食品增稠剂.ppt

食品增稠剂,第七章,熟悉食品增稠剂概念及影响其作用效果的因素，掌握食品增稠剂的分类特性、应用及注意事项。,第一节 食品增稠剂的概念、作用及分类,食品增稠剂通常是指能溶解于水中，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。,概念,功能,能增加流体或半流体食品的黏度，并能保持所在体系的相对稳定。,食品增稠剂作用原理,改善食品体系的稳定性,增稠剂分子结构中含有许多亲水基团，如羟基、羧基、氨基和羧酸根等，能与水分子发生水化作用，其分子质点水化后以分子状态高度分散于水中，形成高黏度的单相均匀分散体系大分子溶液。,食品增稠剂的作用,起泡作用和稳定泡沫作用,冰淇淋,蛋糕,啤酒,面包,粘合作用,成膜作用,香肠,片、粒状产品,粉末的颗粒化,香料的颗粒化,能在食品表面形成非常光润的薄膜，可以防止冰冻食品、固体粉末食品表面吸湿而导致的质量下降。,食用包装膜,果蔬保鲜,食品抛光,用于保健,保水作用,低热量食品的生产,肉制品,面粉制品,可以加速水分向蛋白质分子和淀粉颗粒渗透的速度。,吸收几十倍乃至上百倍于自身质量的水分，并有持水性，可改善制品的吸水量，使产品的质量增大。,矫为作用,对一些不良的气味有掩蔽作用。,环状糊精,结晶控制,澄清作用,混浊作用,乳化作用,凝胶作用,脱膜、润滑作用,冰制品,糖浆,啤酒,果酒,果汁,饮料,饮料,调味料,香精,布丁,甜点心,果冻,肉冻,橡皮糖,软糖,糖衣,保护性作用,乳,色素,稳定、悬浮作用,饮料,汽酒,啤酒,奶油,蛋黄酱,分类,食品增稠剂化学成分大多是天然多糖及其衍生物（除明胶是由氨基酸构成外），广泛分布于自然界。已有40余种，根据其来源，大致可分为四类。,由植物渗出液制取的增稠剂,由植物种子、海藻制取的增稠剂,由含蛋白质的动物原料制取的增稠剂,以天然物质为基础的半合成增稠剂,由植物渗出液制取的增稠剂,在含多羟基的分子链中，穿插一定数量氧化基团（羧基占很大比例）。这些羧基常以钙、镁或钾盐的形式存在，而不以自由羧基的形式存在。,植物表皮损伤的渗出液,葡萄糖和其他单糖缩合的多糖衍生物,来源,成分,结构,增稠剂,阿拉伯胶,黄蓍胶,由植物种子、海藻制取的增稠剂,来源,陆地、海洋植物及其种子,成分,水溶性多糖,种植布局,选种,种子收集,处理,多糖酸的盐,增稠剂,卡拉胶,瓜而胶,海藻酸,分子结构复杂,由含蛋白质的动物原料制取的增稠剂,来源,从动物的皮、骨、筋、乳等原料中提取的,成分,蛋白质,增稠剂,明胶,蛋白冻,皮冻,制作皮冻,原料,新鲜猪肉皮,去毛,洗净,旺火上煮,用手指能捏碎的程度,剁碎,调味料,小火慢慢熬煮,呈稠液状,盛入容器内,凝结成皮冻,原料,清水或骨头汤,以天然物质为基础的半合成增稠剂,按其加工工艺分类,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、缩合、提纯等工艺制得。,羧甲基纤维素钠,变性淀粉,海藻酸丙二醇酯,真菌或细菌（特别是由它们生产的酶）与淀粉类物质作用时制得,黄原胶,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。,第二节 食品增稠剂的特性比较,增稠剂,食品,口味,外观,形状,贮存,特性,目的,改善,赋予,胶凝,琼脂,阿拉伯胶,卡拉胶,产品体系,选用增稠剂所需考虑的因素,产品形态,产品加工,产品储存,经济性,凝胶、流动性、硬度透明、浑浊度,悬浮颗粒能力、稠度、风味、原料类型,焙烤、油煎、冷冻、再热,时间、风味稳定、水分和油分迁移,抗酸性,海藻酸丙二醇酯,食品增稠剂的特性,抗酸CMC,果胶,黄原胶,海藻酸盐,卡拉胶,琼脂,淀粉,增稠性,瓜尔胶,黄原胶,槐豆胶,魔芋胶,果胶,海藻酸盐,卡拉胶,CMC,琼脂,阿拉伯胶,溶液假塑性,黄原胶,卡拉胶,瓜尔胶,海藻酸盐,海藻酸丙二醇酯,吸水性,瓜尔胶,黄原胶,凝胶强度,琼脂,海藻酸盐,明胶,卡拉胶,果胶,凝胶透明度,卡拉胶,明胶,海藻酸盐,凝胶热可逆性,卡拉胶,琼脂,明胶,低酯果胶,冷水中溶解性,阿拉伯胶,瓜尔胶,海藻酸盐,快速凝胶性,琼脂,果胶,乳化托附性,阿拉伯胶,黄原胶,口味,果胶,明胶,卡拉胶,乳类稳定性,黄原胶,槐豆胶,阿拉伯胶,第三节 食品增稠剂的结构和流变性,作用大小,流变性,食品增稠剂,结构,食品增稠剂的黏度,增稠剂的协同效应,增稠剂的凝胶作用,浓度对食品增稠剂黏度的影响,较低浓度,牛顿液体的流变特性,较高浓度,假塑性,在浓度变化较小的范围内，随着食品增稠剂浓度的增加，含有食品增稠剂的溶液的黏度也增加。,Lg=a-bW,黏度,特性系数a、b,浓度 W,阿拉伯胶,阿拉伯胶水溶液的粘度最低,高度的分支结构,球状(不易伸展)形态,配制成50%浓度的水溶液而仍具有流动性,40%,牛顿流体,假塑性流体,pH值对黏度的影响,介质的pH值与增稠剂的黏度及其稳定性的关系极为密切,随pH值发生变化,海藻酸钠,pH值510时,黏度稳定,pH值小于4.5时,黏度增加,海藻酸丙二醇酯,pH值为23时,沉淀析出,黏度最大,黄原胶,影响最小,温度对黏度的影响,温度升高,分子运动速度加快,溶液的黏度降低,可逆的下降,不可逆的下降,温度升高,化学反应速度加快,在强酸条件下,高分子胶体解聚,黏度的下降,黄原胶,海藻酸丙二醇酯,切变力对增稠剂溶液黏度的影响,在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。,具有假塑性的液体饮料或食品调味料，在挤压、搅拌等切变力的作用下发生的切变稀化现象，有利于这些产品的管道运送和分散包装。,当在极性有机溶剂中或有机极性溶剂的水溶液中加入某些增稠剂时，由于体系中的氢键和分子间力的作用，可以形成一定的结构黏度，使体系的黏度高于体系中任何一组分的黏度。这种有机溶剂，可以选做增稠剂膜的增塑剂。例如，对CMC薄膜，甘油就是良好的增塑剂。,有机溶剂对增稠剂溶液黏度的影响,增稠剂的协同效应,相乘效应,两种增稠剂混合溶液经过一定的时间后，体系的黏度大于体系中各组分黏度的总和，或者在形成凝胶后为高强度的凝胶。,卡拉胶和槐豆胶,黄原胶和槐豆胶,黄蓍胶和海藻酸钠,黄原胶和黄蓍胶,卡拉胶和槐豆胶体系,卡拉胶,线性高分子多糖,槐豆胶,有一定的支链,在卡拉胶和槐豆胶形成的凝胶体系中，卡拉胶的双螺管结构与槐豆胶的无侧链区之间的强键合作用，使生产的凝胶具有更高的强度。,瓜尔胶,因为其侧链太密而不具有明显的增稠效应,叠加减的效应,两种增稠剂混合溶液经过一定的时间后，体系的黏度小于体系中各组分黏度的总和，或者在形成凝胶后为高强度的凝胶。,阿拉伯胶可降低黄蓍胶的黏度,阿拉伯胶可结合更多的水，制约了在水中可能溶胀的黄蓍胶糖的溶胀，降低了黄蓍胶溶液的黏度。,增稠剂的凝胶作用,凝胶是空间三维的网络结构,当体系中溶有特定分子结构的增稠剂，其浓度达到一定值，而体系的组成也达到一定的要求时，体系可形成凝胶。,大分子聚集,大分子链间的交联与螯合,大分子与溶剂的强亲合性,形成凝胶,随着阳离子浓度是升高，果胶做形成的凝胶的强度，以及凝胶的熔化温度都升高了。,明胶溶液,1%2%,30以下,琼脂溶液,1%,3338,卡拉胶溶液,1%,阳离子K+和Ca2+的浓度为0.1%0.9%,2070,果胶溶液,1%,pH3,可溶性固体55%,室温,K+或Ca2+存在,增稠剂凝胶的触变,凝胶形成的三维网络结构是松弛的,切变力可以破坏松弛的三维网络结构,在切变力的作用下，凝胶有切变稀化、摇溶或者触变的现象,外力一停止，经过一段时间，已经摇溶或变稀的凝胶又可以冻结成凝胶。,第四节 海藻胶,海藻胶是从天然海藻中提取的一类食品胶,海藻酸及海藻酸盐,琼脂,卡拉胶,增稠性,稳定性,保形性,胶凝性,薄膜成型性,保健,成为产销量最大的食品增稠剂之一,海藻酸和海藻酸盐,褐藻,来源,水溶性胶,水不溶性胶,分类,海藻酸的一价盐（海藻酸钠、海藻酸钾、铵等）,海藻酸衍生物,海藻酸,海藻酸的二价盐（镁、汞盐除外）,海藻酸的三价盐（海藻酸铝、铁、铬等）,海藻酸的化学结构,线性,直链型,糖苷键型,（14）,单糖单位,-L-古罗糖醛酸,-D-甘露糖醛酸,在一个分子中,一种糖醛酸构成的连续链段,两种糖醛酸链节构成嵌段共聚物,两种糖醛酸在分子中的比例变化，以及其所在的位置不同，都会直接导致海藻酸的性质差异。,海藻酸的化学结构对性质的影响,黏性,胶凝性,离子选择性,刚性,聚古罗糖醛酸链段,聚甘露糖醛酸链段,线团体积,两种糖醛酸单独构成的链段,不同种糖醛酸链节构成的链段,柔顺性,在其它条件相同的情况下，海藻酸分子链段的刚性越大，则配制成的溶液黏度越大，形成的凝胶的脆性也越大。,刚性,黏度,凝胶性,海藻酸盐溶液的性质,部分海藻酸盐可以溶于水中，制成具有高度流动性的均匀溶液。起到增稠、稳定、乳化、分散和成膜的能力 。,影响海藻酸盐溶液流体性质的因素,温度,溶剂,浓度,pH值,温度,将海藻酸盐水溶液冷冻后，再重新解冻，其表观黏度不会改变。,温度升高,黏度下降,5.6,12%,温度降低,黏度增大,不会生成凝胶,海藻酸盐溶液具有抗冷冻的功能，可以用于冷冻食品。,热降解,溶剂,添加少量能与水混溶的非水溶剂，如乙醇、乙二醇或丙酮，都会增大海藻酸盐溶液的黏度。若增大添加量，将导致海藻酸盐沉淀。,随着浓度的增加，黏度增大较快。,浓度,pH值,海藻酸钠,残留钙,最低限量钙,酸性,pH低于5.0时,黏度增加,pH3.04.0时,黏度稳定,碱性,pH在11.0左右,不稳定,黏度下降,降解,海藻酸盐的凝胶化,海藻酸盐可与大多数多价阳离子（镁和汞除外）产生交联反应。,随着多价阳离子浓度逐渐增加,海藻酸盐溶液,变稠,凝胶,沉淀,凝胶的形成,凝胶的性质,凝胶的制作,凝胶的形成,相邻的海藻酸盐链段间的两个羧基与多价阳离子间产生离子架桥交联，使海藻酸盐高分子链形成网状结构，限制了高分子链的自由运动。,所有海藻酸盐凝胶都是海藻酸盐分子间相互作用的结果,凝胶的性质,选择适当的胶凝剂，可以调节凝胶的结构和强度。钙是最常用于改变海藻酸盐溶液的流体性质和凝胶性质的多价阳离子，钙也可用于制备不溶性海藻酸盐纤维和薄膜。,热不可逆性,方法：把钙加到海藻酸盐体系中，能明显地改变其胶凝性质。但是必须注意，如果加钙速度过快，有可能导致局部反应过快，影响整个体系的均匀性，生成不连续的凝胶。因此，尽量采用能缓慢溶解的钙盐，或者添加如三聚磷酸钠或六偏磷酸钠这类螯合剂，以便控制加钙的速率。,凝胶的制作,用于控制凝胶强度或凝胶时间的几项基本原则： 添加螯合剂会减弱凝胶生成作用，但是螯合剂添加量过低，有可能生成不连续凝胶。 降低钙含量可以得到较软的凝胶，增大钙含量则得到较硬的凝胶。但是，过量的钙则会导致产生不连续凝胶或沉淀。 在酸性体系中，添加可缓慢溶解的酸，可以加速凝胶的形成。,海藻酸盐黏度越高，则形成的凝胶越脆。 钙含量越接近与海藻酸盐反应所需要的化学计算量，则产生脱水收缩的可能性越大。,海藻酸盐与其他物质的相容性,海藻酸盐在溶液中与多种物质具有广泛的相容性，其中包括增稠剂、糖类、油类、脂肪、颜料等等。 海藻酸盐与防腐剂的相容性 海藻酸盐与增稠剂的相容性 海藻酸盐与酶的相容性,与防腐剂,海藻酸盐具有除季胺化合物以外的与大多数防腐剂的相容性。海藻酸盐对于由细菌产生的普通酶体系都具有耐力，但是，如果海藻酸盐溶液需要储藏一段时间，则要使用防腐剂。可以与海藻酸盐相容的防腐剂有甲醛、环戊氯酸等。,与增稠剂的相容性,海藻酸盐可以与大多数合成增稠剂和天然增稠剂配合使用，但必须注意，某些增稠剂所含的多价离子可能会使海藻酸盐溶液形成凝胶。为了防止形成凝胶，可以添加适量的螯合剂。,与酶的相容性,常见的蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶和半乳甘露糖酶，对海藻酸盐均无影响。,海藻酸盐的增稠作用 当选用海藻酸盐作增稠剂时，应尽量选用相对分子质量较大的产品。一般用于增稠作用的海藻酸盐浓度为0.5%以下。添加少量钙离子，可以提高其增稠效果。,海藻酸盐在应用过程中的作用,海藻酸盐胶凝作用 几乎所有的可溶性海藻酸盐都能形成凝胶，但实际上通常只选用海藻酸钠、海藻酸钾或海藻酸铵。用于制备刚性凝胶的海藻酸盐浓度一般为0.5%（对高相对分子质量的海藻酸盐）至2.0%（对低对分子质量的海藻酸盐），特殊情况下还可以提高海藻酸盐浓度。,用于制备凝胶所需的钙离子量完全取决于凝胶制备的条件。例如，当pH为4.0时，对给定量的海藻酸盐，只要有化学计算量10-15%的钙离子量就可以生成凝胶。但在7.0时，则需要两倍的钙离子。在酸性条件下，一些羧基被质子化，减少了链间斥力，因而降低了形成凝胶所需的总钙量。,海藻酸盐成膜性能,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，但是可以透过水蒸气，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，可以用丙三醇增塑。一般采用低相对分子质量、低钙含量的海藻酸盐，有利于制成较好的薄膜。,海藻酸盐与蛋白质间的作用 海藻酸盐与其他水溶性胶类似，可以与蛋白质作用。这种作用的主要用途，可以用于沉淀回收蛋白质。其作用点是氢键和范德华力及静电。在pH较低时（pH3.5-4.0），海藻酸盐沉淀蛋白质的能力比果胶和羧甲基纤维素更强。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，以保持溶液中的蛋白质。,海藻酸丙二酯的亲脂性 海藻酸丙二酯溶液的亲脂性可有效地用作奶油、糖浆、啤酒、饮料及色拉油的稳定剂。当利用海藻酸丙二酯的亲脂性时，应选用高酯化度产品。因为酯化度越高，海藻酸丙二酯溶液的亲脂性与表面活性越强。另外，要尽量使用低黏度产品。啤酒泡沫稳定剂是高酯化度海藻酸丙二酯最典型的应用，一般用量为40-100mg/kg。尤其是当啤酒瓶中残留脂肪性物质时