增稠剂

贵州大学主讲人：王贝贝指导老师：唐维媛第八章增稠剂、乳化剂第一节增稠剂主要内容1.增稠剂的定义2.增稠剂的种类和分类3.增稠剂的一般性质4.增稠剂在食品工业中的应用与功效5.常用增稠剂的特性与使用一、增稠剂的定义增稠剂：能增加液态食品的粘度或形成凝胶，从而改善其物理性质，赋予粘润、适宜的口感，并兼有稳定、乳化和悬浮作用的一类食品添加剂。多属于高分子亲水性化合物，可水化形成高粘度的均相液。常称作食用胶、亲水胶、水溶胶等。返回二、增稠剂的种类和分类返回1.种类：约34种。2.分类：按来源分：•天然类：从植物（渗出液、种子）、动物、海藻等组织中提取或利用微生物发酵法得到的。•化学合成类：主要以淀粉和纤维素为原料合成的。按组成分：可分为多肽类和多糖类两大类。我国批准使用的34种增稠剂，除明胶是多肽蛋白质外，其余均为多糖类。按其主要作用分：•增稠剂（主要用于增加粘度）：典型的增稠剂：改性淀粉、瓜儿（豆）胶、（刺）槐豆胶、黄原胶、阿拉伯胶、羧甲基纤维素（CMC）、海藻酸盐等。•胶凝剂（主要用于形成凝胶）：典型的胶凝剂：明胶、海藻酸盐、果胶、卡拉胶、琼脂、结冷胶的等。我国允许使用的天然增稠剂种类（19种）来源种类植物渗出液阿拉伯胶种子瓜尔胶、槐豆胶、罗望子多糖胶、田菁胶、亚麻籽胶、皂荚糖胶其它果胶、黄蜀葵胶海藻卡拉胶、琼脂、海藻酸钠、海藻酸钾动物明胶、甲壳素（几丁质）微生物黄原胶（汉生胶）、β-环糊精、聚葡萄糖、结冷胶我国允许使用的合成增稠剂种类（15种）海藻酸衍生物海藻酸丙二醇酯纤维素衍生物羧甲基纤维素钠、羧丙基甲基纤维素淀粉衍生物各种改性淀粉，12种，即：羧甲基淀粉钠、淀粉磷酸酯钠、羧丙基淀粉醚、乙酰化二淀粉磷酸酯、羧丙基二淀粉磷酸酯、磷酸化二淀粉磷酸三、增稠剂的一般性质（一）增稠剂的一般性质1.溶于冷水或热水；2.溶液能产生较高粘度；3.在合适条件下能形成凝胶。（二）增稠剂的粘度1.增稠剂溶液通常都有一定的、甚至很高的粘度。2.用于果酱、颗粒状食品、各种罐头、软饮料以及人造奶油等，可使制品具有令人满意的稠度。3.粘度大小受外因和内因两类条件的影响。①内因：来源、结构、分子量和浓度等。②外因：体系的温度、PH值、受剪切力的大小、其他增稠剂或溶剂的存在和储存的时间等。剪切力的影响增稠剂的粘度一般在施加剪切力（如搅拌、泵压等）后减小；剪切力越大，粘度越低；当去除剪切力的时候，粘度又恢复。这种现象称之为假塑性或剪切变稀。其他增稠剂影响：A.粘度协同效应：混合体系粘度大于各组分粘度之和或者形成凝胶。B.粘度抗结作用：一种增稠剂的存在使另一种增稠剂粘度减小。（三）增稠剂的凝胶特性凝胶性：溶液由粘稠性流动流体形成不流动的半固体状物（三维网状结构），分散介质全部包含在网状结构中，这种现象叫凝胶性，所形成的半固体状物叫凝胶。1.凝胶条件2.凝胶临界浓度3.影响凝胶特性的因素4.热可逆与热不可逆凝胶5.增稠剂的凝胶复配6.凝胶的脱水收缩现象凝胶条件①冷却热溶液：在保证胶凝浓度的条件下，有些增稠剂需先加热后冷却才可形成凝胶，如琼脂；②离子诱导：海藻酸盐、低甲氧基果胶；③增稠剂的协同作用：如黄原胶和刺槐豆胶；④其他：加糖加酸，如高甲氧基果胶。2.胶凝临界浓度胶凝临界浓度——增稠剂形成凝胶所需的最低浓度。如琼脂的胶凝临界浓度一般为0.5%。影响凝胶特性的因素凝胶特性：指凝胶强度、透明度、粘弹性、持水性、胶凝（凝固）温度、融解（熔化）温度等。影响因素：内因和外因。内因：本身的分子结构。外因：体系所处的环境条件如PH值、电解质、其他食品胶和非电解质的存在等。例如：κ-卡拉胶凝胶：脆弱、透明性较差，冷冻后易脱水收缩。为了获得优良的凝胶可通过以下措施：K+可提高其凝胶强度；刺槐豆胶可提高其弹性和韧性；蔗糖可提高其透明度；ι-卡拉胶或黄原胶可提高其持水性。热可逆与热不可逆凝胶①热可逆凝胶A.定义：有些增稠剂凝胶，加热时熔化成溶液，溶液冷却时又形成凝胶，这类热熔冷凝的凝胶成为热可逆凝胶。B.特点:具有明显的凝固点和熔点，随条件而改变。凝固点：胶的热溶液在冷却过程中，胶凝现象最初出现时的温度，也称胶凝温度。熔点：热可逆凝胶受热开始熔化时的温度。大多数凝胶的凝固点和熔点之间存在温度滞后性，且熔点温度一般比凝固点要高，如卡拉胶熔点通常比凝固点高5～15℃。C.种类：琼脂、卡拉胶、明胶和低甲氧基果胶的凝胶属于这类。②热不可逆凝胶A.定义：有些增稠剂凝胶在受热时也不熔化，这种凝胶叫热不可逆凝胶。B.特点：它既无熔点，也无一定的凝固点，只要达到胶凝条件，即可形成凝胶。C.种类：海藻酸钠、高甲氧基果胶形成的凝胶属于这一类。增稠剂的凝胶复配复配效果有三种：A.凝胶强度增加，凝胶协同效应；B.凝胶强度减弱，凝胶抗结作用；C.单体胶不成胶，复配后成胶，凝胶协同效应例如：卡拉胶和刺槐豆胶复配时属于A类；刺槐豆胶与结冷胶的复配属于B类；海藻酸钠与明胶的复配属于C类。凝胶的脱水收缩现象①定义：一些凝胶放置较长时间时，会在其表面分泌出一些水来，这种现象叫凝胶脱水收缩现象，它是凝胶持水性差的结果。②影响因素：增稠剂品种（内因），胶凝条件（外因）。例如：ι-卡拉胶凝胶不易发生脱水收缩现象；κ-卡拉胶凝胶易发生脱水收缩现象，但当它与ι-卡拉胶或黄原胶复配时则不易发生。（四）不同增稠剂特性对比表3.不同增稠剂特性对比特性顺序（从强到弱）溶于冷水黄原胶，阿拉伯胶，瓜豆胶，海藻酸盐（海藻酸钠、海藻酸钾），CMC增稠能力瓜豆胶，黄原胶，刺槐豆胶，果胶，海藻酸盐，卡拉胶，CMC，琼脂，明胶，阿拉伯胶耐酸性海藻酸丙二醇酯，果胶，黄原胶，海藻酸盐，卡拉胶，琼脂假塑性黄原胶，刺槐豆胶，卡拉胶，瓜豆胶，海藻酸盐，海藻酸丙二醇酯凝胶能力琼脂，海藻酸盐，明胶，卡拉胶，果胶热不可逆凝胶海藻酸盐，高甲氧基果胶热可逆凝胶卡拉胶，琼脂，明胶，低甲氧基果胶返回四、增稠剂在食品工业中的应用与功效1.胶凝作用：食品胶是果冻、奶冻、啫喱、果酱、软糖、仿生食品等的胶凝剂和赋型剂。2.增稠作用:用于果酱、颗粒状食品、各种罐头、软饮料以及人造奶油等，可使制品具有令人满意的稠度。3.稳定作用：食品胶可使加工食品的组织趋于更稳定的状态，使食品质量不易改变。因此，可叫稳定剂、品质改良剂。在冰淇淋中，可防止冰晶的生长；在糖果中，防止糖结晶，即防止“返砂”；在饮料中，具有乳化稳定作用，可防止分层；在啤酒、汽酒中，具有稳定泡沫的作用。保水作用亲水胶具有强烈的水化作用，利用此特性可保持加工食品中的水分。如在面包中加入，可保持面包的含水量，保持其新鲜。有些胶具有成膜性，将此膜包裹于食品中，亦具有保水作用，从而使食品得到保鲜。如海藻酸钠、CMC均可形成膜。5.其他作用有些增稠剂有发泡作用：在蛋糕、面包等食品中作发泡剂，如明胶，发泡能力是鸡蛋的6倍。有些增稠剂有絮凝作用：可在果汁类食品中作澄清剂，如卡拉胶。有些增稠剂对不良风味有掩盖作用：可消除食品中的异味，如β-环糊精。例如，在豆奶中加入2-5%可显著减少豆腥味。膳食纤维作用：多糖类增稠剂不为人体消化吸收，有膳食纤维作用。返回五、常用增稠剂的特性与使用（一）海藻酸钠1.来源和组成：从海带、昆布等褐藻中提取，由D-甘露糖醛酸（M）和L-古罗糖醛酸形成的直链分子。2.粘度特性：聚合度高、温度低、PH5-10有利。一般用0.5%以下。少量Ca2+可提高其增稠效果。3.凝胶特性：（1）条件与类型：需二阳离子，常用Ca2+，热不可逆型，耐冻结。（2）凝胶强度与弹性：通过海藻酸钠、Ca2+浓度、PH值等来调节。，浓度太低，凝胶流动性大，不易成型；太高，凝胶不均匀，易出现硬块。B.Ca2+浓度：2.3%时，得到稠厚的凝胶；低于1%时，为流动状体。C.适宜PH为3-3.5，PH值过小，胶体粘度下降，不易凝胶；PH值接近7时，粘度增大，凝胶组织不细腻。（3）胶凝时间：通过PH值、钙盐种类和磷酸盐缓冲剂和螯合剂等来控制。A.CaCl2：易溶于水，可迅速制成凝胶；B.Ca(H2PO4)2:温度升至93-107℃方能释出钙，可延迟凝胶时间。（4）凝胶组织结构：与组成有关A.钙和高G型凝胶脆弱性大、易脱水收缩；B.钙和高M型凝胶弹性大、不易脱水收缩。安全性：GRAS,ADI无需规定。5.使用标准：按需添加在各类食品中。可作增稠剂，胶凝剂，乳化剂，成膜剂。6.实际应用①冰淇淋等冷饮食品的稳定剂②饼干、面包、蛋糕等的品质改良剂③增加米纸的拉力强度④用于布丁⑤制造人造肠衣⑥成膜保鲜食品⑦制造人造果品（二）琼脂1.来源和组成：从石花菜、江蓠等红藻中提取。由琼脂糖和琼脂胶组成的直链分子。2.凝胶特性：①条件与类型：热溶冷凝，热可逆型；②凝胶浓度：与品质有关，一般0.2-2%；③凝固温度：40℃以下，随条件而变；④熔化温度：60℃以上，随条件而变；⑤凝胶组织结构：A.脆性大，组织粗糙，透明性差，冷冻后发生脱水收缩；B.可与其他增稠剂如黄原胶、槐豆胶复配改善凝胶特性；安全性：LD5011g/kg.bw，ADI无需规定。4.使用标准：可按需添加在各类食品中，可作增稠剂、胶凝剂、稳定剂、乳化剂、防干燥剂、悬浮剂。5.实际应用例子：例1：生产水果冻例2：悬浮果粒饮料例3：琼脂软糖（三）卡拉胶1.来源与组成：是从海藻中获得的多糖类。含有卡拉胶基本结构的红藻品种多达80余种，用于商业化生产的不下10种。根据其来源、分子结构和分子连接方式的差异分为7种类型，常用3种。θ-卡拉胶、ι-卡拉胶、κ-卡拉胶、λ-卡拉胶、μ-卡拉胶、ν-卡拉胶、ξ-卡拉胶由硫酸酯化D-半乳糖和3，6-脱水-D-半乳糖组成的直链分子。特性①凝胶特性A.条件a.在水溶液中，κ-型需K+，称钾敏型卡拉胶。ι-型需Ca2+,称钙敏型卡拉胶。λ-型不凝胶。b.在牛奶中：三种都可凝胶。c.市售卡拉胶一般为混合型，30倍的水煮溶后冷却成凝胶，属热可逆凝胶。d.PH对凝胶影响较大：PH﹤5时，凝胶强度随PH的增大而增强；在5.0-8.5时，趋于平衡；8.0-9.5时，强度下降；当PH9.5时，强度又回升。B.组织结构a.κ-型：脆弱、透明性较差，冷冻后易脱水收缩。可通过与其它增稠剂如刺槐豆胶、黄原胶、κ-卡拉胶等复配改善凝胶特性。b.ι-型：柔软、弹性和透明性好，不易脱水收缩。②能稳定蛋白质，尤其是奶制品的蛋白质。因此卡拉胶特别适合于乳制品中作增稠剂和胶凝剂。安全性：GRAS级，ADI无需规定。4.使用标准：按需添加在各类食品中。可作增稠剂、凝胶剂、悬浮剂、乳化剂和稳定剂。5.实际应用例子：例1.冰淇淋例2.水果冻例3.加工软糖例4.罐装咖啡（含乳成分）例5.肉制品（四）果胶1.来源和组成：存在植物细胞壁，从果皮中取得。由半乳糖醛酸聚合而成的线性高分子多糖，其中部分-COOH被甲醇酯化。根据甲酯化程度（DE），可分为高甲氧基果胶（HMP）和低甲氧基果胶(LMP)，天然存在的果胶为HMP。HMP：DE≥50%，甲氧基含量≥7%；LMP：DE﹤50%，甲氧基含