第五章增稠剂.doc

第五章 增稠剂 Thickeners 一、定义、分类、性质1、定义：在水中溶解或分散后，能增加液体的粘度，并能保持体系的相对稳定的亲水性高分子化合物。2、分类分类天然植物多糖物质：果胶、阿拉伯胶、瓜尔豆胶、槐豆胶等海藻多糖物质：琼脂、海藻酸类、卡拉胶等微生物多糖类：黄原胶动物多糖：甲壳素蛋白：明胶合成：羧甲基纤维素钠、丙二醇、变性淀粉3、性质凝胶：当体系中溶有特定分子结构的增稠剂，浓度 达到一定值，体系也满足一定要求时，通过以下作用，体系形成三维空间的网络结构： 增稠剂大分子链间相互交联与螯合 增稠剂大分子与溶剂分子(水)的强亲合性特例：阿拉伯胶在水中可以配成浓度高达50%的溶液。典型：琼脂：1%浓度就可形成凝胶 海藻酸盐：热不可逆凝胶(受热后不会稀释) 人造果冻的原料(2) 相互作用增效：混合液体经过一定时间后，体系的粘度大于各自增稠剂单独使用粘度之和。减效：阿拉伯胶可减低黄蓍胶的粘度。在增稠剂实际应用中，往往单独使用一种增稠剂得不到理想效果，常需复配使用，发挥协同作用如：CMC和明胶，卡拉胶、瓜尔胶和CMC，琼脂和刺槐豆胶，黄原胶和刺槐豆胶等4、影响食品增稠剂作用效果的因素（1）结构及相对分子质量对黏度的影响分子质量越大，黏度也越大。食品在生产和储存过程中黏度下降，其主要原因是增稠剂降解，相对分子质量变小。（2）浓度对黏度的影响随着增稠剂浓度的增高，增稠剂分子的体积增大，相互作用的几率增加，吸附的水分子增多，故黏度增大。（3）pH值对黏度的影响介质得pH值与增稠剂的黏度年检及其稳定性的关系极为密切。增稠剂得黏度通常随pH值得变化而变化，有的增加，有的下降。（4）温度对黏度的影响随着温度升高分子运动速度加快，化学反应速度加快，特别是在强酸条件下，大部分胶体水解速度大大加快，造成黏度降低。（5）切变力对溶液黏度的影响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。（6）协同效应增稠剂混合复配使用时产生一种黏度叠加效应，一般来说，大部分是增效的，小部分是减效的。（7）其它因素在食品加工中的作用添加非水溶剂或增加能与水相混溶的溶剂的量对黏度会有影响，有的增加，有的下降。二、功效与应用1、赋予食品所要求的流变特性，改变食品的质构和外观 使液体或浆状食品形成特点形态，具有粘滑适口的感觉 如：冰淇淋等冰点心的质量，很大程度上取决于冰晶形成的状态。加入增稠剂可防止冰晶过大(以免感到组织粗糙有渣)，使冰晶细微化，口感光滑，结构细腻均匀2、使制品均匀稳定，富有特色 如：配制酸奶时须加有机酸，但会引起乳蛋白凝聚与沉淀而分层。添加增稠剂有助于分层的解决3、提高起泡性和稳定性如：冰淇淋常使用槐豆胶、海藻酸钠等做发泡剂4、成膜：在食品表面形成光滑的薄膜，作用： 防止吸湿：冷冻食品、固体粉末食品防止失水：果蔬保鲜，并有抛光效果这类增稠剂也称为被膜剂，是增稠剂的发展动向之一，如：醇溶蛋白、明胶、琼脂、海藻酸等5、保水因增稠剂具有强亲水作用，在肉制品、面粉制品中能品质改良的作用面粉类食品：改善面团的吸水性，加速水分向蛋白质分子和淀粉颗粒渗透的速度，有利于面团的调制过程利用增稠剂的持水性和凝胶性，可增加产品的重量、粘弹性和淀粉的a化程度，不易老化失水三、常用天然增稠剂（一）果胶分子结构：由线性D-半乳糖醛酸甲酯连接而成的多糖，相对分子质量23000-710000。1、主要性状白色到黄褐色粉末，几乎无臭，口感粘滑，溶于热水。在20倍水中的溶解成粘稠体，不溶于乙醇或其它有机溶剂。果胶胶体的等电点pH值为3.5。果胶的主要性能与果胶所含的甲氧基有关，其最重要的特点是其凝胶能力。2、增稠性能：果胶的多聚半乳糖醛酸的长链结构中部分羧基，通常是甲酯化了的。酯化度是指酯化的半乳糖醛酸基对总的半乳糖醛酸基的百分比。一般以酯化度50%高甲氧基果胶（HMP）与低甲氧基果胶（LMP）的区分值，高甲氧基果胶的酯化度为60-80%，低甲氧基果胶的酯化度为25-50%。此时甲氧基含量7%者为高甲氧基果胶，而12时，成胶体状态。pH3时，形成不溶性凝胶。（2）我国GB2760-96规定，可按生产需要适量用于各类食品。建议0.15%（3）一般冰淇淋中用量为原料的0.15-0.1%；挂面、方便面中用量为0.1-0.2%，面包、饼干中均为0.05-0.1%，果酱、番茄酱中最大使用量为0.5g/kg;啤酒中作为泡沫稳定剂约为50mg/kg。一般饮料使用量为0.1-0.6%。（三）卡拉胶（carrageena） 分子结构：为硫酸化的线性半乳聚糖。主要有型、型、型三类。1、主要性状白色或浅黄色粉末，在热水或热牛奶中所有的类型的卡拉胶都能溶解。在冷水中， 型卡拉胶溶解， 型、 型的钠盐也能溶解，但型卡拉胶的钾盐或钙盐只能吸水膨胀，而不能溶解。卡拉胶不溶解有机溶剂。其水溶液具有凝固性，凝胶是热可逆的。 2、增稠性能：（1）卡拉胶水溶液相当粘稠，其粘度比琼脂大。（2）盐可降低卡拉胶溶液的粘度。（3）温度升高，粘度降低。若加热是在pH为9的最佳稳定状态下进行，且均使其发生热降解，则温度降低，粘度又上升，这种变化是可逆的。（4） -卡拉胶的水凝胶受到切变力作用发生的破坏是不可逆的，无触变性。而在牛奶中加入低浓度 -卡拉胶时，卡拉胶与牛奶蛋白络合形成弱凝胶，当受到切变力作用时则发生断裂，切变力除去后，又重新形成凝胶，显示出触变特性。（5）卡拉胶仅在有钾离子（-型，称为钾敏卡拉胶）或钙离子（-型，称为钙敏卡拉胶）存在时才能形成具有热可逆性的凝胶。卡拉胶的凝胶强度不及琼脂，但透明度较其高。唯一的冷冻融化稳定型卡拉胶（6） -卡拉胶与钙离子能形成完全不脱水收缩的，富有弹性的和非常粘合的凝胶。（7） -卡拉胶与 -卡拉胶混合用时，可提高凝胶的弹性又能防止脱水收缩。（8）槐豆胶与卡拉胶混合可使凝胶变得富有弹性而不脆，这两种胶有协同效应。（9） -卡拉胶与黄原胶共用也能克服卡拉胶凝胶的脱水收缩缺陷，还能使其疏松、增粘且富有弹性，缺点是凝胶中含有气泡，有损外观。3、使用标准及方法（1）与3 倍以上的砂糖混合，可提高溶解性（2）卡拉胶在中性和碱性溶液中很稳定。（3）我国GB2760-96规定：可按生产需要适量用于各类食品,0.05-0.6%（4）FAO/WHO规定：青刀豆、甜玉米等罐头10g/kg，干烙5-8g/kg，婴儿食品（以牛奶和大豆为基料）0.3g/kg，稀奶油5g/kg，面包、巧克力牛奶、冰淇淋等0.03-0.5%。 （四）琼脂化学结构：琼脂是复杂的水溶性多糖，由琼脂糖和琼脂胶组成。琼脂糖是两个半乳糖组成双糖，琼脂胶与琼脂糖结构类似，不同之处是被硫酸酯化。1、主要性状：白色或浅黄色鳞片状粉末;0.5%浓度成凝胶；耐热性强（121）；持水性强2、使用标准及方法（1）可用作食品增稠剂、凝胶剂、稳定剂、乳化剂、悬浮剂和防干燥剂等，可按生产需要加；（2）糖果类0.3-1.8%；（3）用作罐头鸡、鸭、鱼肉类的填充物，当这类产品为半流质时，需加入为肉汤量的0.2-2.0%；（4）悬浮果粒饮料：100kg饮料用琼脂130g，并与50g黄石脂复配使用。（五）酪蛋白酸钠又称酪朊酸钠，干酪素钠1、主要性状：酪蛋白酸钠是一种高分子蛋白质，呈颗粒透明状，溶于水，pH5-7稳定。2、主要作用：增进脂肪和水的保持力，防止脱水收缩；改善食品质地和口感（或改善食品质地和提高肉质感）；增加蛋白质含量3、使用卫生标准：我国规定：可用于各类食品，按正常生产需要量加。蛋白质的食品和饮料，如蛋白粉，花生，椰子汁等加入量为0.2-0.4%；冰淇淋0.3-0.7%；饼干5%；面包2-5%；咖啡、可可、果酱5-10%；肉制品1.5-2%四、其他特色天然食品增稠剂（一）黄原胶黄原胶是一种生物高分子聚合物，是由2.8份D-葡萄糖，3份D-甘露糖，2份D-葡萄糖醛酸组成，分子中还含有乙酸和丙酮酸，这些酸通常与钾、钠、钙形成盐。1、主要性状：（1）乳白、浅黄至浅褐色颗粒或粉末状体（2）黄原胶溶液有很强的耐酸、耐碱、抗生物酶降解和耐热的性能（3）其溶液粘度也不受蛋白酶，纤维素酶、盐等物质的影响（4）黄原胶能溶于多种酸溶液，如5%的硫酸、5%的硝酸、5%的乙酸、10%的盐酸和25%的磷酸（5）黄原胶也能溶于氢氧化钠溶液，并具有增稠性，所形成的粘溶液在室温上十分稳定。（6）黄原胶可被强氧化剂，如过氯酸、过硫酸降解，随温度升高，降解加速。2、增稠性能：（1）粘度几乎不受温度、酸碱度和盐类的影响；（2）能够支持固体颗粒，液滴和气泡的形成，显示出很强的乳化稳定作用和高悬浮能力；（3）黄原胶与海藻酸钠、淀粉等食品增稠剂能很好的互溶，可复配使用；（4）与卡拉胶、槐豆胶、瓜尔豆胶有协同效应（或作用），提高弹性和黏性。3、使用标准及方法（1）我国GB2760-96规定：在面包中加入黄原胶，可改进食品的质量。黄原胶与淀粉混合后，能防止焙烤食品发生变型，从而推迟了食品的老化，延长了其贮存期。黄原胶与淀粉、果酱、色素和香精混合可制成焙烤点心的馅料，这种馅料不脱水收缩。参考用量0.5-1%。（2）在乳制品中加入黄原胶可使制品稳定，用量为0.1-0.25%。黄原胶与槐豆胶和羧甲基纤维素钠复配使用，可稳定由直接酸化牛奶生产的酸奶。（3）在肉制品中加入黄原胶，可提高制品的质量，添加量为0.5-1%。（4）在乳化香精中加入少量的黄原胶与变性淀粉的复配物，可起到阿拉伯胶在乳化香精中的作用。还能延缓变性淀粉老化，使乳化香精稳定，长时间贮存。（5）在果酱中加入黄原胶，可以改善口感和持水性，提高产品的质量，添加是在0.5%左右。（二）瓜尔豆胶1、主要性状白色到浅黄色自由流动的粉末。接近无臭。能分散在热或冷的水中形成粘稠液，粘稠力为淀粉糊的5-8倍。pH值6-8时粘度最高。 2、使用标准及方法（1）主要用作食品增稠剂、稳定剂、悬浊液、增容剂。根据GB276096，在各类食品中，添加量为2.0%。 （2）FDA规定：在各种食品中添加量为：焙烤食品：0.35%；乳制品：1.0%；调味汁：1.2%；果酱，果冻1.0%；加工蔬菜和蔬菜汁：2.0%；其他食品0.5%（3）FAO/WHO规定：青刀豆和黄刀豆、甜玉米、芦笋、蘑菇等罐头10 g/kg（产品中奶油或其他油脂等）；加工干酪8 g/kg；乳脂干烙5 g/kg；发酵后经加热处理的增香酸奶及其制品5 g/kg；冷饮10g/kg. （三）刺槐豆胶，别名角豆胶由一分子D-半乳糖和4分子的D-甘露糖为构成单元的高分子多糖类聚合体。1、主要性状白色到黄白色粉末，无臭或带微臭。能分散于热或冷的水中形成溶胶。pH为5.4-7.0，添加少量的四硼酸则转变成凝胶。分散于冷水仅部分溶解。80 完全溶解成高粘度稠液，有耐热、耐盐、耐酸性。在pH值为3.5-9.0时，粘度几无影响。食盐、氯化镁、氧化钙等溶液对其粘度无影响，但酸（尤其是无机酸）、氧化剂会使其盐析，降低粘度。添加食盐前如预先添加明胶、卡拉胶、葡萄糖、蔗糖、甘油等混合，可在一定程度上防止盐析。盐、压力、磨擦会使其降低表面张力。与卡拉胶、黄原胶相溶，可形成有粘弹性的凝胶。 2、使用标准及方法（1）主要用作食品增稠剂、稳定剂、胶凝剂、乳化剂。（2）GB2760-96规定：果冻、果酱、冰淇淋添加量为5.0g/kg。（3）FDA规定：焙烤食品添加量为0.15%；无醇饮料0.25%；干酪0.8%；明胶、布丁、馅料、果酱、果浆，0.75%；其他食品添加量为0.5%（4）FAO/WHO规定在各类食品中添加量为：加工干烙制造8 g/kg；乳酯干酪g/kg；即食婴儿食品罐头2 g/kg；婴幼儿配制食品1 g/kg（暂定）；稀奶油5 g/kg（仅用于巴氏杀菌奶油或用超高温杀菌稀奶油和消毒稀奶油）；发酵后经加热处理的增香酸奶及其制品为5 g/kg；冷饮10 g/kg（暂定）。五、化学合成增稠剂 （一）羧甲基纤维素钠（CMC-Na）1、主要性质（1）分子结构：天然高分子化合物，由2 个葡萄糖组成的多个纤维二糖构成。纤维素分子的每个葡萄糖中有3个羟基，其羟基由羧甲基醚化。（2）性状：白色或微黄色粉末，无臭、无味，易溶于水成高粘度溶液，不溶于有机溶剂，在水中的分散度与醚化度和分子量有关。2、使用标准及方法（1）如遇到高酸或高盐溶液时，可选择耐酸抗盐型或与黄原胶复配，效果更佳；（2）方便面5.0g/kg ；（3）冰淇淋：选用250-260Mpn.s.cmc(DSO.6)0.4%以下；（4）豆腐皮、腐竹、CMC选用高粘度(DSO.6左右)。（二）变性淀粉1、主要性状白色粉末、无臭、无味，在常温下溶于水，形成透明的粘稠胶体溶液。它的吸水性极强，吸水后体积可膨胀200-300倍；较一般的淀粉难水解；不溶于甲醇、乙醇和其他有机溶剂。