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增稠剂作用机制及其在食品加工中的应用01、增稠剂的作用机制02、增稠剂在食品中的应用

作者:食品研发与生产

增稠剂具有增稠、凝胶、乳化和稳定的作用,以改善食品质量和产品外观,并提供丰富的食品口感。增稠剂来源广泛,此外含量低,已成为肉类产品、乳制品和面食产品等食品中的重要食品添加剂。

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增稠剂可以改变食品系统风湿性疾病的能力,即流动特性的粘度和机械固体的特定性质。研究表明,食物系统质地或粘度的变化可以帮助改变它们的感觉特性。一般来说,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胶体,胶体是长链聚合物(多糖和蛋白质)的异质基团,因此可以提高食品的粘度和质地。增稠剂的主要特点是增稠、凝结、乳化、稳定和控制冰和糖的晶体生长。

增稠剂作用机制及其在食品加工中的应用01、增稠剂的作用机制02、增稠剂在食品中的应用

1.1 增稠工艺

增厚过程涉及构象障碍链的非特异性缠结结构凝胶化。多糖分散体的粘度主要来自成分紊乱的不受控制的卷发的物理缠结。在低浓度分散体中,增稠剂的分子可以自由移动,不表现出增稠。在高浓度系统中,这些分子开始相互接触,因此分子的运动是有限的。

增稠剂的种类不同,增稠程度也不同,如高浓度时的低粘度和浓度低于1%时的高粘度。常见的增稠剂有淀粉、氙胶、瓜尔豆胶、刺猬胶、角豆胶、阿拉伯胶和纤维素衍生物。

1.2 凝胶工艺

1.2.1 凝胶的形成

凝胶是固体和液体之间的材料形式,具有机械刚度,使食品具有粘性并表现出液体和固体特性。凝胶的质地特征(弹性或脆性,耐嚼或乳液状)根据增稠剂的类型而变化,并且食物的感觉特性(不透明度,味道或味道)也不同。

掌握特定增稠剂分散体的凝胶条件、所生产的凝胶的特性及其所赋予的质地是特定食品配方设计中非常重要的一个方面。凝胶的形成涉及分散体中不规则分散的聚合物链段的键合,从而形成在空隙中含有溶剂的三维网络。称为连接区域的相关区域可以由两个或多个聚合物链形成。凝胶化过程本质上是这些连接区域的形成。

网络中这些连接区域的物理排列可能受到温度、离子的存在和增稠剂固有结构等参数的影响。增稠剂凝胶化有三种机理,即离子凝胶,冷凝凝胶和热成型凝胶。离子凝胶通过增稠剂链与离子交联而发生,离子通常是带负电荷的多糖阳离子介导的凝胶,如藻酸盐,cara凝胶和果胶,它们通过扩散或内部凝胶化电离。

在冷成型凝胶中,胶体粉末溶解在温沸水中形成分散体,冷却后使单个链段形成稳定的链间螺旋,形成三维网络,例如琼脂和明胶。热成型凝胶需要加热,通常仅在需要加热食物的地方加热。热成型机制通过天然淀粉蛋白的扩增及其随后的培养成网络而发生。

1.2.2 结区在凝胶中的作用

粘接面积在增稠剂的凝胶过程中起着重要作用,影响凝胶的性能和功能。在明胶中,连接区域由氢键形成的三个分子形成。在cara胶中,六到十个分子形成一个连接区域,而在I型cara胶中,只有两个分子参与其中。连接区域中的分子越多,凝胶的刚性就越高。因此,K型角鲨的多分子连接区域是刚性的,当受到剪切力的干扰时不太可能重建,而I型角体凝胶具有更灵活的结构,对剪切不太敏感。角藻胶和海藻之间的连接区域由两个分子组成,但角藻凝胶在破裂前可以承受比海藻更多的变形,海藻的强度几乎相同。

凝胶的热行为也因连接区域而异。明胶在较低温度下熔化,因为连接区域仅由弱氢键束缚。溶剂质量是另一个重要因素。高甲基果胶凝胶中的氢键只有在加入糖以充分降低水活性时才能形成。

1.2.3 影响凝胶形成的其他因素

影响增稠剂形成凝胶的各种因素包括凝胶浓度、介质的pH值、摩尔质量、聚合、温度、离子组成和溶质。除了确定影响增稠剂形成凝胶的因素外,还应表征由它们形成的凝胶,通常是微观结构和风湿表征,这有助于添加增稠剂作为凝胶。例如,已经研究了添加蔗糖和阿斯巴甜对增稠剂凝胶(即K型焦糖,浓缩凝胶和K型焦糖仙人掌)的抗逆性的影响;但是,在低浓度下添加阿斯巴甜不会影响质地压缩参数。

此外,决定凝胶甜度的主要因素与凝胶的机械性能(凝胶强度,断裂应力,断裂应变等)有关,特别是破坏网络所需的变形量及其抵抗变形的能力。此外,蔗糖、水解胶体浓度、剪切速率和温度等余液也是影响凝胶风湿状态的重要变量。

< h1 样式"文本对齐:左;">02,增稠剂在食品中的应用</h1>

2.1 在果冻生产中的应用

食品增稠剂通常在果冻生产和加工中使用两种或两种以上的协同作用,以达到果冻所需的最佳效果。冷胶是假单胞菌在碳水化合物纯种子发酵过程中合成和分泌的细胞外线性多糖。由于冷胶具有良好的透明度和足够的热稳定性,因此与木原结合使用以生产即食甜点凝胶。脱氨基冷胶用于改善布丁的保湿,风味释放和储存稳定性,并减少脱水。

金属阳离子在形成凝聚凝胶中起着关键作用。通过定点结合,阳离子直接连接到多糖分子上的羧基上,从而降低了双螺旋链之间的静电斥力,这非常有利于"连接区"的形成。

增稠剂作用机制及其在食品加工中的应用01、增稠剂的作用机制02、增稠剂在食品中的应用

Cara胶是一种天然海藻多糖,含水的硫酸基团的线性非均质多糖,由1,4-β-D-皮半乳糖和1,3-α-D-二呋喃半乳糖为碱性骨架,可从红藻细胞壁中提取。在加热后缓慢冷却的过程中,分子的形状逐渐从最初的卷曲变为螺旋形,最终从单螺旋体变为双螺旋形,此时形成三维网状结构。

当较低浓度的焦油胶可以形成热可逆凝胶时,此时焦油胶具有更好的透明度,可以改善果冻的外观。Cara口香糖是果冻生产中最常见的增稠剂,已与其他增稠剂协同作用用于食品配方中。当cara口香糖与刺猬,明胶,木胶和阿拉伯胶配对时,凝胶强度和弹性可以显着提高。

2.2 在酸奶中的应用

增稠剂作用机制及其在食品加工中的应用01、增稠剂的作用机制02、增稠剂在食品中的应用

图片来源:pixabay

增稠剂可以提高酸奶的粘度,稳定酸奶的特性,防止乳清沉淀,有效改善酸奶产品的质地和口感。丙二醇酯和变性淀粉在用作增稠剂的同时能起到良好的协同作用,两种增稠剂的最佳添加量是0.15%的海藻丙二醇酯(W/W)和1.20%的变性淀粉。

在酸奶生产加工过程中,当添加0.2%海藻酸丙二醇酯时,可将其产品的保水能力提高10.9%,有效防止乳清沉淀。当0.2%的海藻酸丙二醇酯(W/W)、0.3%亚甲基纤维素钠、0.1%高酯果胶、0.015%(W/W)蔗糖酯配制后加入时,在酸性乳饮料生产加工过程中,产品的稳定性和口感都是最好的。

多葡萄糖是一种良好的益生菌,在肠道内发酵可以将肠道的pH值从7.24降低到6.44,有利于益生菌如乳酸菌和双歧杆菌的生长和增殖。在酸奶生产和加工过程中,由于聚葡萄糖在低pH值下仍然稳定,聚葡萄糖可以提高膳食纤维含量,增强产品的口感。在低脂或无脂产品中有效防止取水分析,提高其持水性,有效提高产品的质量和口感。

研究表明,当酸奶产品中添加的多葡萄糖量为1%(W/W)时,可以增强产品的粘度和甜度,使产品的味道更加丰富。多葡萄糖可以提高酸奶中其他细菌的活力,有效延长酸奶的保质期。

当酸奶产品中多葡萄糖的添加量为3%(W/W)时,有利于酸奶的发酵,提高乳酸菌的活性,减少乳清的提取,在产品的组织形式中起关键作用,这种添加量达到最佳凝乳效果,并且酸度的甜度适中。当将4%(W / W)聚葡萄糖添加到固化酸奶中时,产品的味道细腻,甜度适中,乳清量显着减少,稳定性好,聚葡萄糖很好地保留了产品的风味,延长了保质期。

2.3 在软饮料中的应用

羧基纤维素钠是酸性饮料中最常见的增稠剂,由于它易溶于水,因此可以在水中形成高粘度溶液。甲基纤维素钠由于其耐酸特性而最常用于牛奶中,而甲基纤维素钠可有效防止酪蛋白沉淀,延长乳制品的保质期。甲基纤维素钠还可以提高果蔬饮料的悬浮稳定性,防止饮料中的沉淀,有效保持产品的稳定性及其外观。

Xyrgen胶具有天然口香糖的最高粘度,可溶于冷水,广泛用于软饮料的生产。氙胶水溶液具有典型的假塑性流动,当存在剪切力时粘度降低,当剪切力消失时恢复。大多数树胶在较大的温度范围内具有不稳定的粘度,而木兰胶的粘度变化比其他口香糖小得多。木原胶还具有良好的耐盐性,加热不会受到盐分的影响而沉淀。

木原胶也适用于果味和蛋白质饮料,增强酪蛋白等活性成分的悬浮液。木晶的假可塑性可以增强饮料的粘度,使饮料的味道更加浓郁,没有粘度。此外,木原胶还具有良好的相容性,当与其他增稠剂配合使用时会产生增效作用。

截至目前,增稠剂在食品中的应用尚不完善,生产技术环节薄弱,增稠剂的研发仍处于初级阶段。随着生活水平的提高,消费者对食品的香味、口感、外观等要求逐渐提高,未来增稠剂在食品加工中的应用具有广阔的发展空间和前景。

参考文献:增稠机理及其在食品加工中的应用.王淑梅, 王佳新.哈尔滨食品工程学院

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