-葡聚糖的凝胶特性及在食品中的应用

1、-葡聚糖的凝胶特性及在食品中的应用2007年12月第12期(总第109期)广西轻工业GUANGXIJOURNALOFLIGHTINDUSTRY食品与生物p一葡聚糖的凝胶特性及在食品中的应用黄宇彤,黄国宏(1.广西轻工产品质量监督检验站,广西南宁530031:2.广西职业技术学院,广西南宁530226)【摘要】概述了B一葡聚糖的凝胶机理,凝胶特性及其在食品加工中的应用.【关键词】B一葡聚糖;凝胶机理;凝胶特性【中图分类号】$816.6【文献标识码】A【文章编号】10032673(2007)120013021前言B一葡聚糖除具有抗肿瘤活性,抗放射作用,抗炎作用外,还具有抗衰老,抗凝血,抗溃疡,降血

2、脂,降血糖以及促进伤口愈合等重要生理功能,是一种良好的生物效应调节剂BRMs】,因而成为近年来研究的热点【1.B一葡聚糖是一种线性非淀粉多糖,广泛存在于众多的细菌,真菌,蘑菇,海藻和高等植物中.p一葡聚糖的构成单体为pD一吡喃葡萄糖,通过p一(13)和B一(1-4)糖苷键连接起来,形成一种高分子的聚合物.由于它具有吸水溶胀能力,在水中有良好的持水性,溶于水后能形成高粘度的溶液,因此已作为增稠剂,悬浮剂,胶凝剂和稳定剂在食品工业中广泛应用.作为一种新的天然多糖类食品凝胶,B一葡聚糖功能独特,经济价值大,正日益受到重视.2B一葡聚糖的凝胶机理及凝胶特性凝胶现象是多糖的一个共有现象,它会影响部分食品

3、的质地,如果冻,布丁等.B一葡聚糖的悬浮液经加热可形成无颜色,无气味,无味道的凝胶,它不同于一般的胶凝剂,除加热外还需要其它条件(如加热后冷却,ca的存在,或特定的pH值和蔗糖浓度)使之形成凝胶.B一葡聚糖具有的独特的凝胶特性,使它在食品工业中具有特殊用途.2.1B一葡聚糖的凝胶机理FunamiT和TadaT分别从不同角度对B一葡聚糖凝胶机理进行了研究.前者对B一葡聚糖凝胶的粘弹性研究发现,热不可逆胶的过渡温度与B一葡聚糖浓度有关,而热可逆胶的则与浓度无关.增加B一葡聚糖浓度,会降低热不可逆胶的成胶温度(80),减少终了胶体中热可逆成分的量,这说明温度低于80C时,B一葡聚糖浓度增加,会加快胶

4、体粒子在连接区中憎水基之间的相互作用.后者采用动力学粘弹性分析和小角x一衍射研究B一葡聚糖胶化机理和静态网络时发现,在p一葡聚糖的0.01NNaOH溶液(逐步对半稀释)中,胶化是通过结构不同到结构同一的转变来进行的,该转变和分子间连接的分裂(分化度1.4)有关.这说明,B一葡聚糖凝胶是同等级网络结构,相邻十字点之间的距离和糖链连接长度有关.2-28一葡聚糖的凝胶特性B一葡聚糖加热至不同温度时,可以形成性质完全不同的凝胶.加热5565”(2冷却至40”(2以下所形成的凝胶是热可逆【作者简介】黄字彤,女,工程师,从事轻工产品检验与分析工作.的,其强度较低,性质介于琼脂的脆性与明胶的弹性之间,因此被

5、称为低固定胶(1owsetge1);第二种凝胶与琼脂不同,它是热不可逆的,在加热至80C左右时.不会随加热温度的升高而回复为液态,结构坚实并具有高弹性,被称为高固定胶(highsetge1).强度低的热可逆胶和强度高的热不可逆胶,凝胶强度取决于成胶的浓度,温度,加热时间,酸碱度等.浓度越高,温度(8013ooc)升高,加热时间长,凝胶强度大.与其它食品凝胶相比,其优点是:高热稳定性,凝胶的熔点高达140”(2;优良的耐冷冻解冻性,凝胶冷浆解冻后仍然保持凝胶(但发生脱水收缩,加入10%一30%的蔗糖可有效抑制其脱水,不降低凝胶强度),且强度加大,可用于食品冷藏;成胶条件单一,B一葡聚糖仅需加热到

6、80.c以上即可成胶;脂肪包容性好(以均质方式在B一葡聚糖分散液中加入30%的油脂,可加热成胶);成膜性好,可制成食品膜.ZhangH等用差示扫描量热法(Dsc)研究B一葡聚糖的胶化过程发现,只有DSC曲线在140”(2160”(2有吸热峰(胶体熔化导致),反应B一葡聚糖在水悬浮液中的热性质【句.加热速率和分散方法对B一葡聚糖水溶液扩散的胶体特征也有影响.FunamiT等用动力弹性测量法研究加热速率对胶体性质的影响时发现由于B一葡聚糖粒子间热可逆成分在胶体系统中用氢键连接完成,所以动态储存系数(G)随着加热速率的增加而增加.若在55.c下维持时间更长,则G减少.分散介质为碱或水时,前者的G要大

7、于后者.B一葡聚糖相对分子质量对凝胶的形成也有一定的影响,相对分子质量低易形成凝胶.申瑞玲等将相对分子质量为3.40X105的B一葡聚糖配成质量分数为5%的溶液,在80C将其溶解,在4C的冰箱中放置12h之后,就形成凝胶,用差示扫描量热法(DSC)观察了它的溶解情况,质量分数5%的B一葡聚糖形成的凝胶在温度为69.49181.275oC之间有吸热峰,峰值为75.024oC.在7080的范围内可以溶解,并且在冷却时能够再形成新的凝胶,这说明这种胶是热可逆凝胶.pH对凝胶强度也有一定的影响.B一葡聚糖在3.09.5的很宽pH范围内加热都能形成高固定胶.这一点与琼脂在pH<4.5的酸性

8、环境下不能形成凝胶的性质有所不同.形成的凝胶在pH3处强度最大,随着pH继续增加,凝胶强度几乎不变.当pH高于10时凝胶强度有所下降.pH超过12后其水悬浮液就不再形成凝胶.离子类型对凝胶强度也有一定的影响,B一葡聚糖凝胶的强度随钙离子的添加量的13增加而增加.3B一葡聚糖在食品中的应用B一葡聚糖由于其良好的加工适应性而被广泛地应用于食品工业各个领域.各种适用于不同食品的特殊制剂已得到开发应用滴品化).B一葡聚糖在食品中的应用方法主要有两种.一是作为食品的组分,利用其独特的胶凝特性可以改善原有食品品质或开发新型食品;二是作为食品添加剂使用,可以极大的提高食品的品质,改善食品的口感.3.1在肉制

9、品中的应用用B一葡聚糖替代部分淀粉后,克服了因淀粉持水性差造成肉制品表面失水而形成的硬膜,并提高了制品的脆度,弹性,胶粘性,咀嚼性等质构参数和口感评分,总的可接受性均比高淀粉肉制品显着提高了.当B一葡聚糖在肉制品中的含量在4%左右时,质构和口感的参数值都达到最高,可见,B一葡聚糖是较理想的淀粉替代物.由于B一葡聚糖有较强的持水能力,又可以提供脂肪样的口感,而且在人的消化系统中不会被吸收.是一种非常理想的肉制品的填充剂,同时它具有膳食纤维的功能,可广泛应用于低卡路里食品中.3.2在面制品中的应用开发多功能,营养性面条,提高面条的感官特性一直是食品科技人员工作的焦点,B一葡聚糖的应用为新型面制品的

10、开发提供了方向.B一葡聚糖具有增稠,稳定,热凝胶特性等一系列独特的食品加工性能,不仅增加了面制品的保健功能,还可以有效防止挂面,中式汤面的糊汤,软烂现象,并提高面条的弹性.0.1%一0.3%B一葡聚糖用于中华面,养麦面,切面时,可以抑制热水溶胀,减少断条等.3.3在冷冻食品中的应用B一葡聚糖形成的凝胶具有良好的耐冷冻性,可以用来制作需要冷冻处理的可凝胶类食品.B一葡聚糖作为稳定剂应用于冰淇淋可提高其保型性.如将凝胶多糖与其它稳定剂合用效果最好,使用量一般为0.20.3%.将混合的含B一葡聚糖0.5%一5%的水状悬浮液加热至5580,然后停止搅拌,冷却,或者将两体积的沸水与体积的含B一葡聚糖的水

11、混合,冷却制得凝胶,将混合物冷却后012以下得到冷冻的产品,这种产品可以在室温下经融化食用.将不同成分的含B一葡聚糖的混合物放在容器中加热便可以制作出多层的具有美观外形的凝胶制品.3.4在软性糕点,面包和馅饼中的应用B一葡聚糖在糕点如蛋糕,奶酪饼等中添加,具有保湿保14鲜和保型效果.加工时外观不凹陷,加工后保湿性良好,即使进行冷藏也不会产生老化发沙现象,使用量一般0.104%.13一葡聚糖用于流动性馅心,由于胶凝作用可使其保持适当的形状,便于操作.改变其添加量可对其硬度和保型性进行调节.如蜂蜜,奶油,沙司类风味馅心,使用量一般为2-5%.3.5在新型食品中的应用B一葡聚糖可以用于生产新的食品,

12、如制做面条形状的豆腐(豆腐面),这种豆腐面可冷冻,冷藏保存,再经加热烹煮也不会变形或熔化.还可用于制做绿茶风味的果冻,这种果冻可冷冻保藏,食用前以微波加热.另外将蜂蜜等粘稠配料与B一葡聚糖混合制成片或粒状,能方便地使用于三明治馅中嘲.4展望B一葡聚糖作为一种新的多糖已广泛应用于食品工业中.但作为一种良好的生物效应调节剂BRMs】,由于其是不溶于水的颗粒,在医学上的应用受到了很大的限制.因此如何提高B一葡聚糖的溶解度,进一步发掘其新用途还有待科学工作者们继续的研究和开发.参考文献【1WoodPJ,eta1.Effectofdoseandmodificationofviscouspropertie

13、sofoatgumonplasmaglucoseandinsulinfollowinganoralglucoseloadJ.BrJNutr.1994,72(5):731743.【2王森等.葡聚糖生物活性与结构关系】.无锡轻工大学,1997,16(2):9094.【3谷利伟.凝胶多糖在食品中的应用食品工业,1999,3:12-14.【4DoublierJL,WoodPJ.Rhrologicalpropertiesofaqueoussolutionsof(13)04)一pDGlucanfromoats(AvenasativaL.)】.CerealChemistry,1995,72(4):335340.【5詹晓北,等.热凝胶的性质及其在食品中的应用明.食品工业科技,2001,22(2):8588.【6袁霖,等.生物活性多糖及其在食品中的应用前景卟食品工业科技,2004,25(7):136138.【7艾志录,等