第五章食品增稠剂

第五章食品增稠剂第1页，共121页。对大多数增稠剂而言，其基本化学组成是单糖及其衍生物。除明胶、酪蛋白酸钠等为蛋白质外，其他多数是天然多糖及其衍生物，广泛分布于自然界。常见的单糖包括葡萄糖、葡萄糖醛酸、甘露糖醛酸、鼠李糖、古洛糖醛酸、半乳糖、半乳糖醛酸等。第2页，共121页。葡萄糖第3页，共121页。增稠剂按其来源可分为天然和化学合成（包括半合成）两大类：天然来源的增稠剂大多数是由植物树皮、种子、海藻如阿拉伯胶、黄蓍胶、刺梧桐胶；罗望子胶、田菁胶、槐豆胶、亚麻籽胶、瓜尔豆胶；卡拉胶、琼胶、海藻酸类；明胶、酪蛋白酸钠、皮冻，黄原胶等。第4页，共121页。合成或半合成增稠剂：以天然物质为基础经化学合成、加工修饰而成的食品增稠剂。如羧甲基纤维素钠、海藻酸丙二醇酯，以及近年来发展较快，种类繁多的变性淀粉，如冷水可溶性淀粉，糊精、酸变性淀粉，交联淀粉、羟丙基淀粉、羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、淀粉磷酸酯。第5页，共121页。增稠剂的使用性质：（1）黏度性质

食品增稠剂溶液通常都有一定的、甚至很高的黏度，这是大分子溶液的主要特征之一。多数食品增稠剂在极化浓度或较低浓度时，符合牛顿液体的流变性质，在较高浓度时呈现假塑性。随着食品增稠剂浓度的增加，其溶液的黏度也增加。

第6页，共121页。牛顿流体：黏度是一个不随流速变化而变化的常量，水、酒精等大多数纯液体、轻质油、低分子化合物溶液以及低速流动的气体等均为牛顿流体；凡不同于牛顿流体的都称为非牛顿流体：假塑性流体：表观黏度随着剪切应力或剪切速率的增大而减少的流动；塑性流体：食品液体中，有许多在小的应力作用时并不发生流动，表现出固体的弹性性质，当应力超过某一界限值时才开始流动。如果冻、龟苓膏等产品。

第7页，共121页。（2）凝胶性质

在一定条件下，高分子溶质或胶体粒子相互连接，形成空间网状结构，而分散介质全部包含在高分手网状结构中，形成不流动的半固体物质，称为凝胶。如琼脂的浓度即使低于1%也能形成凝胶，是典型的凝胶剂。卡拉胶、低甲氧基果胶在K＋和Ca2＋存在下也能形成凝胶。在增稠剂凝胶中，增稠剂大分子间的键合只形成松弛的三维网络结构。第8页，共121页。在交联剂的存在下，大分子与大分子之间的螯合，或者螺旋形分子由于氢键和分子向力的作用，均形成松弛的三维结构。在K＋和Ca2＋存在下，卡拉胶的凝胶就具有这种特点。在剪切力的作用下，凝胶的剪切稀化、摇溶或者触变现象的发生，都证明了凝胶松弛的三维网络结构的存在，当外力停止后，经过一段时间，已经摇溶或变稀的凝胶又可以冻结成凝胶，这种现象特别有利于食用涂抹酱。第9页，共121页。（3）乳化作用：大多数的增稠剂的乳化作用是增加了溶液的粘度而使乳化液稳定，而单个的分子并不具有乳化剂所特有的亲水、亲油特性。少数具有乳化特性的高分子增稠剂是：阿拉伯胶、黄蓍胶、酪蛋白、酪蛋白酸钠、海藻酸丙二醇酯、大豆蛋白等。第10页，共121页。4、增稠剂的其他功能：凝聚澄清作用保水作用（肉制品和面制品）控制结晶（冰淇淋和糖浆返砂）成膜保鲜作用起泡作用和稳定泡沫作用粘合作用用于保健食品、低热食品的生产掩蔽与缓释作用第11页，共121页。影响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一般增稠剂在溶液中容易形成网状结构或具有较多亲水基团的物质，具有较高的黏度。不同分子结构的增稠剂，由于组成单糖不同，在同一浓度和其他条件相同的情况下，其黏度是不同的。随着相对分子质量增加，形成网状结构的几率也增加，故增稠剂的分子质量越大，黏度也越大。第12页，共121页。2、浓度对黏度的影响：增稠剂在很低浓度下就能产生较高的黏度，但不同增稠剂在同一浓度下的黏度是不同的，甚至差异很大。增稠剂浓度增高，相互作用几率增加；附着的水分子增多，黏度增大，但不同的增稠剂浓度对粘度的影响是不同的如阿拉伯胶可配成50%的溶液。第13页，共121页。

3．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；pH值对不同的增稠剂的粘度影响是不同的，如黄原胶（3-11）和海藻胶（5-10）在较宽的pH值范围对粘度影响不大。第14页，共121页。

4．温度对黏度的影响

一般随着温度升高，分子运动加快，溶液的黏度降低；经验表明，多数胶类的溶液，温度每升高5℃，黏度约降低15％。例如海藻酸钠溶液，温度升高5—6℃时，黏度就下降12％，如果在酸性条件下，大部分胶体分解速度也加快，可分为可逆下降和不可逆下降。特例──少量氯化钠存在时，黄原胶的黏度在-4～+93℃范围内变化很小。而琼脂则随温度变化粘度发生可逆变化。第15页，共121页。4、增稠剂的协同效应：既有功能互补、协同增效的效应，也有功能相克，相互抑制的作用。协同增效作用有：卡拉胶和槐豆胶，黄原胶和槐豆胶，黄蓍胶和海藻酸钠，黄原胶和瓜尔胶等，这几种混合溶液经过一定时间后，体系的粘度大于体系中各组分粘度的总和，或者在形成凝胶后为高强度的凝胶。叠加减效应：如阿拉伯胶和黄蓍胶。第16页，共121页。选择增稠剂主要考虑的因素有：不同pH条件下的稳定性；电解质的存在以及与其他成分（包括盐类、蛋白质和其他添加剂）的协同性；产品的

组织形态（透明、浑浊）和口感（糊口和爽口）；使用时的方便性（主要是溶解性）；贮藏稳定性；价格或相对成本较低。

第17页，共121页。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、水分和油分迁移第18页，共121页。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琼脂阿拉伯胶第19页，共121页。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第20页，共121页。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21页，共121页。在酸度较高的汽水、酸奶等食品中，宜选用侧链较大或较多，而位阻较大，又不易发生水解的海藻酸丙二醇酯和黄原胶等；而海藻酸钠和CMC-Na等则宜在豆奶等接近中性的食品中使用。饮料生产中常用的增稠剂以及作乳化稳定剂用的增稠剂主要有:羧甲基纤维素钠、海藻酸丙二醇酯（PGA）、卡拉胶、黄原胶、果胶、瓜尔豆胶、刺槐豆胶等。第22页，共121页。二、常用的增稠剂（一）海藻胶：海洋中的海藻多达1500多种，分为红藻、褐藻和蓝藻3类，其中来自红藻的有卡拉胶、琼脂和红藻胶等，来自褐藻的有海藻酸及其钾、钠、钙和铵盐等。海藻胶具有增稠性、稳定性、保形性、胶凝性和薄膜成型性等。第23页，共121页。1、海藻酸及其盐：海藻酸是由古洛糖醛酸(记为G段)与其立体异构体甘露糖醛酸(记为M段)两种结构单元构成的，这两种结构单元以三种方式(MM段、GG段和MG段)通过α-1,4糖苷键链接，从而形成一种无支链的线性嵌段共聚物。第24页，共121页。

海藻酸是从海带中提取的一种多聚糖醛酸，白色或浅黄色粉末，不溶于水，无臭无味，相对分子质量达20万Da.

由于链段的不同，其黏性、胶凝性和离子选择性均会表现不同。实验表明，聚古洛糖醛酸链段的刚性比聚甘露糖醛酸链段的刚性大，在溶液中的粘度大，而由MG混合链段组成的聚合物柔顺性好，在溶液中的线团体积小，粘度小。

第25页，共121页。当海藻酸6位上的羧基与钠离子结合，就构成了海藻酸钠盐(SodiumAlginate)。海藻酸钠的分类方法较多。从结构上分，可分为高G/M比、中G/M比、低G/M比三种。从黏度上分，可分为低黏度、中黏度和高黏度海藻酸钠。第26页，共121页。由于海藻酸盐的相对分子质量较大，分子链也较长，高分子链成无规则线团，彼此间易发生缠结，缠结的结果使流动单元变大，增大了对流动的阻力，因而导致黏度迅速增高。它的相对分质量越大，其溶液的黏度也越大，其增稠效果也越好。第27页，共121页。一般用于增稠作用的海藻盐浓度为0.5%以下。当水合的海藻酸盐与少量钙离子作用时，会大大增高溶液黏度。这主要是由于海藻胶与钙离子作用时，钙离子在两个相邻糖醛羧起桥作用，导致分子间产生交联，增大了分子体积和缠结作用，致使黏度增加，因此，添加少量钙离子可以提高增稠效果。第28页，共121页。海藻酸盐溶液的性质：1、温度对海藻酸溶液的影响：当温度升高，海藻酸盐溶液的粘度下降，每升高5-6℃，粘度大约下降12%，如果不是长时间加热，粘度是可逆的，长时间的加热会导致海藻酸盐分子结构的降解，使粘度下降。第29页，共121页。海藻酸盐溶液可作为冷冻保护剂，因为海藻酸盐水溶液冷冻后，再重新解冻，其表观黏度不会改变。第30页，共121页。2、溶剂对海藻酸盐溶液的影响：海藻酸不溶于乙醇和高于30%的乙醇溶液中，否则会导致海藻酸盐沉淀。但少量的乙醇、乙二醇和丙酮，都会增大海藻酸盐溶液的粘度。第31页，共121页。3、浓度对海藻酸盐溶液的影响：海藻酸盐水溶液的粘度，随着溶度增大，粘度增加。海藻酸钠根据粘度可分为：高粘度：500-1000mpa·s中粘度：200-500mpa·s低粘度：100-200mpa·s超低粘度：10-100mpa·s第32页，共121页。4、pH值对海藻酸盐溶液的影响：海藻酸盐在酸性条件下比较稳定的，当pH值低于5.0时，粘度增加，当pH值在11左右时，则不稳定。海藻酸丙二醇酯在pH值低于3.0时才能发生胶凝，高于7.0时就会发生皂化二分解。第33页，共121页。海藻酸钠的使用:（GB2760-2011版p23）乳化剂、成膜剂、增稠剂。海藻酸钠的增稠作用：发酵乳、稀奶油、黄油、生湿面制品（如面条、饺子皮、馄饨皮、烧麦皮）、生干面制品、糖和糖浆（如红糖、赤砂糖、槭树糖浆、香辛料类、果蔬汁等。第34页，共121页。海藻酸钠的胶凝作用：凝胶软糖、蜜饯和糕点糖霜，6.0%；明胶和布丁，4.0%；；罐头，10.0%；加工水果和水果汁，2.0%；其他食品，根据实际工艺需要不超过1.0%。用于制造刚性凝胶的海藻酸盐浓度一般为0.5%，(对高分子质量的海藻酸盐)至2.0%(对低分子质量的海藻酸盐)特殊情况下可以提高海藻酸盐浓度。

第35页，共121页。提高海藻酸盐凝胶强度的方法是增大海藻酸盐或钙离子浓度以及降低体系温度(冷却)。要使海藻胶凝胶强度变弱，可以来用以下方法：降低海藻酸盐或钙离子浓度，提高体系温度，提高体系中可溶性组分含量，加入高相对分子质量聚合物，以及添加螯合剂。第36页，共121页。海藻酸钠的成膜性：具有良好的成膜性，可制成薄膜，用于糖果的防粘包装，也可用来覆盖水果、肉、禽类和水产品作为保护层。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，但是可以透过水蒸汽，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，可以用丙二醇增塑。一般采用低相对分子质量，低钙含量的海藻酸盐，有利于制成较好的的薄膜。第37页，共121页。甘油能增加膜的柔软性和影响膜的机械性能和水蒸气渗透量，硬脂酸含量高的复合膜，透过水蒸气的量少。这是因为硬脂酸是一种乳化剂，在海藻酸钠连续介质中，是分散相，其浓度越高，则分散相粒的表面积越大，形成对水分子的疏水层，故对水蒸气阻隔性增大。

第38页，共121页。海藻酸盐与蛋白质间的作用

海藻酸盐与其它水溶性胶类似，可以与蛋白质作用，这种作用的主要用途是可以用于沉淀回收蛋白质。第39页，共121页。如果进一步降低pH，则由于所带的电荷全部损失，使络合物发生沉淀。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，以便保持溶液中的蛋白质。

第40页，共121页。

海藻酸盐丙二醇脂溶液的亲脂性可有效地作奶油、糖浆、啤酒、饮料及色拉油的稳定剂。

啤酒泡沫稳定剂是高酯化度海藻酸丙二醇酯是最典型的应用，一般用量为40～100mg/kg。尤其是当脂肪中残留脂肪性物质时，海藻酸丙二醇酯可以防止由此引起泡沫破裂现象。

第41页，共121页。海藻酸钠的溶解：海藻酸钠粉末遇水变湿，微粒的水合作用使其表面具有粘性。然后微粒迅速粘合在一起形成团块，因此溶解缓慢，用75-80度的软化水溶解，在搅拌器下用400-600转之间搅拌10-15min会加快溶解速度。

如果水中含有其它与海藻酸盐竞争水合的化合物，则海藻酸钠更难溶解于水中。水中的糖、淀粉或蛋白质会降低海藻酸钠的水合速率，混合时间有必要延长。第42页，共121页。6、海藻酸盐在食品工业中的应用：食品工业中应用的海藻酸盐主要的品种为：海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵、海藻酸钠－海藻酸钙复盐、海藻酸铵－海藻酸钙复盐和海藻酸丙二醇酯。海藻酸盐在食品工业的主要作用为凝胶化，即形成食用凝胶。其次，海藻酸盐的增稠作用和成膜性能也在食品工业中得到广泛应用。

第43页，共121页。（1）作为冰淇淋等冷饮在食品中的稳定剂：

良好的稳定剂能使冰淇淋等冷饮食品产生平滑的外观，口感，而且在贮藏中不会变糙，在食用时不会使人感觉到它的存在。用海藻酸钠代替明胶、淀粉作为冰淇淋等冷饮食品的稳定剂，能使混料稳定均匀，易于搅拌和溶化，在冷藏时可调节流动，使产品具有平滑的观和溶化性能，同时也无须陈化时间，膨化率也较大，产品口感平滑，细腻，口味良好。用量比其它稳定剂低，一般用量为0.1%～0.3%。

第44页，共121页。（2）作为蛋糕，面包，饼干等的品质的改良剂

饼干，面包，蛋糕等烘烤食品的质量与面粉的质量有很大的关系，一些面筋含量低的面粉，如面筋含量30%以下，一般不适宜做面包和饼干。由于面粉面筋含量低，用于生产面包，发酵效果不好，不易胀发；用于生产饼干，则是破碎率增加；用于生产蛋糕，由于韧性不好，烘烤后脱盒困难，易破碎。第45页，共121页。在这些食品中加入0.02%～0.2%的海藻酸钠，均能使其质量提高。用于生产饼干、蛋卷，主要是可减少破碎率，试验结果是破碎率可减少70～80%，产品外观光滑，防潮性能好，质地酥松，减少切片时落下粒屑，还能防止老化，延长保存期。至于其加入量，各有不同，在美国生产面包和蛋糕，海藻酸钠的加入量为0.3%～0.6%，在我国，有的厂家加入量为0.1%～0.15%。

第46页，共121页。米纸主要用于食品和医药工业，供包裹药物、糖果、糕点之用，所以要求米纸质地光亮，透明度和韧性好，拉力强。利用海藻酸钠胶体的高粘滞性与淀粉类浆料混合来提高米纸薄膜的强度，取得良好的效果，加入0.5%的海藻酸钠能使薄膜的强度提高13%，且透明度好，光泽度良好，摺之不易破裂，用它包裹的糖果不易吸水发烊。第47页，共121页。用海藻酸盐稳定的冰冻牛乳具有良好的口感，无黏感或僵硬感。在搅拌时有黏性，并有迟滞感。酸奶是人们喜食的一种的饮料。海藻酸丙二醇酯是这类产品的最佳稳定剂，其酯化度高，稳定能力强。

海藻酸盐可以用于人造奶油的增稠剂、乳化剂，通常采用海藻酸丙二醇酯，有时也使用海藻酸钠，其用量按水分含量计算，一般为0.25%～3%。第48页，共121页。啤酒的泡沫稳定剂和酒类的澄清剂

鉴定啤酒质量的好坏，不仅看它口味如何和理化数据，也要从它的外观、颜色、透明度及倒杯时气泡挂杯时间，要求汽泡细小均匀，挂杯时间长。在啤酒中加入50～200mg/kg的海藻酸钠可对泡沫起稳定作用，而且透明度也增加，保质期延长。清酒、果汁酒、香槟酒类中常由于含有多量的酸和色素而显得有些浑浊，如加入40～100mg/kg的海藻酸钠，可以很好地起到澄清作用。除此之外还以起到除去酒中单宁和含氮物。第49页，共121页。琼脂（agar），学名琼胶，又名洋菜，由琼脂糖（Agarose）和琼脂果（Agaropectin）两部分组成。作为胶凝剂的琼脂糖是不含硫酸酯（盐）的非离子型多糖，是形成凝胶的组分，其大分子链链节在1，3苷键交替地相连的β-D-吡喃半乳糖残基和3,6-α-L-吡喃半乳糖残基。而琼脂果胶是非凝胶部分，是带有硫酸酯（盐）、葡萄糖醛酸和丙酮酸醛的复杂多糖，也是商业提取中力图去掉的部分。第50页，共121页。工业上的琼脂色泽由白到微黄，具有胶质感，无气味或有轻微的特征性气味，琼脂不溶于冷水，易溶于沸水，缓溶于热水。

第51页，共121页。琼脂为亲水性胶体，分有条状和粉末状，琼脂在工业上具有独特的重要性，琼脂的浓度即使低至1%仍能形成相当稳定的凝胶（冻胶）.提炼琼脂的简单工艺流程如下：

（1）琼脂条：江蓠菜(或紫菜)→浸碱→洗涤→漂白→煮胶→过滤→推条→冷冻→脱水→烘干→成品→包装。

（2）琼脂粉：江蓠菜(或紫菜)→浸碱→洗涤→漂白→煮胶→过滤→压水→烘干→粉碎→成品→包装。

第52页，共121页。

食品应用：

1、果粒橙饮料--以琼脂作悬浮剂，其使用浓度0.01-0.05%，可使颗粒悬浮均匀。

琼脂用在饮料类产品中，其作用是悬浮力，让饮料中固型物悬浮均匀，不下沉。

其特点是悬浮时间及保质期长，也是其它悬浮剂无法代替之所在。透明度好，流动性好，口感爽滑无异味。第53页，共121页。2、果汁软糖--琼脂的使用量为2.5%左右，与葡萄糖液、白砂糖等制得的软糖，其透明度及口感远胜于其他软糖。

琼脂用在固体类食品中，其作用是凝固形成胶体，作为主原料而络合其它辅料，如糖液、砂糖、香料等。

第54页，共121页。3、肉类罐头、肉制品--用0.2-0.5%的琼脂能形成为有效粘合碎肉的凝胶。

4、八宝粥、银耳燕窝、羹类食品--用0.3-0.5%琼脂作为增稠剂、稳定剂。

5、凉拌食品--先将琼脂洗净，用开水冲泡让其膨胀，捞起加入调配料即可食用。

第55页，共121页。6、冻胶布丁--以0.1-0.3%的琼脂和精炼的半乳甘露聚糖，可制得透明的强弹性凝胶。

7、果冻--以琼脂作悬浮剂，参考用量为0.15－0.3%，可使颗粒悬浮均匀，不沈淀，不分层。

其它工业：一、啤酒澄清剂--以琼脂作为辅助澄清剂加速和改善澄清。

第56页，共121页。琼脂、红糖水、胡萝卜汁

第57页，共121页。卡拉胶（Carrageenan），又称为鹿角菜胶、角叉菜胶。卡拉胶是从某些红藻类海草中提炼出来的亲水性胶体，它的化学结构是由半乳糖及脱水半乳糖所组成的多糖类硫酸酯的钙、钾、钠、铵盐。由于其中硫酸酯结合形态的不同，商业化生产的主要可分为κ型，ι型、λ型。第58页，共121页。阿欧塔型（ι，Iota）-柔软、富有弹性的凝胶，从麒麟菜属植物Eucheumaspinosum中提取。卡帕型（κ，Kappa）-硬的、具刚性的凝胶。从耳突卡帕藻（Kappaphycuscottonii）中提取。拉姆达型（λ，Lamda）-当与蛋白质而不是水混合时，形成凝胶,用作奶制品的增稠剂。来自南欧的杉藻属（Gigartina）植物是最主要的来源。第59页，共121页。卡拉胶的结构：卡拉胶属于高分子线性多糖物质，由硫酸基化的或非硫酸基化的半乳糖和3，6-脱水半乳糖通过α-1，3糖苷键和β-1，4键交替连接而成，在1，3连接的D半乳糖单位C4上带有1个硫酸基。分子量为20万以上。第60页，共121页。卡拉胶的物理性状：白色或浅黄色粉末，无臭，无味，有的产品稍带海澡味。在热水（在70℃以上热水中溶解速度提高）或热牛奶中所有类型的卡拉胶都能溶解。在冷水中，λ-型卡拉胶溶解，κ-型和ι-型卡拉胶的钠盐也能溶解。卡拉胶不溶解于甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇和丙酮等有机溶剂。其水溶液具凝固性，凝胶是热可逆的。第61页，共121页。凝胶性：胶凝性及其稳定性κ－卡拉胶和τ－卡拉胶具有热可逆凝胶特性，即其水溶胶加热时溶化成溶胶，冷却后形成凝胶。τ－卡拉胶在钙盐作用下形成柔软而富有弹性的凝胶，没有脆性。κ－卡拉胶在钾盐作用下形成的凝胶强度高，硬而脆。κ－卡拉胶和τ－卡拉胶的凝胶强度还与所含其他类型卡拉胶的含量、相对分子量的大小、原藻种类、生长环境和收获季节、生产工艺等因素有直接关系。同时，添加的钾离子含量越高，凝胶强度也高。

第62页，共121页。κ－卡拉胶形成的硬凝胶较易收缩老化，而脱水开始时析出的水呈小水珠状，时间一长便增多、增大而连成一片。τ－卡拉胶形成的水凝胶保水性较好，但在乳中形成的凝胶也有析水性。卡拉胶的析水性除与卡拉胶本身的类型有关外，还与凝胶强度、系统中含有的电解质与非电解质的种类与浓度、压力的大小等有关。第63页，共121页。增稠性：浓度低时形成低粘度的溶胶,接近牛顿流体，浓度升高形成高粘度溶胶，则呈非牛顿流体。

协同性：与刺槐豆胶、魔芋胶、黄原胶等胶体产生协同作用，能提高凝胶的弹性和保水性；

第64页，共121页。卡拉胶在食品中的应用：1、稳定剂：冰淇淋(雪糕)：预防乳清分离、延缓溶化。炼乳：乳化稳定。胶脂牛乳：滑润，增加质感。婴儿奶粉：防止脱脂和乳浆分离。300mg/kg第65页，共121页。2、悬浮剂：巧克力牛奶：悬浮，增加质感；果汁饮料：使细小果肉粒均匀，悬浮，增加口感。奶昔：悬浮，增加质感。酸化乳品：增加质感，滑腻；调味品：悬浮剂，赋形剂，带来亮泽感觉。添加量为0.03%~0.05%。3、胶凝剂：甜果冻、羊羹：胶凝剂。软糖：优良胶凝剂。牛奶布丁：胶凝剂，增加质感。罐装食品：胶凝，稳定脂肪。添加量为0.02-0.5%。

第66页，共121页。4、粘着剂：面包：增加保水能力，延缓变硬；加工干酪：防止脱液收缩；馅饼：糊状效应，增加质感；肉食品：肪止脱液收缩，0.02-0.5%。冷冻发泡糕点：防止脂肪分离和脱液收缩现象，不易变形。5、澄清剂：啤酒工业中除去啤酒中引起浑浊的蛋白质。第67页，共121页。1．使用注意事项（1）卡拉胶的凝固点、融点、泌水性的高低或大小与海藻的种类、制造方法和测定时的条件有关。测定粘度时，温度必须控制在其凝固点以上。（2）用乙醇、甘油、砂糖糖浆湿润，或与3倍以上的砂糖混合，可得高溶解性。（3）κ-型卡拉胶大部分能溶解于冷牛奶中，并增加其粘度，但κ-型和ι-型卡拉胶在冷牛奶中难溶解或不溶。第68页，共121页。4）干的粉末状卡拉胶很稳定。它在中性和碱性溶液中很稳定，但在酸性溶液中，尤其是pH小于4时较易水解，造成凝胶强度和粘度的下降。生产中为了减轻含有卡拉胶的酸性食品在消毒加热时可能发生的水解，常采用高温、短时消毒方法。第69页，共121页。（5）只有κ-型和ι-型卡拉胶的水溶液能形成凝胶，其凝固性受某些阳离子的影响很大。全部成钠盐的卡拉胶在纯水中不凝固，加入钾、铷、铯、铵或钙等阳离子能大大提高其凝固性。第70页，共121页。在一定的范围内，凝固性能随这些阳离子浓度的增加而增强。如以氯化钾为例，其凝胶强度的变化情况如下：KCl加入量/%

0

0.1

0.2

0.3

0.5

1.0凝胶强度/g·cm35

80

140

190

350

610第71页，共121页。第三节：阿拉伯胶（Arabicgum）许多树木在树皮受到创伤时，都会从自身分泌体液来保护伤口及促进愈合。这种体液可以粗分为两类，一类是亲水胶体，如阿拉伯胶、黄蓍胶等，另一类是憎水胶体，如松香、达玛树脂等。第72页，共121页。第73页，共121页。第74页，共121页。阿拉伯胶是从金合欢树和阿拉伯胶树的枝干分泌出来的琥珀色粘稠物。其结构由L-阿拉伯糖、L-鼠李糖、D半乳糖和D-葡萄糖醛酸组成的多支链的多糖。主链为短螺旋型。阿拉伯胶的来源不同，各种糖的比例不同。相对分子质量26×105~116×105。第75页，共121页。阿拉伯胶是世界上最古老也是最知名的一种天然胶，在4000-5000年前古埃及人就已使用过这种胶。阿拉伯胶的名称也是因为最早的贸易起源于阿拉伯世界。第76页，共121页。阿拉伯胶的性质：1、溶解性：阿拉伯胶为水溶性胶体，溶于冷、热水中，而且具有高度的可溶解性，平常的胶类在溶水的过程中仅能最多加进约5~8％的胶体即达饱和，而阿拉伯胶与水的混合比则可高达50％仍具有流动性，在55%是表现为坚固的凝胶。不溶於油与酒精，但若酒精含量低于15％时，则可以溶解。

第77页，共121页。2、粘度和流变性：浓度低于40%时，溶液呈牛顿液体特性；浓度大于40%时，则可观察到液体的假塑性。1g本品溶于2mL水中，形成易流动的溶液。第78页，共121页。3、酸稳定性：由于阿拉伯胶结构上带有酸性基团，其溶液对石蕊试纸呈酸性，pH4-5。当pH5-5.5（6-7）时粘度最大。pH4-8范围内性状稳定，当pH低于3时，结构上酸基的离子状态减少，使得溶解度和粘度下降。第79页，共121页。4、乳化稳定性：由于其结构上带有蛋白物质和鼠李糖，使得阿拉伯胶具有非常良好的乳化性，可制备水包油型乳浊液，是柑桔类乳化香精极好的乳化增稠剂。5、热稳定性：溶液的粘度与温度成反比，阿拉伯胶溶液的粘度随时间的增长而降低，加入防腐剂可延缓粘度降低。第80页，共121页。6、电解质：溶液中存在电解质时可降低其粘度，但柠檬酸钠却能增加其粘度。7、兼溶性：阿拉伯胶能和大多数的胶体、淀粉、糖类和蛋白质一起使用，但与海藻酸钠、明胶不相溶，在多数盐类溶液中会产生沉淀，尤其是三价金属盐溶液中。第81页，共121页。8、其他特性：天然植物性的阿拉伯胶含有多量的膳食纤维，但其热量值低，符合健康食品的要求，成为现代食品添加的好原料。阿拉伯胶不会被微生物利用，天然抑菌作用。毒性：LD50

兔口服8000mg/kg体重，ADI

无需规定（FAO/WHO，1994）。第82页，共121页。阿拉伯胶的应用：可以广泛用于饮料生产，比如在软饮料浓缩汁的生产中，它可以稳定风味和精油。它也被应用于糖果制造，像传统的硬（酒）橡皮糖、软糖，也可以作为棉花糖的泡沫稳定剂。用于果汁（果味）型饮料、巧克力、冰淇淋、果酱，最大使用量5.0g/kg。口香糖，5.6%、糖果和糖霜，12.4%；硬糖和咳嗽糖浆，46.5%；软糖85.0%；代乳品，1.4%；油脂，1.5%；明胶布丁和馅，2.5%；花生制品8.3%。第83页，共121页。第四节：蛋白质亲水胶作为一种天然的营养型食品增稠剂，蛋白质亲水胶较其他胶有其独特的特点，营养保健，特殊的凝胶作用，稳定性等。蛋白质亲水胶的主要来源是富含蛋白质的动物骨、皮的胶原、动物奶及植物如大豆、花生等高蛋白质食物。

第84页，共121页。（一）明胶明胶是一种工业产品，用动物的皮、骨、软骨、韧带、肌膜等富含胶原蛋白的组织、经水解后得到的以蛋白质为主的聚物，明胶的分子式C102H151N31O39分子量在5×104～6×104之间。第85页，共121页。（1）性状

食用明胶为白色或淡黄色透明至半透明带有光泽的脆性薄片、颗粒或粉末，无臭，无味，不溶于冷水、乙醚、乙醇、氯仿，可溶于热水、甘油、乙酸、水杨酸、苯二甲酸、尿素、硫脲、硫氰酸盐、溴化钾等溶液。第86页，共121页。相对密度l.3～1.4，能缓慢地吸收5～l0倍的冷水而膨胀软化；当它吸收2倍以上的水时加热至40℃便溶化成溶胶，冷却后形成柔软而有弹性的凝胶。依来源不同，明胶的物理性质也有较大的差异，其中以猪皮明胶性质较优，透明度高，且具有可塑性。明胶的凝固点为20～25℃，30℃左右融化。

第87页，共121页。明胶为两性电解质，碱法B型明胶的等电点pH值在4.7～5.0之间，酸法A型明胶的等电点PH值在8.0～9.0之间。在等电点，明胶溶液的黏度最小，而凝胶的融点最高，渗透压、表面活性、溶解度、透明度和膨胀度等均最小。明胶的黏度与胶凝力和吸水率有关，黏度小，胶凝力小，吸水率低。

第88页，共121页。（2）性能

与琼脂比较，明胶的凝固力较弱，浓度低于5%时不发生胶凝，在10%～15%时发生胶凝形成胶冻。明胶溶液的胶凝化温度与浓度及共存盐的种类、浓度、溶液的pH值等有关。当pH值在5～10范围内时，明胶水解能力降低，胶凝性能变化不大，pH值＜3时，胶凝性能变差；pH值为3时较为5时的胶凝能力下降10%。当水解平均分子量降至10000～15000时，则失去胶凝能力。第89页，共121页。流变性：明胶的水溶液具有黏性。搅拌会使一些链与另一些链脱开，其溶液的黏度就降低，静止会使黏度升高；温度是影响黏度的重要因素；第90页，共121页。溶胀性质：明胶在水中的溶胀性随pＨ的改变而改变。在等电点处即pＨ4.7～5时，有一个最小值。在强酸存在的情况下，明胶的溶胀特别快，pＨ为2.5时达到最大值。第91页，共121页。凝胶性能：用于制备凝胶的明胶分为硬明胶和软明胶。硬明胶的原料没经过多少化学变化，其溶液中所包含的物质分子质量较高，因此，所得的明胶具备力学强度和对外界物质较强的亲和性。软明胶经过超声波处理的明胶也不再能变为凝胶。

第92页，共121页。起泡性能：将明胶溶液放在试管内按一定比例的幅度上下摇动，试管里将有一部分的胶形成泡沫。这就是明胶的起泡能力。经过水解的明胶气泡能力较大。因此，低级胶的泡沫比高级胶的泡沫多。加入不溶性物质能增加泡沫，细度越高，作用越大。

第93页，共121页。明胶的保护性质：明胶是一种优良的保护性胶体，明胶也是一种优良的稳定剂。明胶还可与琼脂、阿拉伯胶树胶等混合，其协同作用。效果更佳。

明胶的凝胶比琼胶柔软，口感好，且富有弹性。

此外，明胶为亲水性胶体物质，具有很高的保护性质，可用作疏水胶体的稳定剂、乳化剂。

第94页，共121页。（4）制法

明胶的生产方法有碱法、酸法、盐碱法和酶法4种。国内外普遍采用的是碱法。废旧皮革生产的明胶为工业明胶，而新鲜动物皮质生产的明胶为食用明胶，工业明胶一般重金属和微生物超标，而二者的生产工艺几乎相同。

工业明胶目前最低价为8500元/吨，而食用明胶最低价在19000元/吨左右，二者价格相差1倍多。

第95页，共121页。碱法：将牛皮、猪皮等变质的下脚皮的内层油脂刮去，切成小块，置于3.5%～4.0%的石灰乳中浸泡3～40日，中间换石灰乳4～6次。在浸泡过程中，经常搅拌，使上下浸泡均匀。浸泡后的生皮用水洗净，在搅拌下用1.0%的盐酸中和3～4小时。洗涤后pH值应在6.0～6.5。

第96页，共121页。然后将肉皮按1∶1加水，加热蒸煮，控制温度为60～70℃，每隔一定时间抽取胶水，用清洁纱布趁热过滤，共抽5～6次。稀胶水经浓缩，使相对密度为1.0～1.07。热胶移入铝盘冷却，将冷胶置于不锈钢筛网上，送入烘房鼓风干燥，温度严格控制在28℃左右。干燥的胶片用颗粒机粉碎后即得成品。第97页，共121页。（3）应用

：可按生产需要适量用于各类食品。①制造冰淇淋时，用明胶保护胶体以防止冰晶增大，使产品口感细腻，添加0.5%左右；酸奶、干酪等乳制品中加约0.25%，可防止水分析出，使质地细腻。②用于制造明胶甜食如软糖、奶糖、蛋白糖、巧克力等，加1%~3.5%，最高达12%。③制造午餐肉、咸牛肉等罐头食品广泛使用明胶，可与肉汁中的水结合，以保护产品外形、湿度和香味，用量为肉量的1%~5%。④此外尚可用作酱油的增稠剂。第98页，共121页。第四节：黄原胶（Xanthangum）黄原胶又名黄单胞菌多糖、汉生胶等，是黄单孢杆菌产生的胞外杂多糖的统称．该产品属于水溶性胶，是目前国内外正在开发的几种微生物多糖中最具特色的一种，也是世界上生产规模最大、用途最广的微生物多糖．由于黄原胶具有良好的增稠性、假塑流变性、水溶性、悬浮性、乳化稳定性、耐酸耐碱、抗盐、抗温、优良的兼容性等性能，使其应用相当普遍。第99页，共121页。1、性状：类白色或淡黄色粉末，可溶于水，不溶大多数有机溶剂。水溶液对温度、pH、电解质浓度的变化不敏感，故对冷、热、氧化剂、酸、碱及各种酶都很稳定。在低剪切速度下，即使浓度很低也具有高粘度。如1%黄原胶水溶液的粘度相当于同样浓度明胶的100倍。本品水溶液具高假塑性，即静置时呈现高粘度，随剪切速率增加粘度降低；剪切停止，立即恢复原有粘度。第100页，共121页。2、黄原胶的结构：黄原胶分子由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸构成的聚合体，分子量在2×106~20×106之间，黄原胶聚合物骨架结构类似于纤维素，但是黄原胶的独特性质在于每隔一个单元上存在的甘露糖醋酸盐、终端甘露糖单元以及两者之间的一个葡萄糖醛酸盐组成的三糖侧链。第101页，共121页。甘露糖醋酸盐、终端甘露糖单元以及两者之间的一个葡萄糖醛酸盐组成的三糖侧链。第102页，共121页。优点：1）优良的温度、PH值稳定性。黄原胶可以在相当大的温度（-4－93℃）及PH（3-11）范围内，基本保持其原有的粘度和性能，因而具有可靠的增稠效果和冻融稳定性。2）今人满意的兼容性。与酸、碱、盐、酶、表面活性剂、防腐剂、氧化剂及其它增稠剂等化学物质同时能形成稳定的增稠系统，并保持原有的流变性。第103页，共121页。3）在适当的比例下，与刺槐豆胶类等其它胶类复配，具有明显的流变性。

4）安全性及环保性。1983年联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO/WHO）正式批准黄原胶为安全食品添加剂，而且对其添加量不作任何限制。第104页，共121页。黄原胶使用注意事项：（1）制备黄原胶溶液时，如分散不充分，将出现结块。除充分搅拌外，可将其预先与其他材料混合，再边搅拌边加入水中。如仍分散困难，可加入与水混溶性溶剂，如少量乙醇。第105页，共121页。（2）黄原胶是一种阴离子多糖，能与其他阴离子型或非离子型物质共同使用，但与阳离子型物质不能配伍。其溶液对大多数盐类具有极佳的配伍性和稳定性。添加氯化钠和氯化钾等电解质，可提高其粘度和稳定性。钙、镁等二价盐类，对其粘度显示相似效应。第106页，共121页。（3）盐浓度高于0.1%时，达最佳粘度，盐浓度过高，并不提高黄原胶溶液的稳定性，也不影响其流变性，只有pH大于10时（食品产品中很少出现），二价金属盐类才显示形成凝胶倾向。在酸性或中性条件下，与铝或铁等三价金属盐类形成凝胶。高含量的一价金属盐类可防止凝胶作用。第107页，共121页。（4）黄原胶可与大多数商品增稠剂配伍，诸如纤维素衍生物、淀粉、果胶、糊精、藻酸盐、卡拉胶等。与半乳甘露聚糖共用，对提高粘度起增效作用。2．使用范围及使用量（1）我国《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760-2007，p26）规定：饮料，最大使用量0.1g/kg；面包、乳制品、肉制品、果酱、果冻，2.0g/kg；面条、糕点、饼干、起酥油、速溶咖啡、鱼制品、雪糕、冰棍、冰淇淋，10g/kg。第108页，共121页。黄原胶与魔芋精粉的协同增效作用：魔芋葡甘聚糖是一种复合多糖类，它是由D－葡萄糖和D－甘露糖按2∶3或1∶1.6的摩尔比由β－1，4键多个结合起来。研究表明，当黄原胶与魔芋精粉的共混比例为70∶30、多糖总浓度为1％，可达到协同相互作用的最大值。

第109页，共121页。黄原胶与瓜尔豆胶的协同增效作用：瓜尔豆胶是由配糖键结合的半乳甘露聚糖(由半乳糖和甘露糖按1∶2)组成的高分子水解胶体多糖。黄原胶与瓜尔豆胶也有良好的协同效果，复配不能形成凝胶，但可以显著增加粘度和耐盐稳定性，而且彼此之间存在合适的配比。黄原胶与瓜尔豆胶最合适的配比为30∶70。

第110页，共121页。黄原胶与两种食品胶的增效作用：槐豆胶和瓜尔豆胶溶液以及魔芋精粉和瓜尔豆胶溶液中加入黄原胶后发现，黄原胶、槐豆胶、瓜尔豆胶的含量分别为0.2％、0.01％、0.9％时耐盐性最好，用量最少，成本最低。而黄原胶、魔芋精粉、瓜尔豆胶的含量分别为0.3％、0.01％、0.8％时耐盐性最好，用量最少，成本最低。

第111页，共121页。5、影响黄原胶与其它食品胶共混凝胶强度的因素

共混比例影响共混凝胶强度，共混时要有一个合适的比例，才能达到不同分子间相互作用力最大，凝胶强度最大。如黄原胶与魔芋精粉的共混比例为70∶30。

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