用于冷冻食品的四类稳定剂.doc

用于冷冻食品的四类稳定剂速冻食品随着贮藏时间延长以及冷链中温度变化，会造成速冻食品中冰晶的重结晶，导致速冻食品风味和结构变劣。不同的原料，冰晶的形成对其影响不同。 对肉类成分来说，冰晶变大，在肉中对组织形成了挤压使细胞破裂，组织结构破坏。由于细胞内脱水而溶液浓度增加，细胞内的胶质成为不稳定状态，原有保水能力的蛋白质等营养成分凝固变性，造成冻结肉类食品的风味与营养损失，并且造成肉质持水能力下降，食用时有渣感，变色变味； 对蔬菜成分来说，含有更多的水分，更容易形成大的冰晶，对蔬菜的质构造成破坏，丧失原来组织状态，口感变劣，对蔬菜品质的影响更大； 对于淀粉成分，由于冰晶的挤压作用，已经糊化淀粉更容易碰撞、聚集，造成淀粉的老化，产生僵硬的口感。 随着冰晶的生长，食品中液态水体系也会浓缩，pH、金属离子浓度等都会发生变化，食品成分之间发生物理或化学变化，造成色泽、持水性、口感等劣变。若按照速冻食品玻璃化玻璃态理论，速冻食品如果在玻璃态可以很好的维持速冻食品的组织状态，阻断或延缓组织劣变。但是，由于速冻食品中含有较多的成分，在较高温度下很难达到理想的玻璃态，创造低温环境成本也较高。而且随贮藏，运输过程中温度波动，冰晶重结晶所造成的品质劣化不可避免。因此，寻找安全、高效的抑制冰晶生长的添加剂已成为速冻行业迫切需要解决的问题。本文对可抗冻糖类、磷酸盐、乳化剂、抗冻蛋白等几种新型的稳定剂在速冻食品中的应用进行介绍。 1.抗冻糖类 一般而言，糖类分子结构中的羟基数越多，对冷冻变性的防止效果也越好。大量的试验和研究表明，糖类并非和蛋白质分子直接结合也非取代蛋白质分子表面的结合水而发挥作用，而是通过改变蛋白质中存在的水的状态和性质，间接地对蛋白质起作用，如增加水的表面张力和结合水的含量，从而防止水分子与蛋白质分离，使蛋白质稳定问。同时也起到对水分子的分割，限制了冰晶的生长，在糖类抗冻稳定剂中，目前使用的主要有多糖胶，变性淀粉，和抗冻小分子糖类。 1.1 多糖胶 多糖胶是食品工业中广泛利用的一类水溶性高的天然多糖，能产生增稠、稳定、成胶等有益功能，这类多糖包括植物渗出胶、种子胶、海藻胶、黄原胶和壳聚糖等，是线形程度较高的链状大分子，总体呈无定型状态存在，不易结晶。在速冻产品的冻结过程中，其作用是减少自由流动的水，并通过与食品组分的相互作用形成新的结构，从而提高了食品体系的低温稳定性，降低面制品中冰结晶的生长速率和冰结晶的大小。同时也能与冷冻食品中的主要成分淀粉、蛋白质形成网络结构，从而改善面皮的组织结构，降低产品的开裂率，使产品表面更光滑，口感更佳，制作流程更好操作。同时降低产品煮后浑汤现象的发生，并以此提高产品质量和延长制品货架期。其中作用显著的有黄原胶，卡拉胶等。 黄原胶(Xanthan Gum)是一种微生物代谢胶，为类白色或者淡黄色粉末，能溶于水而不溶于大多数有机溶剂；黄原胶为双螺旋结构，可以形成具有网状结构的次生结构。其主链呈纤维素结构，由B(1，4)-D-葡萄糖组成，但每隔一个葡萄糖残基，在主链C3位上就有一支链，支链连接处的甘露糖C4和C6位上约有50的几率与丙酮酸缩酮相连同；黄原胶具有独特的流变性、优良的热稳定性和悬浮性，非常适合应用于速冻食品中。 在美国，已开发出了黄原胶混合物并在食品和乳品工业中得到了应用，将其作为配料来稳定乳酪产品和冷冻菜肴。这种产品是一种黄原胶和瓜尔胶的混合物，具有很好的吸水和增稠效果，特别是它能降低脂肪含量，使食品具有较好的口感和组织结构，并能稳定冷冻一解冻循环时的热冲击，防止无脂肪冷冻点心的收缩。在冷冻果馅中，黄原胶(XG)与魔芋精粉(KP)复配，两者产生协同增效作用，特别是在粘度方面，具有强烈的粘合作用，防止胶体融化脱液收缩，具有冻一融稳定性。在速冻汤圆和水饺方面，添加黄原胶能够提高速冻水饺和汤圆的抗裂能力和感官指标。在速冻猪肉丸子中加人黄原胶，随着黄原胶添加浓度的增大，猪肉丸子的冻融稳定性和口感都得到提高。 除黄原胶之外，其他的水溶性多糖胶都能增加整体系的黏度，在速冻过程中，这些增稠剂能吸附水分，使未冻相粘度增大，减小了溶质分子自由体积，降低了冰晶的线生长率，提高了冷冻食品中的微晶数量和稳定性，更容易实现食品的保存网。多糖胶之间的复配能够获得更好的品质，研究发现瓜尔豆胶与魔芋精粉具有良好的增效作用，与黄原胶有一定程度的协同作用。 1.2 变性淀粉 变性淀粉是以天然淀粉为原料，经物理、化学或酶的方法处理后，得到适于某种特定应用的淀粉降解物或衍生物。变性淀粉由于引进羟丙基、羧甲基、磷酸基团等亲水性基团，使淀粉极性增强，亲水能力增大，使其具有较强的抗凝沉性，较高的膨胀度、透明度。另一方面，导致基团空间位阻增大，使其在水中的分散体系稳定。冷冻不易破坏其结构，具有较强的冻融稳定性。应用在速冻食品中较多的变性淀粉主要有预糊化淀粉、磷酸淀粉和交联淀粉。变性淀粉在冷水中就可产生黏糊。磷酸酯淀粉具有良好的抗冻融耐力。在羟丙基淀粉，羧甲基淀粉淀粉磷酸酯的冻融稳定性比较中，羧甲基淀粉表现出最好的冻融稳定性。 除了多糖胶、变性淀粉可作为速冻食品稳定剂外，改性纤维素、改性壳聚糖也可用做速冻食品的稳定剂，比如，羧甲基纤维素钠，O-羧甲基壳聚糖等。并且他们常和其他稳定剂复配，应用在速冻行业。 1.3 小分子糖类 小分子糖类常作为甜味加人到速冻食品中，不但降低冰点，减少自由水，限制水对整个体系的增塑作用，并且增加了整个体系的黏度和和玻璃化转化温度，从而控制冰晶增大。不同小分子糖类抑制冰晶生长的作用不同，例如当蔗糖含量较高时，冰淇淋会出现小冰晶，而蔗糖从12含量提高到18含量，可以使冰晶大小降低25。较低DE值的淀粉糖浆同样能降低冰淇淋中冰晶的生长速率。蔗糖和山梨糖醇在冷冻时都能保护蛋白质，主要作用是与蛋白质亲水性基团结合，使蛋白质分子处于饱和状态，其中蔗糖分子中由于含有较多的羟基还能有效地束缚自由水，限制冰晶生长。在速冻面制品中加人45海藻糖可以使酵母在冻存期免受间接冻伤，保护酵母的活性。海藻糖具有外源性生物保护作用，且甜度低，不会发生焦糖化等优点，而且能较大程度地维持了鱼肉原有的颜色和风味，保持鱼肉蛋白的稳定。因此，可以根据不同的要求添加在速冻鱼肉制品中，作为速冻鱼肉制品的冷冻保护剂。 2.磷酸盐 作为食品添加剂的磷酸盐有很多功能。比如，可以作为酸味剂、缓冲剂、抗结剂、膨松剂、稳定剂、乳化剂、持水剂和抗氧化剂翻。其主要作用有提供中性酸碱度，螯合金属离子，增加离子强度，水解肉类的离肌动球蛋白等。我国已批准使用的磷酸盐共8种，包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、酸式焦磷酸钠、焦磷酸二氢二钠等。在速冻食品冻结过程中非冰水体系的浓缩，造成非冰水体系中pH、金属离子浓度等都会发生变化，而磷酸盐能够起到缓冲溶液和螯合剂的作用，阻断或减少不良反应的发生。实验表明，在肉馅中添加磷酸盐后，能改善肉的色泽、增加嫩度、弹性和保水率。在肉和蔬菜等混合馅中添加磷酸盐能增加馅料的保水能力，防止解冻后汁液流出和蔬菜的褐变，从而解决饺子解冻后饺皮颜色加深的问题。同时馅料中添加磷酸盐还能明显改善饺子的口感。在面皮中添加磷酸盐则可增加弹性和爽滑感。加入磷酸盐后，瘦肉的冻后失水率降低，蒸熟后的失水率则大幅度下降。磷酸盐的另一作用就是增加肉的嫩度和弹性，因而在肉陷中加人磷酸盐可望改善馅料的口味，并增加所谓咬劲。在添加磷酸盐的同时，加入食盐可进一步增加瘦肉的保水能力，但不影响肉的口感 。在冷冻鱼糜中加入焦磷酸钠和三聚磷酸钠的复合磷酸盐能增加鱼糜弹性和抗冷冻变性能力。但是，添加过量的磷酸盐还会劣化食品的风味和色泽，人体摄入过多的磷酸盐会影响人体的钙吸收，导致机体钙失衡，不利人体健康闭。因此，应严格把磷酸盐的添加量控制在合理范围内。 3.乳化剂 在速冻食品的配料中普遍存在着蛋白质、油脂、淀粉等大分子物质，乳化剂作为双亲性分子能够插入这些大分子与水之间以及这些大分子之间，提高食品在低温下的稳定性。乳化剂的加入可以使水的表面张力降低30以上，提高乳化效率，得到粒径小而均匀的分散的液滴，在玻璃化转变时更容易形成小的晶粒。在速冻面点生产中，糊化后的淀粉与乳化剂复合，可以阻止淀粉分子之间的缔合，防止淀粉老化。乳化剂与面筋蛋白发生络合作用，强化面筋结构，增强面筋的韧性和抗拉力。应用速冻面点上，使成品表面光洁，并有效保水保鲜，提升产品的体积和内部结构并改善口感和在储运过程中水分散失现象的发生，抑制成品变硬掉渣和改善复蒸性。在速冻汤圆中，乳化剂可用于改善耐煮性问。速冻面制品中常用的乳化剂有硬脂酰乳酸钠(SSL)、双乙酰酒石酸(DATA)、卵磷脂和双乙酰酒石酸甘油一酸酯(DATEM)等 。 4.抗冻蛋白 抗冻蛋白(Antifreeze proteins，AFPs)是一类抑制冰晶生长的蛋白质，能以非依数性形式降低水溶液的冰点而对其熔点影响甚微，从而导致水溶液的熔点和冰点之间出现差值。这种差值称为热滞活性，因而抗冻蛋白亦称为热滞蛋白。抗冻蛋白具有热滞效应(TH)和重结(RI)效应。抗冻蛋白的抗冻作用，在范德华力、疏水相互作用和氢键作用下，抗冻蛋白吸附到体液中的冰核表面，抑制冰核生长并降低冰点。抗冻蛋白抗冻作用的大小与本身的性质有关而与数量无关。1 mol的抗冻蛋白的作用能力大约是氯化钠的200500倍，0.0030.025raM浓度的型抗冻蛋白就可以抑制冰晶的生长 。目前，人类已经在鱼类、昆虫、植物、细菌和真菌体内发现了多种抗冻蛋白。 鱼类AFPs可降低冰点l6，昆虫AFPs可降低冰点5l4，而植物AFPs却只具有0.2.6的TH，比鱼类AFPs的TH活性要小得多，远远小于昆虫AFPs的TH活性，但植物AFPs的重结晶抑制(RI)活性却比鱼类和昆虫的AFPs要高出约10100倍。不同的植物AFPs都拥有低TH高RI的特征。从多年生的黑麦草中分离出一个热稳定AFP(LpAFP)，这种AFP在经过100处理后仍能保持着活性。LpAFP除了拥有超强的热稳定性之外，还拥有极高的重结晶抑制活性。可见，植物抗