《食品增稠劑》課件.ppt

引言 食品的質(zhì)地 食品 從物理化學(xué)的角度看 可大致劃分為為液 液體系 液 固體系 同一體系的分散相的分離與否和粘稠度的高低 決定了口腔對食品流體的質(zhì)感反應(yīng) 果蔬汁的澄清與混濁 沉淀所帶來的視覺印象的不同 一般而言 往往當(dāng)這二類的物質(zhì)體系中各相分離的時候 也是它們的質(zhì)地是最糟糕的時刻 為了使多相食品體系之間的各組分充分 均勻的混合 在添加劑層面有如下對策 是指消費(fèi)者的感覺器官 包括視覺 口腔等 對食品的流變學(xué)和結(jié)構(gòu)特征的綜合評價 解決液 液相分離的問題 解決液 固相分離的問題 乳化劑 增稠劑 解決液 固相分離的問題 增稠劑 均屬俗稱的品質(zhì)改良劑穩(wěn)定劑 第五章食品增稠劑 南京工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè) 第一節(jié)概述 一 增稠劑的定義提高食品粘度或形成凝膠的食品添加劑 二 分類 根據(jù)來源 可分為天然和合成兩大類 以天然的增稠劑為主 可分為動物性膠 植物性膠 微生物膠及酶處理生成膠四類 動物性膠 明膠 酪蛋白酸鈉 殼聚糖 植物性膠 種子類膠 瓜爾豆膠 刺槐豆膠 羅望子膠 亞麻子膠 決明子膠 田菁膠 樹脂類膠 阿拉伯膠 黃芪膠 桃膠 刺梧桐膠 印度樹膠 植物提取膠 果膠 魔芋膠 黃蜀葵膠 海藻類膠 瓊脂 卡拉膠 海藻酸 紅藻膠 微生物性膠 黃原膠 結(jié)冷膠 凝結(jié)多糖 菌核膠 其它增稠劑 羧甲基纖維素鈉 海藻酸丙二醇脂 變性淀粉 酶水解瓜爾豆膠 酶處理淀粉 三 食品增稠劑在食品加工中的作用 增稠 分散和穩(wěn)定作用膠凝作用澄清作用保水作用成膜保鮮作用 四 凝膠過程 瓊脂的凝膠形成模式 第二節(jié)常用的天然食用膠 一 明膠 gelatin 明膠 性能 明膠為半透明淡黃色帶光澤的細(xì)粒 有特殊的臭味 不溶于冷水 但加水后會緩緩地吸水膨脹軟化 可吸收本身質(zhì)量5 10倍的水 明膠溶液的黏度 依據(jù)相對分子質(zhì)量分布不同而異 黏度與凝膠強(qiáng)度還受pH 溫度 電解質(zhì)等的影響 明膠 安全性 3 純凈的食用級明膠 本身是無毒的 應(yīng)用注意生產(chǎn)及貯存過程的衛(wèi)生 防止受污染 ADI 不需要特殊規(guī)定 明膠的生產(chǎn) 1 堿法提取明膠 2 酶法提取明膠 明膠的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 明膠 應(yīng)用 啤酒 果酒 露酒 果汁 黃酒澄清各種乳制品如酸奶 干酪 低脂奶油抗乳清析出 乳化穩(wěn)定 乳泡沫的穩(wěn)定軟糖如奶糖 蛋白糖 棉花糖 果汁軟糖吸水和支撐 糖果保持穩(wěn)定形態(tài)冰淇淋 雪糕防止形成粗粒冰晶 保持組織細(xì)膩和降低溶化速度 注意事項 溶解明膠 第一步是將明膠浸在冷水中吸水膨脹第二步是向膨脹好的明膠加熱水煮沸后又冷卻至60 70 的熱水其它注意事項 要防止因酸 堿 細(xì)菌引起的食用明膠的降解 當(dāng)使用明膠時 如果溶液pH接近明膠等電點(diǎn) 會發(fā)生混濁 改變pH能使溶液恢復(fù)澄清透明 在熔化明膠時 堅持 使用多少 浸泡多少 熔化多少 的原則 明膠溶液放置的時間不可以超過半天以上 以免影響?zhàn)ば?乳化 穩(wěn)定等質(zhì)量特性 熔化明膠時 時間不宜過長 否則 也會降低明膠的質(zhì)量 附 果凍的制作配方 白砂糖8 檸檬酸0 1 明膠6 10 蘋果15 步驟 1 明膠6克于200mL燒杯中 加50mL冷開水浸泡半小時 在沸水浴中加熱至溶化 2 稱白砂糖 檸檬酸8克于200mL燒杯中 加50mL水加熱到溶解 加入適量蘋果丁 3 將全部原料混合 攪拌后冷卻 二 酪蛋白酸鈉 酪朊酸鈉 干酪素鈉 是牛乳中主要蛋白質(zhì)酪蛋白的鈉鹽 酪蛋白酸鈉 白色至淡黃色粉末或片狀固體 有特異香氣 水溶液加酸產(chǎn)生酪蛋白沉淀 結(jié)構(gòu)中有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán) 有一定的乳化性 其穩(wěn)定性要比乳清蛋白 大豆蛋白等更好 但易受pH值的影響 酪蛋白酸鈉具有很好的起泡性 酪蛋白酸鈉 肉糜類制品增加肉的彈性和持水性 提高肉的利用率 焙烤食品提高產(chǎn)品質(zhì)量 延長貨架期外 強(qiáng)化營養(yǎng)功能蛋白飲品口感更佳 提高產(chǎn)品質(zhì)量 三 瓜爾豆膠 瓜爾豆膠 瓜爾豆膠一般為白色至淺黃褐色粉末 無臭無味 一般含75 85 的多糖 5 的蛋白質(zhì) 2 的纖維及1 的灰分 瓜爾豆膠 瓜爾豆膠是中性多糖 在冷水中能充分水化 PH大于10或小于4則水化速率很慢 瓜爾豆膠充分水化后再調(diào)節(jié)溶液pH 溶液中有蔗糖等其他強(qiáng)親水劑存在時 也會導(dǎo)致瓜爾豆膠的水化速率下降 瓜爾豆膠及其衍生物在pH3或以下的酸性溶液中會降解 黏度急速喪失 瓜爾豆膠 應(yīng)用 瓜爾豆膠主要用作增稠劑 持水劑用于色拉醬 肉汁中起增稠作用 用于冰淇淋中使產(chǎn)品融化緩慢面制品中增進(jìn)口感方便面里防止吸油過多烘焙制品中延長老化時間肉制品內(nèi)作粘合劑奶酪中增加涂布性 阿拉伯膠 來源于豆科的金合歡樹屬的樹干滲出物 也稱金合歡膠 其主要成分為高分子多糖類及其鈣 鎂和鉀鹽 一般由D 半乳糖 36 8 L 阿拉伯糖 30 3 L 鼠李糖 11 4 D 葡萄糖醛酸 13 8 組成 相對分子量為約25 100萬 阿拉伯膠 GALP D 半乳糖吡喃GA 葡萄糖醛酸X 鼠李糖或阿拉伯糖 阿拉伯膠 性能 阿拉伯膠為極易溶于水 形成清晰的黏稠液體 其溶液呈酸性 不溶于乙醇及大多數(shù)有機(jī)溶劑 阿拉伯膠具有高度的水中溶解性 能很容易地溶于冷 熱水中 可配制成50 濃度的水溶液而仍具有流動性 這是阿拉伯膠獨(dú)一無二的特點(diǎn) 阿拉伯膠是典型的 高濃低黏 型膠體 阿拉伯膠 阿拉伯膠曾經(jīng)是食品工業(yè)中用途最廣及用量最大的水溶膠 目前全世界年需要量仍保持在4 5萬噸 市場價格為4 7美元 阿拉伯膠在食品中作用 穩(wěn)定劑的作用 在溶液中的膠黏性 熱食品的配方中 阿拉伯膠的低消化性 阿拉伯膠 糖果制品防止糖分結(jié)晶 使脂肪均勻地分布 冷凍食品面包制品飲料駐香劑 果膠 果膠是陸生植物某些組織的細(xì)胞間和細(xì)胞膜中存在的一類物質(zhì)的總稱 果膠實(shí)質(zhì)上是一種每個分子含有幾百到成千個結(jié)構(gòu)單元的線性多糖 其平均分子量質(zhì)量大約在50000 l80000之間 D 半乳糖醛酸殘基是果膠分子鏈的結(jié)構(gòu)單元 果膠 果膠為白色至淡黃褐色的粉末微有異臭味微甜帶酸溶于20倍的水中成粘稠狀液體 不溶于乙醇及其他有機(jī)溶劑呈弱酸性果膠溶膠的等電點(diǎn)為3 5 果膠 果膠液的黏度比其他水溶膠低 高酯果膠需有共聚物并在pH3 5以下時才能凝膠 為可逆性凝膠 DE越高凝膠能力越強(qiáng) 凝膠速度也越快 低酯果膠與高酯果膠不同 糖度和酸度對其凝膠能力影響不明顯 而鈣離子成為其凝膠作用的制約因素 1g低酯果膠約需15mg的鈣離子 如鈣離子濃度不足 則凝膠強(qiáng)度不高 如鈣離子濃度偏高 則凝膠體不光滑細(xì)膩 低酯果膠的凝膠速度與高酯果膠相反 酯化度越低 凝膠速度越快 果膠 提取 果膠 果膠 應(yīng)用 瓊脂 瓊脂又稱瓊膠 凍粉和洋菜 為一種復(fù)雜的水溶性多糖類物質(zhì) 是從紅藻類植物 石花菜及其他數(shù)種紅藻類植物中浸出 干燥得到 瓊脂 瓊脂為淡黃色半透明細(xì)長薄片或為淡黃色粉末 無臭 不溶冷水 可分散于沸水吸水膨脹 在凝膠狀態(tài)下不降解 不水解耐高溫 瓊脂的耐酸性高于明膠和淀粉 低于果膠和海藻酸丙二醇酯 優(yōu)質(zhì)瓊脂0 1 的溶液即可膠凝 一般品質(zhì)的膠凝濃度不應(yīng)低于0 4 較差的 濃度應(yīng)在0 6 以上方能膠凝 瓊脂 瓊脂凝膠質(zhì)硬 用于食品加工可使制品具有明確形狀 但組織粗糙 表皮易收縮起皺 質(zhì)地發(fā)脆 當(dāng)與卡拉膠復(fù)配使用時 可得到柔軟 有彈性的制品 瓊脂與糊精 蔗糖復(fù)配時 凝膠的強(qiáng)度升高 而與海藻酸鈉 淀粉復(fù)配使用 凝膠強(qiáng)度則下降 瓊脂耐熱 但長時間在酸性條件下長時間加熱 可失去膠凝能力 瓊脂其凝膠化溫度遠(yuǎn)低于凝膠熔化溫度 瓊脂的許多用途就是利用了它的這種高滯后性 海藻酸鈉 海藻酸鈉又稱藻朊酸鈉 褐藻酸鈉 海藻膠 主要是從褐藻中提取的多糖類 海藻酸鈉 海藻酸鈉為水合力非常強(qiáng)的親水性高分子 水溶液的黏度隨聚合度 濃度而異 海藻酸鈉與兩價陽離子能在室溫下形成凝膠 凝膠的強(qiáng)度與兩價陽離子的性質(zhì)有關(guān) 其由強(qiáng)到弱的順序為Ba2 Sr2 Ca2 Mg2 具有實(shí)用價值的是Ca2 此外 其凝膠強(qiáng)度尚取決于溶液的濃度 Ca2 含量 PH和溫度 可獲得從柔性到剛性的各種凝膠體 海藻酸鈉可形成纖維和薄膜 且易與蛋白質(zhì) 淀粉 果膠 阿拉伯膠 CMC 甘油 山梨醇等共溶 卡拉膠 卡拉膠主要是由D 吡喃半乳糖及3 6 脫水半乳糖組成的大分子量多糖類硫酸酯的鈣 鎂 鉀 鈉 銨鹽所組成的 根據(jù)卡拉膠分子中硫酸酯結(jié)合的形狀不同 可分為 型7種 黃原膠 黃原膠是一種生物合成膠 呈類白或淡黃色粉末狀 是以淀粉為主要原料 由微生物黃單孢桿菌在特定的培養(yǎng)基 PH值 通氧量及溫度條件下經(jīng)純種發(fā)酵 再經(jīng)提煉 干燥 研磨而制成的高分子多糖聚合物 黃原膠的主要成分為D 甘露糖 D 葡萄糖醛酸 1 突出的高粘性和水溶性1 的黃原膠水溶液粘度相當(dāng)于相同濃度明膠溶液粘度的100倍 增稠 增粘效果顯著 2 獨(dú)特的假塑性流變學(xué)特征在溫度不變的情況下 黃原膠溶液可隨機(jī)械外力的改變而出現(xiàn)溶膠和凝膠的可逆變化 3 優(yōu)良的溫度 PH值穩(wěn)定性黃原膠可以在 18 120 及pH 2 12 范圍內(nèi) 基本保持原有的粘度和性能 具有可靠的增稠效果和凍融穩(wěn)定性 4 令人滿意的兼容性與酸 堿 鹽 酶 表面活性劑 防腐劑 氧化劑及其他增稠劑等化學(xué)物質(zhì)共存時能形成穩(wěn)定的增稠系統(tǒng) 并保持原有的流變性 5 在適當(dāng)?shù)谋壤?與瓜而豆膠 刺槐豆膠等其他膠類復(fù)配 具有明顯的協(xié)效性6 安全性及環(huán)保性1983年聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織 FAO WHO 正式批準(zhǔn)黃原膠為安全食品添加劑 而且對其添加量不作任何限制 同時 由于黃原膠是一種純天然的生物合成膠 與其他化學(xué)合成膠相比更具有環(huán)保性 結(jié)冷膠 結(jié)冷膠繼黃原膠之后開發(fā)成功的又一種微生物多糖 又稱凱可膠 主要成分由葡萄糖 葡萄糖醛酸和鼠李糖按2 1 1的比例 三種單糖為重復(fù)結(jié)構(gòu)單元所組成的線形多聚糖 結(jié)冷膠多糖的水溶液具有高的粘性和熱穩(wěn)定性 在低濃度0 05 0 25 下就可形成熱可逆凝膠 在水溶液中形成凝膠的效率 強(qiáng)度 穩(wěn)定性與聚合物的乙?；潭燃叭芤褐嘘栯x子類型和濃度有關(guān) 結(jié)冷膠對Ca2 Mg2 特別敏感形成的凝膠要比 Na 等一價離子有效 Na 也能促使結(jié)冷膠形成凝膠 但它們所需的濃度比Ca2 Mg2 等二價離子大25倍 結(jié)冷膠還具有顯著的溫度滯后性 膠凝溫度在20 50 之間 而膠熔溫度介于65 120 之間 結(jié)冷膠一般在pH4 10之間較穩(wěn)定 但以pH在4 0 7 5條件下性能最好 結(jié)冷膠不易酶解 酶對結(jié)冷膠溶液的黏度及凝膠強(qiáng)度無影響結(jié)冷膠的膠體具有良好的透明性及結(jié)實(shí)性 所以結(jié)冷膠可代替瓊脂作為微生物培養(yǎng)基的膠凝劑 結(jié)冷膠也適合與其它膠體一起使用 如明膠 明膠使用范圍廣 但其熔點(diǎn)很低 加入結(jié)冷膠提高了明膠的熔點(diǎn) 且產(chǎn)品有獨(dú)特的口感和風(fēng)味 又如與黃原膠 刺槐豆膠混合物 淀粉等復(fù)配使用可實(shí)現(xiàn)從彈性到脆性的自由轉(zhuǎn)變 肉制品粘合劑 可用來黏合鮮肉 包括瘦肉與瘦肉 瘦肉與肥肉 瘦肉與骨頭 皮與肉等之間的黏合 幫助企業(yè)開發(fā)更多的新品及新的生產(chǎn)工藝 大幅增加企業(yè)的利潤空間 環(huán)狀糊精 環(huán)狀糊精又稱麥芽七糖 環(huán)七糊精等 簡寫為 CD 環(huán)狀糊精 CD為白色結(jié)晶或晶體粉末 無臭味甜 可溶于水 難溶于甲醇 乙醇和丙酮 CD溶解度較大 持水性較高 環(huán)狀糊精不易吸潮 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 能改變物料的物理化學(xué)性質(zhì) 掩蓋物料中的苦澀味和異味 不易受酶 酸 堿及熱等環(huán)境因素的作用而分解 環(huán)狀糊精在環(huán)狀結(jié)構(gòu)的中心具有疏水性空穴 故而它能與很多種有機(jī)化合物形成包合物 使其對氧 光 熱 酸 堿的抵抗能力大大增強(qiáng) 同時由于 CD還具有緩釋和增溶的作用 在眾多的工業(yè)領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用 環(huán)狀糊精 應(yīng)用 CD的特殊的分子結(jié)構(gòu)和性狀 使其成為微膠囊技術(shù)中廣泛應(yīng)用的壁材 在食品工業(yè)中 環(huán)狀糊精用于包接芳香料 辛辣料 色素等物質(zhì) 改善食品的風(fēng)味 脫除不良?xì)馕逗推渌鼘θ梭w有毒的物質(zhì) 增加難溶或不溶物的溶解度以及使易潮解和粘性物質(zhì)粉劑化 環(huán)狀糊精 CD在消除以柑橘類水果制得的飲料出現(xiàn)白色沉淀及苦味方面有良好的功效 配方 橙汁100克 蔗糖100克 檸檬酸1 5克 CD0 5克 將上述配方的混合物 加水至1000亳升并加溫至95 下進(jìn)行巴氏消毒 再將此混合液注入200毫升的瓶中 放在室溫下貯存3個月 然后 檢查內(nèi)容物是否有沉淀 結(jié)果表明 沒有添加 環(huán)狀糊精的對照產(chǎn)品有一種白色沉淀 而加有 環(huán)狀糊精的產(chǎn)品沒有任何白色沉淀和苦味 第三節(jié)增稠劑的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 一 增稠劑在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀1 果膠果膠生產(chǎn)國主要是丹麥 英國 法國和德國 當(dāng)今果膠的總產(chǎn)量仍以高酯果膠為主 大約占總量的75 但因為低含糖果醬越來越受消費(fèi)者歡迎 低酯果膠的產(chǎn)量將會有很大的增加 目前 果膠在國內(nèi)外市場上銷路很好 國內(nèi)每年所生產(chǎn)的果膠約2000 3000t 質(zhì)量和數(shù)量都無法與國外相比 因此 我國每年需從丹麥等國進(jìn)口約30t果膠 山東省益都縣蠶桑生化研究所試驗成功蠶沙提取果膠 并已形成處理蠶沙60噸 年生產(chǎn)果膠6噸生產(chǎn)能力的裝置 遼寧省商業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所研制成功從山楂制酒及提取香精的下腳料中提取果膠 提取的液體果膠含量為1 5 具有山楂的色 香 味 可直接用于制作果凍 糖果和飲料等 上海食品工業(yè)研究所研制的從向日葵盤和稈中提取果膠 產(chǎn)品符合美國食品與藥物管理局標(biāo)準(zhǔn) 在熱能消耗 脫色效果 成品色澤與灰分含量等方面均優(yōu)于國外水平 2 黃原膠黃原膠是所有用于食品增稠作用的多糖膠質(zhì)中的佼佼者 美國Kelco公司在國際黃原膠市場上占有率則始終處于遙遙領(lǐng)先的地位 據(jù)資料報道 目前黃原膠國際市場年需求量很大 并呈逐年上升的趨勢 全世界總產(chǎn)量約為10萬噸 主要由美國 法國 奧地利 日本等幾家大公司壟斷生產(chǎn)國內(nèi)黃原膠年總生產(chǎn)能力估計在萬噸以上 但實(shí)際產(chǎn)量估計在5000 7000噸 并且規(guī)模在逐年擴(kuò)大 年增幅在20 左右 3 復(fù)配膠盡管在西方的食品產(chǎn)品中幾乎找不到一種食品不含有親水膠體充當(dāng)體系穩(wěn)定劑 但是親水膠體的商業(yè)研究及發(fā)展趨勢仍然是 復(fù)合配制型 即以現(xiàn)有的允許用作食品添加劑的食用膠為基礎(chǔ)原料 通過研究各種單體膠的性質(zhì)特性 膠與膠之間及膠與電介質(zhì)之間的反應(yīng)行為 確定單體膠種類及各自比例 采用復(fù)合配制的方法從而產(chǎn)生無數(shù)種復(fù)合膠 一般來說 總有一種或數(shù)種復(fù)合膠可以滿足某一體系條件下的穩(wěn)定要求 并且可達(dá)到最低用量水平 例如一定比例的黃原膠和魔芋膠復(fù)合膠可在水中濃度低到萬分之二時仍能形成凝膠 4 變性淀粉 變性淀粉的研究已有近100年歷史 美國工業(yè)化以后 20世紀(jì)50年研制出羥乙基淀粉 陽離子淀粉 直鏈淀粉等多種變性淀粉 現(xiàn)在發(fā)展到合成高分子接枝聚合物 目前歐美國家能生產(chǎn)上千種淀粉衍生物 年產(chǎn)量400多萬噸 美國每年用于食品 紡織 造紙 化工等行業(yè)變性淀粉200萬噸 我國從20世紀(jì)80年代開始 許多科研單位和大專院校開展變性淀粉的研制和開發(fā)應(yīng)用工作 1987年以后江蘇 湖北從國外引進(jìn)了變性淀粉生產(chǎn)線 現(xiàn)在 國內(nèi)變性淀粉品種已有磷酸酯淀粉 氧化淀粉 羥甲基淀粉 羥乙基淀粉 預(yù)糊化淀粉 環(huán)糊精等品種 可用于方便食品 飲料 肉制品等 二 增稠劑的發(fā)展趨勢和前景 增稠劑在食品添加劑工業(yè)和食品工業(yè)中的地位已經(jīng)越來越重要 其原因除了食品膠的功能性外 另外一個重要的原因是迎合市場需要的眾多低脂 無脂及低熱值產(chǎn)品的問世 采用人體無法消化吸的類脂物質(zhì)取代配方中油脂 以水替代配方中的油 然后以多糖膠質(zhì)控制水的流變性質(zhì)來賦予食品類似脂肪的口感 這常與使用食品膠有關(guān) 第四節(jié)增稠劑的結(jié)構(gòu)和流變性 增稠劑對保持食品的色 香 味 結(jié)