功能高分子期末作业(精)

增稠剂在食品中的应用 20 化学工程学院郑雯佳 摘要 :随着生活质量提高, 食品添加剂的应用也越来越广泛。本文了食品 增稠剂的种类以及其在各种食物中的应用,对增稠剂对食品外观的作用进行了介绍。 1、引言 食品增稠剂通常是指能溶解水中, 并在一定条件下充分水化形成粘稠、滑腻或胶冻液的大分子物质, 又称食品胶。它在食品工业中被用于充当胶凝剂、增稠 剂、乳化剂、成膜剂、待水剂、黏着剂、悬浮剂,晶体阻碍剂,泡沫稳定刑,润滑剂等, 是一类具有重要作用的食品添加利。食品增稠剂对保持流态食品、胶冻食品的色、香、味、结构和稳定性起着相当重要的作用。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、浆状食品形成特定形态,并使其稳定;均匀,提高食品质量,使食品具有黏滑适口的感觉。 2、增稠剂效果的影响因素 食品增稠剂是由氨基酸或为数不多的几种单糖为结构单元成链所组成的分子,分子量通常在几万至几百万之间,是高分子化合物,可以产生高粘性。增稠剂在体系中的黏度取决于增稠剂的结构、分子量、浓度以及加工工艺,体系的 pH 值和温度等。 通常 , 在溶液中易形成网状结构或具较多亲水基团的胶体 , 具有较高的粘度 , 随着平均分子量增加 , 粘度也增加;随着增稠剂浓度的增加,增稠剂分子的体积增大,与水分子的相互作用几率增大,故黏度也会增加;增稠剂的黏度岁体系 pH 值的改变 而改变,但是有的上升,有的下降;随着温度上升,分子运动速度增加,化学反应速率加快,特别是在强酸条件下,大部分胶体水解速度加快,故粘性降低; 此外还有不同增稠剂混合时产生的一种黏度叠加效应, 一般而言都是增效的,少部分是减效的。 3、增稠剂的分类 在食品中需要添加的食品增稠剂其量甚微, 通常为千分之几, 但却能有效又经济地改善食品体系的稳定性。迄今世界上用于食品工业的增稠剂约有 40余种, 根据其来源, 可以分为天然增稠剂和合成增稠剂, 以天然增稠剂为主, 课以分为动物性胶、植物性胶、微生物胶以及酶处理生成胶四类。 动物性胶 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、壳聚糖等等。 植物性胶 由不同的植物表皮损伤的渗出液制得的增调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, 在它们的多羟基的分子链中, 穿插一定数对其性质有一定影响的氧化基团, 这些氧化基因, 在许多情况下羟基占很大比例。这些羟基常以钙, 镁或钾盐的形式存在, 而不以自由羟基的形式存在。阿拉伯胶、刺梧桐胶、黄芪胶、桃胶、印度树胶均属于此类增稠剂。 由植物种子、海藻制取的增稠剂由陆地、海洋植物及其种子制取的增稠剂, 在许多情况下, 其中的水溶性多糖相似于植物受刺激后的渗出液。它们是经过精细的专门技术处理而制得的,包括选种、种植布局、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, 这些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、海藻酸等。 微生物胶 真菌或细菌 (特别是由它们产生的酶与淀粉类物质作用时产生的另一类用途广泛的食品增稠剂,如黄原胶、结冷胶、核酸胶以及凝结多糖等。它是将淀粉几乎全部分解为单糖, 紧接着这些单糖又发生缩聚反应再缩合成新的分子。其他增稠剂 以纤维素、淀粉为原料, 在酸, 碱、盐等化学原料作用下, 经过水解、结合、提纯等工艺制得。其代表的品种有羧甲基纤维素钠变性淀粉、海藻酸丙二醇酯等。 3.1明胶 明胶是以牛、猪等动物骨、皮为原料而制得的。动物结缔组织 (骨、皮、腿等富含胶原蛋白,把含胶原的组织经一系列预处理,再经浸灰或浸酸 (用碱或酸使胶原分子经受温和而不可逆的降解, 然后用热水提取, 即可得到明胶产物 [1]。明胶的化学组成与胶原基本相同,都含有 18种氨基酸,其在人体新陈代谢过程中能够补充胶原蛋白, 从而可以达到增强体质的目的。明胶蛋白质不仅来源丰富 , 而且纯度也高, 而且明胶蛋白质的特点是不含脂肪、糖类, 它是一种低热值营养 物质, 食用后能增强体质而不使人发胖, 在国外深受人们欢迎, 明胶蛋白质和其它食物还有互补估用, 如配以鸡蛋、牛奶或琼脂, 就可以增加色氨酸和蛋氨酸成分,弥补了不足而使其成为完全蛋白质 [2]。 此外,明胶作为非营养成分也添加在各种各样的食品中。 在冰淇淋中添加明胶可以使冰的晶粒变细,使口感柔滑、细腻。 在大白兔奶糖中添加明胶可以防止奶糖在入口咀嚼时粘牙,并略有弹性。在面包中添加明胶是因为某些面包所用的面粉其面筋率过低, 面包烤熟后切片或食用时质地脆碎, 太容易掉屑 (面包渣 , 而加入明胶以后可以弥补这一缺陷。在午餐肉罐头中添加明胶是为了使罐头打开以后将午餐肉进行处置时有比较完整美观的外形。 在某些高级餐馆中配制瘦肉馅时常添加明胶, 一方面为使肉馅口感较嫩, 而且食用时在包子或馅饼中包含有一种浓郁的鲜汤汁,给消费者一种特殊的享受。有些酸奶中添加明胶是因为他们所用的原奶因各种原因导致奶中的蛋白质含量过低,导致酸奶无法发生凝结,从而用添加明胶的方法来作补救。 果冻产品使用明胶作原料, 是因为明胶果冻食用时口感较好 , 而且入口即化。 3.2壳聚糖 增稠流变性质是多糖最主要的也是最基本的功能性质, 壳聚糖本身不具有凝胶性, 但壳聚糖分子与其他大分子化合物相似, 本身具有的疏水基团和亲水基团 [3]。在特定的条件下,分子化合物的网络结构形成,经过液态—固态转变过程可以形成凝胶。壳聚糖可以通过化学交联剂戊二醛、甲醛等形成凝胶, 也可以与聚乙烯醇、甘油磷酸盐等形成化学凝胶。国外研究发现壳聚糖和乙酸、丙烯酸、草酸等可以形成物理凝胶 [4]。 3.3瓜尔豆胶 瓜尔豆胶是在两种豆夹科植物的种子中发现的。我国云南、广西等有这种豆科植物。在印度和巴基斯坦、瓜尔豆是人和动物的食物。瓜尔豆胶是一种含有半乳糖和甘露糖残基作为结构单元的多糖 , 其大分子链由β— D 一毗喃甘露糖残基组成,侧链以 1~6键与单个α— D 一吡喃半乳糖残基相接。 瓜尔豆胶的生产工艺比较简单, 先将瓜尔豆的豆荚去除, 然后将的到的瓜尔豆去皮得到内胚乳, 再除去胚芽得到无胚芽的内胚乳, 将其磨碎后经筛分得到瓜 尔豆粉(瓜尔豆胶。胚芽的含量愈高 , 瓜尔豆胶的蛋白质含量也愈高。皮壳的含量愈高 , 酸不溶物的含量也愈高 [5]。 瓜尔豆胶是公认安全的添加剂。它是已知的最有效的增稠剂之一。其溶液具有变稀化的特点,加热其溶液时间过长,溶液的粘度显著降低。 在冰淇淋中使用瓜尔豆胶添加剂可提高产品的抗温度骤变性、抗冰晶生成、缓慢融化和光滑的咀嚼口感。 在罐头食品中使用瓜尔豆胶添加剂可使罐头中的汁液增稠。 在奶酪加工中使用瓜尔豆胶添加剂可控制产品的稠度和扩散性质赋于奶酪一定的含水量。 调味汁和色拉调味品中使用瓜尔豆胶添加剂时 , 可在低浓度时产生高粘度。3.4卡拉胶 卡拉胶是一种亲水凝胶 (属天然多糖植物胶 [6],主要存在于红藻纲中的麒麟菜属、角叉菜属、杉藻属和沙菜属等的细胞壁中。卡拉胶是由 1 ,3-β-D-吡喃半乳糖和 1, 4-α-D-吡喃半乳糖作为基本骨架 , 交替连接而成的线性多糖类硫酸酯的钾、钠、镁、钙盐和 3 , 6-脱水半乳糖直链聚合物所组成。一般为白色或淡黄色粉末 , 无臭、无味,有的产品稍带海藻味。 卡拉胶的生产以麒麟菜、沙菜为主要原料, . 一般工艺流程如下 : 原料→ 碱处理→ 洗涤至中性→ 提胶→ 过滤→ 冷却切条→ 冻结脱水→ 解冻→ 干燥→ 成品 在热水或热牛奶中所有类型的卡拉胶都能溶解。在冷水中, 卡拉胶溶解, 卡拉胶的钠盐也能溶解, 但卡拉胶的钾盐和钙盐只能吸水膨胀而不能溶解。卡拉胶不溶于甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇和丙酮等有机溶剂。 干的粉末状卡拉胶稳定性很强, 长期放置不会很快降解, 在室温下超过一年的期限,强度无明显损失。 在中性或碱性溶液中卡拉胶很稳定 (pH=9时最稳定 ,即使加热也不会发生水解。 在酸性溶液中,尤其是 pH=4以下时易发生酸催化水解,从而使凝冻强度和粘度下降。成凝冻状态下的卡拉胶比溶液状态时稳定性高 [7]。在冰淇淋生产中, 卡拉胶可增加冰淇淋的成型性和抗融性, 提高冰淇淋在温度波动时的稳定性, 使 冰淇淋组织细腻 , 结构良好 , 润滑适口,放置时不易融化。 卡拉胶用于火腿及火腿肠上, 最主要是提供适当的保水性, 并且由于它能够与蛋白质络合, 提供了相当好的组织结构, 使产品弹性好, 切片性好, 韧脆适中, 嫩滑爽口。 卡拉胶能使牛奶产生凝冻作用,起凝冻赋形作用 [8]。在可可奶、可可麦乳精和可可糖果浆中起悬浮和稳定作用。在酸牛奶、软干酪和奶油中, 可稳定乳状混合