糖醛酸基与总的半乳糖醛酸基的百分比值。高甲氧基乳糖醛酸基与总的半乳糖醛酸基的百分比值。高甲氧基果胶最适果胶最适pH3.33.6;低甲氧基果胶最适;低甲氧基果胶最适pH4.04.5 毒性:毒性:ADI为为0250mg/kg。使用:我国规定,果胶可按正常生产需要用于各类食品使用:我国规定,果胶可按正常生产需要用于各类食品 47(9)瓜尔胶瓜尔胶(guar gum)也称瓜尔豆胶,与槐豆胶一样属于称为半乳甘露聚糖也称瓜尔豆胶,与槐豆胶一样属于称为半乳甘露聚糖的种子储藏多糖,以的种子储藏多糖,以-1,6-糖苷键连接的单个
46、吡喃半糖苷键连接的单个吡喃半乳糖作为支链,乳糖作为支链,D-吡喃甘露糖以吡喃甘露糖以-1,4-糖苷键连接为糖苷键连接为主链构成。以共价键连接蛋白质类。主链构成。以共价键连接蛋白质类。性状与性能:白色或浅黄色自由流动粉末,接近无臭。性状与性能:白色或浅黄色自由流动粉末,接近无臭。在冷水中能充分水化,蔗糖等强需水剂导致水化速率在冷水中能充分水化,蔗糖等强需水剂导致水化速率下降;水溶液呈中性,分散在热和冷水中形成黏稠液,下降;水溶液呈中性,分散在热和冷水中形成黏稠液,黏度为天然胶中最高,具体黏度取决于粒度、制备条黏度为天然胶中最高,具体黏度取决于粒度、制备条件与温度,黏度在件与温度,黏度在pH37稳
47、定。其假塑度低于黄原胶。稳定。其假塑度低于黄原胶。有良好的无机盐兼容性(食盐浓度有良好的无机盐兼容性(食盐浓度60%)。低于)。低于pH3发生水解,碱性水解速率低。热稳定性差(处理温度发生水解,碱性水解速率低。热稳定性差(处理温度不能高于不能高于80)48毒性:毒性:GB2760规定按生产需要适量使用。规定按生产需要适量使用。使用:可与黄原胶、琼脂等线性多糖形成复合体。使用:可与黄原胶、琼脂等线性多糖形成复合体。与黄原胶有协同作用。与黄原胶有协同作用。获得良好品性:改善软奶酪、涂抹糊状品和调获得良好品性:改善软奶酪、涂抹糊状品和调味汁的光滑性、可口性和可分散性、良好的可倾味汁的光滑性、可口性和
48、可分散性、良好的可倾倒性、优良的黏滞性,瓜尔豆胶加上其他胶倒性、优良的黏滞性,瓜尔豆胶加上其他胶(槐槐豆胶、卡拉胶豆胶、卡拉胶)和乳化剂能通过结合自由水和增和乳化剂能通过结合自由水和增加混合物黏度阻止有砂粒感的较大乳糖结晶和冰加混合物黏度阻止有砂粒感的较大乳糖结晶和冰结晶的生成。结晶的生成。提高食品的加工性能:可降低吸附提高食品的加工性能:可降低吸附(吸收吸收)油脂油脂的速率。避免糖衣黏附到透明玻璃纸包装上的速率。避免糖衣黏附到透明玻璃纸包装上,改善肠衣的充填性;消除烹煮、烟熏和储藏期间改善肠衣的充填性;消除烹煮、烟熏和储藏期间脂肪和游离水的分离与移动;改善冷却后产品的脂肪和游离水的分离与移动
49、;改善冷却后产品的坚实度。坚实度。49(10)黄原胶黄原胶(xanthan gum)又称汉生胶或黄杆菌胶,由微生物发酵又称汉生胶或黄杆菌胶,由微生物发酵(黄单胞菌黄单胞菌培养培养),提取制成,为高分子酸性杂多糖,提取制成,为高分子酸性杂多糖(由葡萄糖、由葡萄糖、甘露糖与葡萄糖醛酸组成甘露糖与葡萄糖醛酸组成)性状与性能:性状与性能:白色或浅黄至棕色粉末,易溶于水。白色或浅黄至棕色粉末,易溶于水。有良好的增稠性能。即使低浓度也有很高的黏度,有良好的增稠性能。即使低浓度也有很高的黏度,其其1水溶液的黏度相当于明胶的水溶液的黏度相当于明胶的100倍。具有触变倍。具有触变性与假塑性,此特性大大增加了其在
50、食品工业中的性与假塑性,此特性大大增加了其在食品工业中的应用,并赋予食品以良好的感官性能。应用,并赋予食品以良好的感官性能。耐酸、碱,抗酶解,且不易受温度变化影响。耐酸、碱,抗酶解,且不易受温度变化影响。pH值值高时,可受多价离子或阳离子影响而降低黏度。高时,可受多价离子或阳离子影响而降低黏度。pH值值212范围内,有一致的和很高的黏度。对大多范围内,有一致的和很高的黏度。对大多数盐类稳定,添加食盐可提高黏度和稳定性。数盐类稳定,添加食盐可提高黏度和稳定性。50结构与性能 黄原胶是一种由黄原胶是一种由-(1,4)-D-吡喃葡萄糖单体聚吡喃葡萄糖单体聚合体为骨架的微生物多糖。合体为骨架的微生物多