酸式焦磷酸钠的发气速度测定及影响因素.docx

酸式焦磷酸钠的发气速度测定及影响因素张亚娟， 屈云(湖北兴发集团，宜昌 443003)摘 要 ： 发气速度是影响酸式焦磷酸钠应用的一个重要因素。关于发气速度研究国内比较少，严重制约了酸式焦磷酸钠的应用市场。发气速度的检测受温度、加水量、配方组成和搅拌速度影 响。通过自主研发的设备测定酸式焦磷酸钠的发气速度，并研究其影响因素，得出最佳的测定 条件为：蛋糕配方，温度(270.5) ，加水量为 40 mL，搅拌速度 60 r/min。关键词 ： 酸式焦磷酸钠；发气速度；影响因素中图分类号 ： TS 202.3文献标志码 ： A文章编号 ： 1005-9989(2010)07-0257-03The detection of ROR and influence factors in SAPPZHANG Ya-juan, QU Yun( Hubei Xingfa Group , Yichang 443003 )Abstract: The rate of reaction (ROR) was an important to the application of sodium acid phyrophosphate(SAPP).There were little research in this field. ROR detection was influenced by temperature, water volue, ingredient constitute and mixng speed. The affect factors of ROR detection were studied with apparatus made by Xingfa Group. The best dectetion condition was: cake ingredient temperature was (270.5) , adding 40 mL water, mixing speed was 60 r/min.Key words: SAPP; rate of reaction; influence焦磷酸二氢二钠(Disodium dihydrogen pyrophosphate ) 又 称 酸 式 焦 磷 酸 钠 ( sodium acid pyrophos phate)， 简 称 SAPP， 白 色 单 斜 结 晶 粉 末 ， 密 度1.86 g/cm3，溶于水，不溶于乙醇。水溶液与稀无 机酸共热水解生成磷酸；加热至 220 以上时分 解生成偏磷酸钠。由食品级纯碱与食品级磷酸进 行中和反应，经过滤，浓缩，冷却结晶，固液分离，干燥脱水成无水磷酸二氢钠，再送入聚合炉 中加热至 170220 聚合，经粉碎制得产品。酸式焦磷酸钠在食品加工中可作为 快速发酵 剂、品质改良剂、膨松剂、缓冲剂等，常用于面包、糕点等合成膨松剂的酸性成分。面包、蛋糕、馒头等食品的特点是具有 海绵 状多孔组织来产生柔软的口感。为达到此种目的，必须使面团中保持有足量的气体。物料混和过程中混入的空气和物料中所含水分在烘焙时受热所 产 生 的 水 蒸 气 ， 能 使 产 品 产 生 一 些 海 绵 状 组 织 ，但气体量是远远不够的。所需气体绝大多数是由 膨松剂所提供。常用的复合膨松剂以 NaHCO3 与酸 性盐作用而产生 CO2 气体。NaHCO3+HXCO2+NaX+H2O1酸式焦磷酸钠作为应用十分广泛的 一种酸式收 稿 日 期 ： 2009-09-15作 者 简 介 ： 张亚娟，硕士，研究方向为食品科学。257食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY添加剂与调味品2010 年 第 35 卷 第 7 期盐，在多种焙烤和油炸食品上都适用。复合膨松剂 的产气速度 依赖于 酸 性 盐 与 NaHCO3 的 反 应 速 度， SAPP 根据不同的产气速度分为快、中、慢 3种。不同的产品要求 SAPP 的产气速度不尽相同。饼 干 和 面 包 制 品 所 用 的 冷 冻 生 面 团 使 用 慢 速 的 SAPP，要求在制备和包装期间以较慢的起始速率 释放 CO2，而在焙烤期则大量释放气体。蛋糕类中使用中速的 SAPP，前期产生一部分气体，后期加 热 再 产 生 一 部 分 气 体 。如 果 烘 焙 初 期 产 气 太 多 ， 体积迅速膨大，此时蛋糕组织尚未凝结，成品易 塌陷且组织较粗，而后期则无法继续膨大；若慢 性 SAPP 太多，初期膨大慢，制品凝结后，部分发酵 粉 尚 未产 气 ， 使 蛋 糕体积小，失 去 膨松意义 。 馒头、包子所用发粉由于面团相对较硬，需要产 气稍快，若凝结后产气过多，成品将出现“开花” 现象。HH-4 数显恒温水浴锅：国华电器有限公司；其他设备为兴发自主研发的设备。2.3实验方法称取适量的配制好的基础料，按比例 加入碳 酸氢 钠和 SAPP 于 密 闭 的 反 应 器 中 ， 加 水 搅 拌 混 合，测定每分钟的气体产生量，直到 8 min 为止2。 根 据 测 定 的 体 积 和 时 间 作 图 ， 即 得 到 SAPP 的ROR 趋势图。分别测定加水量、温度、搅拌速度和配 方对ROR 值的影响。3结果与讨论3.1加水量的影 响其 余 因 素 固 定 ， 采 用 不 同 的 加 水 量 ： 30、40、 60 mL。 测 定 SAPP40# 的 样 品 在 8ROR 值。表 2 不同加水量对 ROR 值的影响min 的实验原理1加水量/mLROR酸式焦磷酸钠的发气速度(ROR)值即产气速度指 的 是 碳 酸 氢 钠 和 SAPP 在 湿 面 团 的 环 境 中 ， 8 min 时实际放出的 CO2 体积占理论放出的总 CO2 体积的百分数2。表 1 各大公司出售的不同规格酸焦的 ROR 简介20304026.7537.5047.25200180160140120100806040200ROR152832224043ThermphosICL Budenheim 巴西 ICT1317-253024282430-30352024-35433742-4044-从 由 表 1 可 知 ， SAPP 的 ROR 是 一 个 范 围 ，不是一个固定的数值，不同的企业由于测试方法 和应用范围存在差异，规定 ROR 的具体范围也不一样。兴发集团根据自主研发的设备对 ROR 值进行了深入研究。ROR 28 是中速发酵剂，通常也是 需求量最大的产品，取值区间为 2430；快速产品 ROR 40 的范围 是 3543。而 慢 速 发 酵 剂 ROR 15的范围是 1317，需求量很小。0246810时间/min不同加水量的 ROR 趋势图图 1由图 1 可知，加水量不同，产 气的过程差 异很大。加水 30、40 mL 和 60 mL 时，其 ROR 值分 别 为 26.75、37.5 和 47.25。随 着 水 量 的 增 加 ， 混合干粉变为湿面团的过程加快，反应体积与水的 接触更快，反应也加速。从图 1 可以看出，CO2 的产生主要集中在前 3 min，3 min 以后仍有气体产 生但趋势变缓。因此，前 3 min 是反应的关键期。 由于所采用的样品 ROR 值为 40#，加水量 40 mL 时因此选择加水的量为 40 mL。3.2温度对 ROR 值的 影响同一个样品 ROR 40# 在不同反应温度下进行2实验材料与 方法2.1材料与试剂面 粉 、盐 、鸡 蛋 、白 砂 糖 、奶 粉 、色 拉 油 ： 市售，食品级；SAPP 28#、SAPP 40#：Budenheim公司，食品级。2.2实验仪器BP210S 型 电 子 天 平 ： SARTORIUS公 司 ；258CO2 体积/mL30 mL 水 40 mL 水60 mL 水食 品 科 技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY添加剂与调味品2010 年 第 35 卷 第 7 期实验，测定其 ROR 值，得到的数据为：表 3 不同温度对 ROR 值的影响入 了 蛋 粉 和 奶 粉 ， 二 者 对 产 气 都 有 一 定 的 作 用 。从 表 4 中可得，28# 的 样品在 两 种 配 方 中 测 得 的ROR 值分别 为 26.1 和 28.6，都 在 28# 的 范 围 内 ；40# 的样品在蛋糕配方中测定的 ROR 值为 39.25， 在饼干配方中测得为 28.9，与实际值的偏离 比较 大。因此，用蛋糕配方测定 ROR 值更准确。3.4搅拌速度的 影响将搅拌速度分别设定为：60、90、120 r/min， 测定结果如图 4。温度/19212527ROR30.033.436.038.290807060504030201001801601401201000246时间/min810图 2 不同温度下的 ROR 趋势图温度是制约实验的重要因素。同一个 样品所 处的反应温度和外环境温度不同，得到的数据差 别很大。随着温度的升高，SAPP 产生的气体量也 在增加。温度在 25 以 上 时 ， 测 得 的 ROR 值 与 实 际 值 比 较 接 近 ， 27 时 反 应 测 定 的 数 据 最 理 想。本实验对温度的要求特别高，实验过程中必 须严格控制反应物温度和空间温度，最好控制在 (270.5) 范围内。8060402000246810时间/min图 4 不同搅拌速度时的 ROR 趋势图由图 4 可知，3 种搅拌速度下产气的趋势和产 气量几乎完全一致，说明搅拌速度对 ROR 值的影 响比较小。从减小动力的方面考虑，搅拌的速率 固定为 60 r/min。采用自动搅拌可以使搅拌过程更 均匀，反应更平稳。3.3基础料配方 的影响其余条件不变的情况下，分别采用蛋 糕和饼干配方来测定样品 40# 的 ROR 值。表 4 不同配方条件下测定的样品 ROR 值配方ROR 40ROR 284结论蛋糕配方饼干配方39.2528.9028.6026.10酸式焦磷酸钠的 ROR 值是一个范围，不是一个单一的数值。测定 ROR 值的影响因素有温度、加水量、配方中的成分以及搅拌速度等。最佳的 测定条件为：蛋糕配方，温度(270.5) ，加水量 为 40 mL，搅拌速度 60 r/min。参 考 文 献 ：2001801601401201008060402001B B heidolph. Designing Chemical Leavening Systems J.Cereal Foods World,1996,41(3):118-126R A Barackman. chemical levening agents and theie chanracteristic action in doughsJ. Cereal Chem,1931,820246810!