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第 3 3 卷 第 3 期 2 0 0 1 年 5月 四 川 大 学 学 报 (工 程 科 学 版 ) J OU I O F s I C l 丁 U A H U N I V E R S I T Y ( E N G I N E E RI N G S C I E NC E ED I q I O N 1 V o l 3 3 3 b l a y 2O O1 文章编 号: 1 12 0 9 - 3 0 8 7 ( 2 0 0 1 ) 0 3 4 0 7 9 -0 3 常用低浓度食品胶溶液粘度的影响因素研究( 4 ) 卢晓黎,雷 鸣 ,陈正纲 ,肖 凯 ( INJ q大学 轻工 与食 品工 程学 皖 四川 成都 6 1 0 1 Y o 5 ) 摘要 :以食 品工业 中常用的 4 种食 品胶 黄原胶 、 海 藻酸钠、 瓜尔胶 和琼 脂为研究 对象, 考察 了在低浓度 水相 体系 中搅拌作用对这 4 种胶体溶液 粘度 的影 响。研究 结果表明 0 3 0 、 0 6 0 的海藻酸钠 和 0 2 5 的瓜尔胶 溶液 粘度不受搅拌作用 的影响 ;0 1 0 、 0 3 0 黄原胶溶液的牯度受搅拌 作用而增 高; 低 浓度琼脂 溶液的 粘度受搅 拌作 用而降低 。 关键词 : 食品胶 ; 粘度 ; 搅 拌 中图分类 号: I 0 1 1 文献标识码 : A S t u d y o n I n flu e n c i n g F a c t o r s o f Vi s c o s i t y o f L o w C o n c e n t r a ti o n F o o d Gu m S o l u t i o n s( 4 ) LU Xi o l i , L EI , C HENG Z he n g- ga n g , X1 A O Kai ( C o l le g e of L i a t In d u s tr y, a n d F o o d S ic h u U n J v, c le 【I 6 1 0 6 6 5 C h i n a ) Ab s t r a c t : F o o d l ms a r e u s u a l b , u s e d i n s o f t d r i n k in d u s tr yi n v e r y lo w c o n c e n tr a t i o n T h e in fl u e n c e o f a g i t a t i o n O F t t h e v i s c o s i t y o f f o ur c o i i l mo n f o o d g u m sol ut i o n s wa s i n v e s t i g a t e d T ne v i s o s i t y o f t he so l uti o n s o f 0 1 0 0 3 0x a nt ha n g lma ,o r 0 5 0 g u m “ g u m i n v r e a s e s , b u t the v i s c o s i t y o f the l o w c o n c e n t r a t io n s o l u t i o n o f a g a r g U lR 1 d e c r e a s e s , a s t h e s t i r n n g ti me i n c r e a s e s H o w e v e r, l i t tl e c h a n g e o f the v isonsit 、 T o f 0 3 0 , 0 印 sod l tll a l g i n a t e sol u t i o n s a n d 0 2 5 gua r g l l lR 1 s o lu ti o n w a s o b s e r v e d d u r i n g a g ta t i o n Ke y wo r d s: f o o d g u m ;vi s c os i t y; s t i r r i n g 食 品胶即增稠 剂 ( T h i c k e n e r s ) , 是一种 能改善食 品 的物理性质 、 增加食品的粘稠性 、 赋予食 品以柔滑 适 口感 、 且 具有稳定乳 化状态和悬 浊状态 作用 的亲 水性高分子化台物。食品胶在食品工业中的应用 主要取决于其粘度 , 而 影响其水溶 液粘度 的因素很 多。对单一食品胶来说, 除了胶的种类、 来源、 聚台 度 、 分子量及胶溶液的浓度、 温度、 口 H值、 盐及非盐 物质等 的影 响外_ 2 , 还要受到食 品加工 过程 中诸 如搅拌、 均质、 管路输送等存在剪切工序的影响, 其 中搅拌是最常见的机械作用形式。为此主要从饮料 收稿 日期 : 2 0 0 0 4 - 0 4 作者 简介 : 卢 晓黎 ( 】 9 s 男 , 副教授 研究方 向 : 食品工 程 生产 的特点 出发 , 对低 浓度 的黄原胶 、 海 藻酸钠 、 瓜 尔胶 和琼脂溶液受搅拌作用影 响时的表观粘度作了 较深入 的研究 。 l 实验 部分 1 1 材料 黄 原胶 ( 山东淄博 中轩生物制 品公 司) 、 琼脂 ( 福 建石狮 ) 、 海藻酸钠 ( 山东 青岛 ) 、 瓜 尔胶 ( 印度) 等原 料均为食品级。实验用水为高纯水。 1 2 主要仪器 N D J l 型旋转粘度计( 上海 天平仪器厂 ) 、 c s - 一 5 0 1 型超级恒温器 ( 重庆实验设 备厂 ) 、 J J 一 1 型无级 变速搅拌器( 深圳天南海北公司) 、 6 l 4 c 3 型电子 8 0 四川大学学报( 工程科学版 ) 第 3 3卷 交流稳压器( 湖北宜昌电工仪器厂) 、 H l 4 4 l 型数 字式手持转速计( 上海转速表厂) 。 1 3 实验方法 将配制好的一定浓度的食品胶溶液分别移取 4 0 0 n d 置于若干内径 8 0m m的烧杯中, 用 I 卜 一1 型无 级变速搅拌器搅拌。搅拌器页片宽 1 3玎 u n , 长 6 o r m , 曲度 9 o 。 。用数字式手持转速计调节搅拌器转 速 转速分别 为 2 0 0 5 r m i n 、 8 (3 01 0 r re _i n 、 1 6 0 0 3 0 r ra i n 。用 N D J l 型旋转粘度计的零号转子测 量 、 转 子转速 1 2 r m i n 或用 1 号转子测量 、 转子转速 6 r ra i n , 视溶 液粘度 而定 。用 c s 一5 0 l 型超级 恒温 器, 控制溶液温度为 1 5 , 并在此温度下进行搅拌 和测量 。 此外 , 为 了观察搅拌作 用给胶体溶 液带来 的永 久性影响 , 将 长时间搅拌 处理后 的胶体溶 液在室 温 下静置 2 4 h 后 , 再次测定其粘度 。 2 结果与讨论 2 1 搅拌对低浓度 黄原胶 溶液 粘度的 影响 搅拌作用对 0 1 0 和 0 3 0 的黄原胶溶液表 观粘度 的影 响见 图 1 。 ( a 1 0 3 0 黄碌赃 溶液 ( b )o 1 0 黄原胶 溶液 图 1 搅拌对黄原腕溶液表现粘度的影响 1 瑚 缸 翊咖 a e a y g u m- 由 I 从图中可以看出, 搅拌作用对不同低浓度黄原 胶溶液粘度的影响是类似的 : 当以 2 0 0 r m in的转速 搅拌时 , 溶液 表观粘度几 乎不会 随搅拌 时间 的长 短 而变化; 当以 8 (3 0 r m l n的转速搅拌时, 随着搅拌时 间的增加溶液表观粘度略有上升, 在 1 8 0 m i n 搅拌时 间内增幅在 t 2 以内; 当搅拌转速达 t 6 0 0 r ra i n 时, 溶液表观粘度随搅拌时问的增长而迅速增加, 在 1 8 0ra i n 搅拌时间 内, 增幅达 2 0 以上 。 实验 中发现 , 各种浓度 下的黄原 胶在实验 配胶 条件下均可见未溶固体胶粒存在, 附着于烧杯壁上, 当浓度0 1 0 时, 即使存放 1 周亦如此。这说明 在实验配胶条件下黄原胶并未充分溶解, 搅拌作用 可能会破碎末溶之胶 粒而加 速溶解 , 使 溶液表 观粘 度上升 。以8 0 o r m A n的转速搅 拌 3 h后 , 再在 室 温下静置 2 4 h以 上 , 溶 液表 观粘 度 略有 上 升 ; 但以 1 6 0 0 r m i n 转速搅拌 3 h 、 再 以同样条件 静置后 溶液 表 观粘 度却 略有下 降。 黄原胶 是一种典 型的假 塑性流体 , 随着 溶液浓 度的增加, 其假塑性亦增加。搅拌作用未使溶液表 观粘度下降 说明该胶溶液的剪切稀化具有瞬时恢 复性。但剧烈而长时间的搅拌, 会破坏其卷曲缠结 的分子结构 使缠结点解开, 从而减少分子或质点层 问的相互作用, 使溶液表观粘度减小l 5 J 。 2 2 搅拌对低浓 度海藻 酸钠溶液粘度的影晌 搅拌对 0 3 0 、 0 6 0 的海藻 酸钠溶液表 观粘 度 的影 响见 图 2 。 搅拌 问 瑚l ( b ) O 3 0 海藻酸钠溶液 图 2 搅拌 对海 藻酸钠溶液表观粘度的 影响 2 l e c t 0 f m曜 咄 姆 o f 血吼 a lg n a te s o lu li o n 第3期 卢晓黎, 等: 常用低浓度食品胶溶液粘度的影响因素研究( 4 ) 8 1 从图中可以看出, 搅拌作用对实验中的两种低 浓度海藻酸钠溶液的表观粘度并未产生明显影响, 且实验中发现 , 海藻酸钠溶 液 即使 被剧烈 而长时 间 的搅拌后( 1 6 0 0 r m in , 3 h ) , 再静置2 4 h以上, 其粘 度亦无变化。由此可 见 , 海 藻酸钠 溶液对搅 拌作用 能保持 良好的稳定性 。 2 3 搅拌对低浓度瓜尔胶溶液粘度的影响 0 2 5 、 0 5 0 的瓜尔胶溶液表观粘度随搅拌 作用的变化见图 3 。从图中可以看出, 浓度 0 2 5 的瓜尔胶溶液粘度不受搅拌作用的影响。浓度 0 5 0 的溶液粘度在低转速( 2 O 0 r r a n ) 搅拌作用下无 变化, 当搅拌转速8 0 0 r ra i n时, 溶液粘度随着搅 拌时间的增长 而增加 。 0 20 4 0 6 0 8 0 1 0 01 2 01 40】 60】 X 0 2 0t 搅拌时问 m i n ( j O , 2 5 瓜尔 腔溶 液 | 觉 f 日一 ( b ) 0 5 0 瓜尔胶溶被 图 3 搅 拌对瓜尔胶溶液表观轱度的影响 Fi g 3 E ffe c t o f s e r al l g O n v l s e t ?o f g u mr s o l u t i mi 实验中还发现, 0 2 5 的瓜尔胶溶液经剧烈而 长时间( 1 6 0 0 r m i n , 3 h ) 的搅拌作用后再静置 2 4 h 以 上 。 其粘度亦无变化 ; O 5 0 的瓜尔胶溶液在 同样条 件下 粘度较未搅拌前略有上升, 但比高速长时间搅 拌时的瞬时粘度口 低。这说明较高浓度的瓜尔胶溶 液, 搅拌作用能加; 胶多糖分子的溶解而使溶液粘 度增加。但这种胜溶液受到剪切效应后具有有限恢 复性 。 2 4 搅 拌对低浓度琼脂溶液粘度的影响 0 1 0 、 0 1 6 浓 度 的琼 脂溶 液 的表 观粘 度随 搅拌作用的变化见 图 4 。从图中可 以看 出 , 这两种 浓度的溶液粘度均受搅拌作用的影响而下降, 且搅 拌转速越高、 搅拌时间越长, 粘度下降越厉害。实验 中还发现, 长时间搅拌后 即使经 2 4 h静置, 溶液表 观粘度虽略有升高但远未恢复到初始水平。说明搅 拌产生 的剪切 力对琼脂 溶液造 成了不可逆性破坏 。 0 三 # 蔫 靛 0 20 4 n 6 0 R O 1 0 0 1 2 0 1 4 01 6 O1 8 O 2 00 搅拌时间, , r n i a ( a )0 】 0 琼脂 溶液 目 ( b ) 0 16 璩脂溶液 囤 4 搅拌对琼脂 溶液表观轱度的影响 ra g 4 E ffe c t o r“ s n i x 4 n g 0 1 1 s c 咖o r“ a g a r s o r eo n 3结论 1 ) 低浓 度( O 1 0 、 0 3 0 ) 黄原 胶溶液 的粘度 会受搅拌作用的影响 搅拌越剧烈、 搅拌时间越长, 溶液粘度越高。但当搅拌转速 1 6 0 0 r m i n 、 搅拌 3 h 以后再静置 2 4 h以上 , 溶液 因剪 切稀化 的影响而使 粘度略有下降。针对黄原胶溶液的上述特点, 在生 产过程中 应适度运用搅拌 、 均质等加工手段 以提高 溶液的均匀性和稳定性 达到物尽其用的目的; 2 ) 低 浓度( 0 , 3 0 、 0 6 0 ) 海 藻酸钠溶 液的粘 度几乎不受搅拌作用产生的剪切力影响, 在剪切作 用下能保持良好的稳定性; 3 )低浓度( 0 2 5 ) 的瓜尔胶溶液粘度不受搅 拌作用的影响; 但对较高浓度( O 5 0 ) 的溶液, 在搅 拌转速8 0 0 r ra i n 时, 其粘度随搅拌时间的延长而 增大 ; 4 )低浓度琼脂溶液的粘度受搅拌作用影响而 下降。 搅拌转速越高、 时间越长, 下降越厉害。搅拌 作用对琼脂溶液粘度的影响是不可逆变化, 生产过 程中应尽可能避免高速 、 长时间搅拌操作 。 f 转第 8 4页) 玎 n 一 l I ) , 罂匿峭 鲢 四川大学学报( 3 2 程科学版 ) 第 3 3 卷 2 4 样 品测定结果及问题 按前述 色谱条 件和 操作步骤 , 分别 测定 了 4 种 不 同品牌 的酱油样 品, 根据其各 自的谷氨酸峰高 , 与 工作 曲线 比较 , 算出各 自的谷氨酸含量 , 并与其 品牌 包装示值 ( 氨基酸氮值 ) 比较 , 可见 结果基本 是相符 的 , 数据见表 2 。 表 2 样品分析结果 f =3 ) T a b 2 R e s u l ts o f mp Ie d e t e r min a fi a n s( n=3 ) 其中前3 个样品为3 家不同酱油厂的袋装酱油, 样4 为省内某名牌瓶装酱油, 为大豆经发酵制得, 其谷氨 酸含量大大高于前 4 个样 品。 由于酱 油 中 N a C 1 、 色 素质 等杂成份较多 , 对分 析干扰较 大。特别是交 换 ( 上接第 8 1页) 参考文献 : 峰和 N a 峰 的影 响 , 如何 有效 消除还有 待进一 步研 究 。一般对样 品进行大倍数稀 释后 , 可减小该影响 , 但 引人 的稀 释误差又不可避免 。 3 结论 用低压离子色谱法测定酱油中的谷氨酸及盐, 方法简单, 方便, 灵敏度高, 仪器成本低便于推广应 用, 特别适合于大批量试样的快速分析。 参考 文献 : 1 G B T 1 4 9 6 51 9 9 5 , D e t e r m i n a ti o n 0 f A ln m o A c i d s in F c o 01 s a r 口 s : 2 D in g N a l k e C h e m is t r y 0 f F b 0 d S p e c ia l F l a v o r M , 北京 : 中国 轻工出版社 , 1 9 9 6 3 张新申 离子色谱 分析及 应用 M成都 : 四川科 技出 版 社 , 1 9 8 6 1 中国食 品添 加 荆生 产应 用 工业 协会 食 品添 加剂 手 册 M北京 : 中国轻工业 出版 社, 1 9 9 9 2 雷鸣 , 卢晓黎 , 陈正 纲 , 等 常用低 浓度食品胶溶 液牯 度的影响 因素研究 ( 1 ) J 四川 I 大学学报 ( 工程科学版 ) , 2 0 0 0, 3 2( 6) : 3 03 3 : 3 卢 晓黎 , 雷鸣 , 陈 正纲 , 等 常用低浓 度食品胶溶液 粘 度 的影 响因素研究 ( 2 ) J 四川 大学学报 ( 工程科学 版) , 2 0 0 0 , 3 3 ( 1 ) : 7 8 8 1

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