[2017年整理]表面活性剂之增稠剂

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1、表面活性剂之增稠剂院系：化学化工学院专业：化学工程与工艺班级:化工 092 班姓名：邵凤梅学号：20090915223摘要：增稠剂是一种食品添加剂，主要用于改善和增加食品的粘稠度，保持流态食品、胶冻食品的色、香、味和稳定性，改善食品物理性状，并能使食品有润滑适口的感觉。增稠剂可提高食品的黏稠度或形成凝胶，从而改变食品的物理性状，赋予食品黏润、适宜的口感，并兼有乳化、稳定或使呈悬浮状态的作用，中国目前批准使用的增稠剂品种有 39 种。增稠剂都是亲水性高分子化合物，也称水溶胶。按其来源可分为天然和化学合成（包括半合成）两大类。 关键字：食品胶添加剂，增稠剂。一 、 增 稠 剂 概 述增 稠 剂 是

2、 一 种 流 变 助 剂 ， 不 仅 可 以 使 涂 料 增 稠 ， 防 止 施 工 中 出 现 流 挂 现象 ， 而 且 能 赋 予 涂 料 优 异 的 机 械 性 能 和 贮 存 稳 定 性 。 对 于 黏 度 较 低 的 水 性 涂料 来 说 ， 是 非 常 重 要 的 一 类 助 剂 。 有 水 性 和 油 性 之 分 。 尤 其 是 水 相 增 稠 剂 应 用 更 为 普 遍 。 增 稠 剂 实 质 上 是一 种 流 变 助 剂 ， 加 入 增 稠 剂 后 能 调 节 流 变 性 ， 使 胶 黏 剂 和 密 封 剂 增 稠 ， 防 止填 料 沉 淀 ， 赋 予 良 好 的 物 理 机

3、 械 稳 定 性 ， 控 制 施 工 过 程 的 流 变 性 (施 胶 时不 流 挂 、 不 滴 淌 、 不 飞 液 )， 还 能 起 着 降 低 成 本 的 作 用 。 特 别 对 于 胶 黏 剂 和 密 封 剂 的 制 造 、 储 存 、 使 用 都 很 重 要 ， 能 够 改 进 和 调节 黏 度 ， 获 得 稳 定 、 防 沉 、 减 渗 、 防 淌 、 触 变 等 性 能 。食 品 级 的 增 稠 剂 -素 肉 粉 是 一 种 水 相 增 稠 剂 ， 同 时 它 也 是 一 种 油 相 增 稠 剂 ，也 就 是 说 ， 它 遇 水 可 以 大 量 的 吸 水 ， 吸 水 30 倍 时

4、 可 以 形 成 凝 胶 ， 吸 水 50=-100 倍 时 ， 可 以 成 糊 状 、 吸 水 100-200 倍 时 ， 可 以 使 水 体 及 含 蛋 白 、 油 脂 的体 系 形 成 浓 郁 感 ， 质 感 强 烈 。 素 肉 粉 是 由 海 洋 藻 类 及 陆 生 植 物 魔 芋 提 取 ， 藻类 在 生 长 的 过 程 中 会 通 过 光 合 作 用 ， 将 海 里 的 二 氧 化 碳 吸 收 ， 对 环 境 有 好 处 ，在 食 品 中 添 加 素 肉 粉 ， 也 是 一 种 爱 地 球 、 绿 色 环 保 的 生 存 方 式 。 食品增稠剂主要用于饮料、罐头、糖果、糕点、乳品及

5、冰激凌的生产过程中。其主要作用有：起泡作用，也可以稳定泡沫，成膜作用，乳化作用，保水作用，粘合作用等。例如明胶不仅是最常见的食品增稠剂，也是一种动物胶。在高温时粘度降低，但在低温时粘度增加，形成凝胶，这种热可逆性在食品工业中被广泛的应用。由于明胶是动物胶原水解产生的一种蛋白质，所以在进入胃后能抑制牛奶等蛋白质因胃酸作用而引起的凝胶作用。明胶既是一种保护性胶体，也是一种常用的乳化剂。再如结冷胶是目前开发出来的效果较好的微生物胶，在很多方面都优于传统的黄原胶，不仅能改善食品的风味，还能提高食品的色泽和持水性。又如水溶胶及其降解产物大多都有生理活性，如降解的瓜尔豆胶能调节血脂，常见的海藻酸钠有显著的

6、降压功能，还有黄原胶也具有抗氧化和免疫作用。二 、 增 稠 剂 种 类目 前 市 场 上 可 选 用 的 增 稠 剂 品 种 很 多 ， 主 要 有 无 机 增 稠 剂 、 纤 维 素 类 、聚 丙 烯 酸 酯 和 缔 合 型 聚 氨 酯 增 稠 剂 四 类 。 纤 维 素 类 增 稠 剂 的 使 用 历 史 较 长 、品 种 很 多 ， 有 甲 基 纤 维 素 、 羧 甲 基 纤 维 素 、 羟 乙 基 纤 维 素 、 羟 丙 基 甲 基 纤 维素 等 ， 曾 是 增 稠 剂 的 主 流 ， 其 中 最 常 用 的 是 羟 乙 基 纤 维 素 。 聚 丙 烯 酸 酯 增 稠剂 基 本 上 可

7、 分 为 两 种 ： 一 种 是 水 溶 性 的 聚 丙 烯 酸 盐 ； 另 一 种 是 丙 烯 酸 、 甲 基丙 烯 酸 的 均 聚 物 或 共 聚 物 乳 液 增 稠 剂 ， 这 种 增 稠 剂 本 身 是 酸 性 的 ， 须 用 碱 或氨 水 中 和 至 pH89 才 能 达 到 增 稠 效 果 ， 也 称 为 丙 烯 酸 碱 溶 胀 增 稠 剂 。 聚 氨 酯类 增 稠 剂 是 近 年 来 新 开 发 的 缔 合 型 增 稠 剂 。 无 机 增 稠 剂 是 一 类 吸 水 膨 胀 而 形成 触 变 性 的 凝 胶 矿 物 。 主 要 有 膨 润 土 、 凹 凸 棒 土 、 硅 酸 铝

8、等 ， 其 中 膨 润 土 最为 常 用 。 实 际 使 用 的 增 稠 剂 按 作 用 机 理 可 分 为 水 相 增 稠 剂 和 油 相 增 稠 剂 两 大 类 ，前 者 品 种 很 多 ， 后 者 相 当 少 。 增 稠 剂 有 如 下 一 些 类 别 ： (1)无 机 增 稠 剂 (气 相 法 白 炭 黑 、 钠 基 膨 润 土 、 有 机 膨 润 土 、 硅 藻 土 、 凹凸 棒 石 土 、 分 子 筛 、 硅 凝 胶 )。 (2)纤 维 素 醚 (甲 基 纤 维 素 、 羟 丙 基 甲 基 纤 维 素 、 羧 甲 基 纤 维 素 钠 、 羟 乙基 纤 维 素 )。 (3)天 然 高

9、 分 子 及 其 衍 生 物 (淀 粉 、 明 胶 、 海 藻 酸 钠 、 干 酪 素 、 瓜 尔 胶 、甲 壳 胺 、 阿 拉 伯 树 胶 、 黄 原 胶 、 大 豆 蛋 白 胶 、 天 然 橡 胶 、 羊 毛 脂 、 琼 脂 )。 (4)合 成 高 分 子 (聚 丙 烯 酰 胺 、 聚 乙 烯 醇 、 聚 乙 烯 吡 咯 烷 酮 、 聚 氧 化 乙 烯 、卡 波 树 脂 、 聚 丙 烯 酸 、 聚 丙 烯 酸 钠 、 聚 丙 烯 酸 酯 共 聚 乳 液 、 顺 丁 橡 胶 、 丁 苯橡 胶 、 聚 氨 酯 、 改 性 聚 脲 、 低 分 子 聚 乙 烯 蜡 )。 (5)络 合 型 有 机

10、金 属 化 合 物 (氨 基 醇 络 合 型 钛 酸 酯 )。 (6)印 花 增 稠 剂 包 括 （ 分 散 增 稠 剂 涂 料 增 稠 剂 活 性 增 稠 剂 ）三 、 增 稠 机 理纤 维 素 类 增 稠 剂 的 增 稠 机 理 是 疏 水 主 链 与 周 围 水 分 子 通 过 氢 键 缔 合 ， 提高 了 聚 合 物 本 身 的 流 体 体 积 ， 减 少 了 颗 粒 自 由 活 动 的 空 间 ， 从 而 提 高 了 体 系黏 度 。 也 可 以 通 过 分 子 链 的 缠 绕 实 现 黏 度 的 提 高 ， 表 现 为 在 静 态 和 低 剪 切 有高 黏 度 ， 在 高 剪 切

11、下 为 低 黏 度 。 这 是 因 为 静 态 或 低 剪 切 速 度 时 ， 纤 维 素 分 子链 处 于 无 序 状 态 而 使 体 系 呈 现 高 粘 性 ； 而 在 高 剪 切 速 度 时 ， 分 子 平 行 于 流 动方 向 作 有 序 排 列 ， 易 于 相 互 滑 动 ， 所 以 体 系 黏 度 下 降 。 聚 丙 烯 酸 类 增 稠 剂 其 增 稠 机 理 是 增 稠 剂 溶 于 水 中 ， 通 过 羧 酸 根 离 子 的 同性 静 电 斥 力 ， 分 子 链 由 螺 旋 状 伸 展 为 棒 状 ， 从 而 提 高 了 水 相 的 黏 度 。 另 外 它还 通 过 在 乳 胶

12、粒 与 颜 料 之 间 架 桥 形 成 网 状 结 构 ， 增 加 了 体 系 的 黏 度 。 缔 合 型 聚 氨 酯 类 增 稠 剂 A.J. Reuvers 对 缔 合 型 聚 氨 酯 类 增 稠 剂 的 增 稠机 理 作 了 详 细 的 研 究 。 这 类 增 稠 剂 的 分 子 结 构 中 引 入 了 亲 水 基 团 和 疏 水 基 团 ，使 其 呈 现 出 一 定 的 表 面 活 性 剂 的 性 质 。 当 它 的 水 溶 液 浓 度 超 过 某 一 特 定 浓 度时 ， 形 成 胶 束 ， 胶 束 和 聚 合 物 粒 子 缔 合 形 成 网 状 结 构 ， 使 体 系 黏 度 增

13、加 。 另一 方 面 一 个 分 子 带 几 个 胶 束 ， 降 低 了 水 分 子 的 迁 移 性 ， 使 水 相 黏 度 也 提 高 。这 类 增 稠 剂 不 仅 对 涂 料 的 流 变 性 产 生 影 响 ， 而 且 与 相 邻 的 乳 胶 粒 子 间 存 在 相互 作 用 ， 如 果 这 个 作 用 太 强 的 话 ， 容 易 引 起 乳 胶 分 层 。 无 机 增 稠 剂 膨 润 土 是 一 种 层 状 硅 酸 盐 ， 吸 水 后 膨 胀 形 成 絮 状 物 质 ， 具 有良 好 的 悬 浮 性 和 分 散 性 ， 与 适 量 的 水 结 合 成 胶 状 体 ， 在 水 中 能 释

14、放 出 带 电 微粒 ， 增 大 体 系 黏 度 。 各 类 增 稠 剂 的 特 点 及 其 选 择 纤 维 素 类 增 稠 剂 纤 维 素 类 增 稠 剂 的 增 稠 效 率 高 ， 尤 其 是 对 水 相 的 增 稠 ；对 涂 料 涂 料 的 限 制 少 ， 应 用 广 泛 ； 可 使 用 的 pH 范 围 大 。 但 存 在 流 平 性 较 差 ，辊 涂 时 飞 溅 现 象 较 多 、 稳 定 性 不 好 ， 易 受 微 生 物 降 解 等 缺 点 。 由 于 其 在 高 剪切 下 为 低 黏 度 ， 在 静 态 和 低 剪 切 有 高 黏 度 ， 所 以 涂 布 完 成 后 ， 黏 度

15、 迅 速 增 加 ，可 以 防 止 流 挂 ， 但 另 一 方 面 造 成 流 平 性 较 差 。 有 研 究 表 明 ， 增 稠 剂 的 相 对 分子 质 量 增 加 ， 乳 胶 涂 料 的 飞 溅 性 也 增 加 。 纤 维 素 类 增 稠 剂 由 于 相 对 分 子 质 量很 大 ， 所 以 易 产 生 飞 溅 。 此 类 增 稠 剂 是 通 过 “固 定 水 ”达 到 增 稠 效 果 ， 对 颜料 和 乳 胶 粒 子 极 少 吸 附 ， 增 稠 剂 的 体 积 膨 胀 充 满 整 个 水 相 ， 把 悬 浮 的 颜 料 和乳 胶 粒 子 挤 到 一 边 ， 容 易 产 生 絮 凝 ，

16、因 而 稳 定 性 不 佳 。 由 于 是 天 然 高 分 子 ，易 受 微 生 物 攻 击 。 聚 丙 烯 酸 类 增 稠 剂 聚 丙 烯 酸 类 增 稠 剂 具 有 较 强 的 增 稠 性 和 较 好 的 流 平 性 ，生 物 稳 定 性 好 ， 但 对 pH 值 敏 感 、 耐 水 性 不 佳 。 缔 合 型 聚 氨 酯 类 增 稠 剂 这 种 缔 合 结 构 在 剪 切 力 的 作 用 下 受 到 破 坏 ， 黏 度降 低 ， 当 剪 切 力 消 失 黏 度 又 可 恢 复 ， 可 防 止 施 工 过 程 出 现 流 挂 现 象 。 并 且 其 黏 度 恢 复 具 有 一 定 的 滞 后 性 ， 有 利 于 涂 膜 流 平 。 聚 氨 酯 增 稠 剂 的相 对 分 子 质 量 (数 千 至 数 万 )比 前 两 类 增 稠 剂 的 相 对 分 子 质 量 (数 十 万 至 数 百万 )低 得 多 ， 不 会 助 长 飞 溅 。 纤 维 素 类 增 稠 剂 高 度 的 水 溶 性 会