增稠剂

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第十一章增稠剂(Thickeningagents)内容*增稠剂的定义***增稠剂的种类和分类***增稠剂的一般性质***增稠剂在食品工业中的应用***常用增稠剂的特性与使用**-海藻酸纳、琼脂、卡拉胶、黄原胶、果胶及CMC*思考题**一、增稠剂的定义能增加液态食品的粘度或形成凝胶,从而改善食品的物理性质,赋予食品柔滑口感,且具有稳定乳化状态和悬浊状态作用的添加剂。又叫食品胶、食用胶、亲水性胶体。二、种类和分类1、种类:约32种。2、分类-按来源植物渗出液植物种子、海藻以微生物为媒介半合成动物以淀粉为原料以纤维素为原料天然二、增稠剂的种类和分类-按组成分可分为多肽类和多糖类两大类。我国批准使用的32种增稠剂,除明胶是多肽蛋白质外,其余均为多糖类。-根据其主要作用分分为增稠剂和胶凝剂。主要用于增加粘度主要用于形成凝胶二、增稠剂的种类和分类典型增稠剂: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。典型的胶凝剂:明胶、海藻酸盐、果胶、卡拉胶、琼脂、结冷胶等。二、增稠剂的种类和分类表1.我国允许使用的天然增稠剂种类来源种类植物树胶阿拉伯胶种子胶瓜尔胶、槐豆胶、罗望子多糖胶、田菁胶、亚麻籽胶其它果胶、黄蜀葵胶海藻卡拉胶、琼脂、海藻酸钠、海藻酸钾动物明胶、甲壳素微生物黄原胶、β-环状糊精、聚葡萄糖二、增稠剂的种类和分类表2.我国允许使用的合成增稠剂种类海藻酸丙二醇酯纤维素衍生物:羧甲基纤维素纳淀粉衍生物:羧甲基淀粉钠,淀粉磷酸酯钠,羟丙基淀粉醚,乙酰化二淀粉磷酸酯等约10种。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:能溶于冷水的:黄原胶,瓜儿豆胶,阿拉伯胶、CMC、海藻酸盐(支链或带电的增稠剂)。2、溶液能产生较高粘度。3、在合适条件下能形成凝胶。三、增稠剂的一般性质(二)增稠剂的粘度-增稠剂溶液通常都有一定的、甚至很高的粘度。-用于果酱、颗粒状食品、各种罐头、软饮料及人造奶油等,可使制品具有令人满意的稠度。-粘度大小受内因和外因两类条件的影响。内因:增稠剂的来源、结构、分子量和浓度等。三、增稠剂的一般性质外因: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(paseudoplasticity)或剪切变稀(shearthinning)。三、增稠剂的一般性质三、增稠剂的一般性质-其它增稠剂影响:增稠剂复合使用时,增稠剂之间会产生一种粘度叠加效应,有两种情况:A.叠加是增效的:混合体系粘度大于各组分粘度之和或者形成凝胶。称为粘度协同效应。B.叠加是减效的:一种增稠剂的存在使另一种增稠剂粘度减小。称为粘度抗结作用。如阿拉泊胶可降黄蓍胶的浓度。三、增稠剂的一般性质刺槐豆胶和黄原胶的粘度协同效应有较好增效作用的复配体系有:CMC和明胶,卡拉胶和CMC,刺槐豆胶和CMC,琼脂和刺槐豆胶三、增稠剂的一般性质(三)增稠剂的凝胶特性-胶凝性: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,这种现象叫胶凝性,所形成的半固体状物叫凝胶。-食品胶是果冻、奶冻、嗜喱、果酱、软糖、仿生食品等食品的胶凝剂和赋型剂。三、增稠剂的一般性质三、增稠剂的一般性质1、凝胶条件-冷却热溶液:如琼脂-离子诱导:海藻酸盐、低甲氧基果胶-增稠剂的协同作用:如黄原胶和刺槐豆胶-其他:加糖加酸,如高甲氧基果胶2、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%。三、增稠剂的一般性质3、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、其它食品胶和非电解质的存在等。三、增稠剂的一般性质例如:K-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;--卡拉胶或黄原胶可提高其持水性。三、增稠剂的一般性质4、热可逆与热不可逆凝胶(1)热可逆凝胶-定义:有些增稠剂的凝胶,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称为热可逆凝胶。-种类:琼脂、卡拉胶、明胶和低甲氧基果胶的凝胶属于这类。溶液冷却加热凝胶三、增稠剂的一般性质(2)热不可逆凝胶-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性凝胶。-种类:海藻酸钠、高甲氧基果胶形成的凝胶属于这一类。三、增稠剂的一般性质5、增稠剂的凝胶复配复配效果有三种:-A凝胶强度增强;-B凝胶强度减弱;-C单体胶不成胶,复配后成胶;A、C现象为凝胶协同效应,B现象为凝胶抗结作用。三、增稠剂的一般性质例如:-卡拉胶和槐豆胶复配时属于A类;-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。三、增稠剂的一般性质6、凝胶的脱水收缩现象-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。-影响因素:增稠剂品种(内因)、胶凝条件(外因)。三、增稠剂的一般性质例如:--卡拉胶凝胶、低甲果胶凝胶不发生脱水收缩现象;-而k-卡拉胶凝胶易发生脱水收缩现象,但当它与-卡拉胶或黄原胶复配时则可克服此现象的发生。三、增稠剂的一般性质(四)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,瓜儿(豆)胶,海藻酸盐(海藻酸钠、海藻酸钾),CMC耐酸性黄原胶,海藻酸丙二醇酯,果胶,海藻酸盐,卡拉胶,琼脂表3.不同增稠剂特性对比三、增稠剂的一般性质(续)表3.不同增稠剂特性对比增稠能力瓜儿胶,黄原胶,刺槐豆胶,果胶,海藻酸盐,卡拉胶,CMC,琼脂,明胶,阿拉伯胶假塑性黄原胶,刺槐豆胶,卡拉胶,瓜儿胶,海藻酸盐,海藻酸丙二醇酯三、增稠剂的一般性质(续)表3.不同增稠剂特性对比凝胶能力琼脂,海藻酸盐,明胶,卡拉胶,果胶热不逆凝胶海藻酸盐,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、嗜喱、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(如固体饮料)、各种罐头、软饮料及人造奶油等,可使制品具有令人满意的稠度。四、增稠剂在食品工业中的应用与功效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。-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,防止分层。-在啤酒、汽酒中:具有稳定泡沫的作用。四、增稠剂在食品工业中的应用与功效4、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。-有些胶具有成膜性,将此膜包裹于食品,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。四、增稠剂在食品工业中的应用与功效5、其他作用-有些增稠剂有发泡作用:在蛋糕、面包等食品中可作发泡剂,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。四、增稠剂在食品工业中的应用与功效-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-环状糊精。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。五、常用增稠剂各论(一)海藻酸钠(sodiumalginate)(藻朊酸钠、褐藻酸钠)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。五、常用增稠剂各论五、常用增稠剂各论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:*条件与类型:需二价阳离子,常用Ca2+;热不可逆型,耐冻结。五、常用增稠剂各论五、常用增稠剂各论*凝胶强度和弹性:通过海藻酸钠、Ca2+浓度、pH值等来调节。-海藻酸钠浓度一般为0.5%-2%。-钙离子浓度:2.3%时,得到稠厚的凝胶;低于1%时,为流动状体。-pH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。适宜pH为3-3.5。五、常用增稠剂各论*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。-CaCl2:易溶与水,可迅速制成凝胶。-Ca(H2PO4)2:温度升至93-107℃方能释出钙,可延迟凝胶时间。五、常用增稠剂各论*各种因素对海藻酸钠凝胶的影响实例:五、常用增稠剂各论-海藻酸钠浓度的影响最佳浓度为1.5-2.5%,有较好的弹性和拉伸强度++++五、常用增稠剂各论-pH对海藻酸钠凝胶的影响最佳pH4-5,有较好的弹性和拉伸强度,尤其pH为5+++++++五、常用增稠剂各论-温度对海藻酸钠凝胶的影响最佳温度40-50℃,凝胶特性最好。+++++五、常用增稠剂各论-凝固剂选择氯化钙、乳酸钙比其它钙盐好。凝胶有较好强度和弹性。++++五、常用增稠剂各论-海藻酸钠溶胀时间的影响溶胀时间在45和60分时较好++++++++++五、常用增稠剂各论-金属离子影响表6.金属离子对海藻酸钙凝胶影响硫酸铝效果最好添加氯化氯化硫酸硫酸氯化氯化试剂铜镁铝铝钾钾锌+++五、常用增稠剂各论-其它胶体影响海藻酸钠与瓜儿豆胶、β-环糊精协同增效作用好。胶体黄原明瓜儿魔芋卡拉β-环淀粉胶胶豆胶精粉胶糊精表7.其它食用胶对海藻酸钙凝胶影响+五、常用增稠剂各论-对比实验结论组对比组拉伸强度++弹性++持水性+++表8.结论组与对照组的对比实验结论组:1.5%海藻酸钠、溶胀时间45分、pH4-5、温度50-60℃、乳酸钙1.5%、硫酸铝0.1%。对照组:1.5%海藻酸钠、溶胀时间1h、pH7、温度60℃、1%CaCl2。五、常用增稠剂各论4、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。实际应用例子:-冰淇淋等冷饮食品的稳定剂:使产品口感平滑、细腻,口味良好,膨胀率较大。用量为0.1%~0.3%。-饼干、面包、蛋糕等的品质改良剂:使其体积增大,防止老化,延长保藏期。用量为0.1%-0.6%。五、常用增稠剂各论-增加米纸的拉力强度:使米纸质地光亮、透明度和韧性好、拉力强。如用木薯粉和玉米粉(比例2:1)生产的米纸加入0.5%可使强度提高13%。-用于布丁:海藻酸钠3g,磷酸三钙2g,葡萄糖内酯0.8g,与脱脂奶粉24.2g,加水混匀后,冷冻30min,可得质地平滑、结实的布丁。五、常用增稠剂各论-制造人造肠衣:单纯海藻酸盐制品不易收缩,而单纯明胶制品,收缩率大于填充物,将两者混用,可使其互补,制成理想人造肠衣。例如:在50℃将70g/L海藻酸钠溶液挤入双环喷嘴的内环中,与此同时,将50g/L明胶溶液通过喷嘴外环,将两种溶液挤入25℃含3%甲醛的15%氯化钙水凝固液中。凝固后,经洗涤,再通过10%甘油液软化,于90℃干燥。五、常用增稠剂各论-成膜保鲜食品:把鱼、肉、禽、瓜果菜等食品在0.5%-2%的海藻酸钠溶液中浸过之后,再与CaCl2溶液作用,可生成可塑性薄膜,具有CO2透过率高,O2透过率低特性。例如:用此方法何使新捕获海鱼保鲜期延长一倍以上。五、常用增稠剂各论-制造人造果品:如仿生葡萄、仿生桂圆、仿生草莓、小彩珠。例如:唐封昌等以海藻糖、沙糖、氯化钙等为主要原料,研制出了色、香、味、形均神似天然的人造葡萄。湖北山峡学院学报1997,(1)。*用量:海藻糖1.8~2.4%;砂糖用量20-30%;CaCl2的用量1%(浓度5-7%);柠檬酸用量1-1.05%。五、常用增稠剂各论五、常用增稠剂各论五、常用增稠剂各论(二)琼脂(agar,琼胶、洋菜、冻粉)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。琼脂胶琼脂糖五、常用增稠剂各论2、凝胶性质:*条件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