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1、 食品增稠剂第三章 熟悉食品增稠剂概念及影响其作用效果的因素，掌握食品增稠剂的分类特性、应用及注意事项。第一节 食品增稠剂概述l食品增稠剂的概念及功能l食品增稠剂作用原理l食品增稠剂的分类l食品增稠剂在食品中的作用 食品增稠剂通常是指能溶解于水中，并在一定条件下充分水化形成粘稠、滑腻或胶冻液的大分子物质，又称食品胶。功能 能增加流体或半流体食品的黏度，并能保持所在体系的相对稳定。1.食品增稠剂的概念及功能概念3.食品增稠剂的作用起泡作用和稳定泡沫作用冰淇淋蛋糕啤酒面包粘合作用香肠片、粒状产品粉末的颗粒化香料的颗粒化成膜作用 能在食品表面形成非常光润的薄膜，可以防止冰冻食品、固体粉末食品表面吸湿
2、而导致的质量下降。食用包装膜果蔬保鲜 食品抛光用于保健低热量食品的生产矫为作用对一些不良的气味有掩蔽作用。环状糊精海藻酸钠结晶控制澄清作用冰制品糖浆啤酒果酒保水作用肉制品面粉制品 可以加速水分向蛋白质分子和淀粉颗粒渗透的速度。 吸收几十倍乃至上百倍于自身质量的水分，并有持水性，可改善制品的吸水量，使产品的质量增大。混浊作用乳化作用凝胶作用脱膜、润滑作用果汁饮料饮料调味料香精布丁甜点心果冻肉冻橡皮糖软糖糖衣保护性作用乳色素稳定、悬浮作用饮料汽酒啤酒奶油蛋黄酱4.食品增稠剂的分类 食品增稠剂化学成分大多是天然多糖及其衍生物（除明胶是由氨基酸构成外），广泛分布于自然界，已有40余种，根据其来源，大致
3、可分为四类。l由植物渗出液制取的增稠剂l由植物种子、海藻制取的增稠剂l由含蛋白质的动物原料制取的增稠剂l以天然物质为基础的半合成增稠剂由植物渗出液制取的增稠剂在含多羟基的分子链中，穿插一定数量氧化基团（羧基占很大比例）。这些羧基常以钙、镁或钾盐的形式存在。植物表皮损伤的渗出液葡萄糖和其他单糖缩合的多糖衍生物来源成分结构品种阿拉伯胶黄蓍胶刺梧桐胶由植物种子、海藻制取的增稠剂来源陆地、海洋植物及其种子成分水溶性多糖种植布局选种种子收集处理多糖酸的盐增稠剂卡拉胶瓜而胶海藻酸由含蛋白质的动物原料制取的增稠剂来源从动物的皮、骨、筋、乳等原料中提取的成分蛋白质增稠剂明胶蛋白冻皮冻以天然物质为基础的半合成增
4、稠剂按加工工艺分类化学合成品微生物代谢产品 以纤维素、淀粉为原料，在酸、碱、盐等化学原料作用下，经过水解、缩合、提纯等工艺制得。羧甲基纤维素钠变性淀粉海藻酸丙二醇酯化学合成品 真菌或细菌（特别是由它们生产的酶）与淀粉类物质作用时制得。黄原胶 将淀粉几乎全部分解为单糖，紧接着这些单糖又发生缩聚反应再缩合成新的分子。微生物代谢产品第二节 食品增稠剂的特性比较 增稠剂食品口味外观形状贮存特性目的改善赋予胶凝琼脂阿拉伯胶卡拉胶产品体系 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
5、迁移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三节 食品增稠剂的结构和流变性作用大小流变性食品增稠剂结构l食品增稠剂的黏度l增稠剂的协同效应l增稠剂的凝胶作用 l增稠剂的乳化作用 1. 浓度对食品增稠剂黏度的
6、影响 较低浓度牛顿液体的流变特性较高浓度假塑性 在浓度变化较小的范围内，随着食品增稠剂浓度的增加，含有食品增稠剂的溶液的黏度也增加。Lg=a-bW黏度特性系数a、b 浓度 W阿拉伯胶阿拉伯胶水溶液的粘度最低高度的分支结构球状(不易伸展)形态配制成50%浓度的水溶液而仍具有流动性40%牛顿流体假塑性流体2.pH值对黏度的影响增稠剂的黏度随pH值发生变化海藻酸钠pH值510时黏度稳定pH值小于4.5时黏度增加海藻酸丙二醇酯pH值为23时沉淀析出黏度最大黄原胶影响最小变化的大小随增稠剂的品种不同而不同3.温度对黏度的影响温度升高分子运动速度加快溶液的黏度降低可逆的下降不可逆的下降温度升高化学反应速度
7、加快在强酸条件下高分子胶体解聚黏度的下降黄原胶海藻酸丙二醇酯4.切变力对增稠剂溶液黏度的影响 具有假塑性的液体饮料或食品调味料，在挤压、搅拌等切变力的作用下发生的切变稀化现象，有利于这些产品的管道运送和分散包装。增稠剂溶液搅拌泵压黏度下降5.有机溶剂对增稠剂溶液黏度的影响极性有机溶剂有机极性溶剂的水溶液增稠剂增塑剂增稠剂膜CMC薄膜甘油6.增稠剂的协同效应相乘效应 两种增稠剂混合溶液经过一定的时间后，体系的黏度大于体系中各组分黏度的总和，或者在形成凝胶后为高强度的凝胶。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黄蓍胶卡拉胶和槐豆胶体系卡拉胶线性高分子多糖槐豆胶有一定的支链 在卡拉胶和
8、槐豆胶形成的凝胶体系中，卡拉胶的双螺管结构与槐豆胶的无侧链区之间的强键合作用，使生产的凝胶具有更高的强度。瓜尔胶因为其侧链太密而不具有明显的增稠效应叠加减的效应 两种增稠剂混合溶液经过一定的时间后，体系的黏度小于体系中各组分黏度的总和，或者在形成凝胶后为高强度的凝胶。阿拉伯胶可降低黄蓍胶的黏度 阿拉伯胶可结合更多的水，制约了在水中可能溶胀的黄蓍胶糖的溶胀，降低了黄蓍胶溶液的黏度。7.增稠剂的凝胶作用 凝胶是空间三维的网络结构 当体系中溶有特定分子结构的增稠剂，其浓度达到一定值，而体系的组成也达到一定的要求时，体系可形成凝胶。大分子聚集大分子链间的交联与螯合大分子与溶剂的强亲合性形成凝胶 随着阳
9、离子浓度是升高，果胶做形成的凝胶的强度，以及凝胶的熔化温度都升高了。明胶溶液1%2%30以下琼脂溶液1%3338卡拉胶溶液1%阳离子K+和Ca2+的浓度为0.1%0.9%2070果胶溶液1%pH3可溶性固体55%室温K+或Ca2+存在增稠剂凝胶的触变l凝胶形成的三维网络结构是松弛的l切变力可以破坏松弛的三维网络结构l在切变力的作用下，凝胶有切变稀化、摇溶或者触变的现象l外力一停止，经过一段时间，已经摇溶或变稀的凝胶又可以冻结成凝胶。第二节 海藻胶海藻胶是从天然海藻中提取的一类食品胶海藻酸及海藻酸盐琼脂卡拉胶增稠性稳定性保形性胶凝性薄膜成型性保健产销量最大的食品增稠剂之一1. 海藻酸和海藻酸盐褐
10、藻来源水溶性胶水不溶性胶分类l海藻酸的一价盐l海藻酸衍生物1.1 水溶性胶l两种海藻酸的二价盐海藻酸镁海藻酸汞海藻酸钠海藻酸钾海藻酸铵海藻酸丙二酯 l海藻酸l海藻酸的二价盐（镁、汞盐除外）l海藻酸的三价盐（海藻酸铝、铁、铬等）1.2 水不溶性胶1.3 海藻酸的化学结构线性直链型糖苷键型（14）单糖单位-L-古罗糖醛酸(G)-D-甘露糖醛酸(M) 一种糖醛酸构成的连续链段 两种糖醛酸链节构成嵌段共聚物106左右 分子量 组成海藻酸的两种糖醛酸的因生物不同而有差异 两种糖醛酸在分子中的比例变化，以及其所在的位置不同，都会直接导致海藻酸的性质差异。1.4 海藻酸的化学结构对性质的影响黏性胶凝性离子选
11、择性刚性聚古罗糖醛酸链段聚甘露糖醛酸链段线团体积两种糖醛酸单独构成的链段不同种糖醛酸链节构成的链段柔顺性海藻酸分子链段的刚性越大，则配制成的溶液黏度越大，形成的凝胶的脆性也越大。 1.5 海藻酸的生产方法 化学方法马尾藻浸 提碳酸钠过滤漂白次氯酸钠酸析盐酸过滤烘干包装海藻酸原料海带和马尾藻 方法优化马尾藻除杂酶解过滤水洗常规工艺提取海藻酸酶解马尾松藻木瓜酶水目的提高海藻酸的提取率 发酵方法l可以通过发酵条件的变化来改变/比值，进行控优化生产。 菌种维氏固氮菌l利用大气中氮气，发酵时不需添加氮源，降低成本。优点l发酵中不易受污染l不受地理环境和气候条件的限制和影响l可以进行工厂规模控优化生产1.
12、6 海藻酸盐溶液的性质 部分海藻酸盐可以溶于水中，制成具有高度流动性的均匀溶液。起到增稠、稳定、乳化、分散和成膜的能力 。影响海藻酸盐溶液流体性质的因素温度溶剂浓度pH值温度 将海藻酸盐水溶液冷冻后，再重新解冻，其表观黏度不会改变。温度升高黏度下降5.612%温度降低黏度增大不会生成凝胶 海藻酸盐溶液具有抗冷冻的功能，可以用于冷冻食品。热降解溶剂 添加少量能与水混溶的非水溶剂，如乙醇、乙二醇或丙酮，都会增大海藻酸盐溶液的黏度。若增大添加量，将导致海藻酸盐沉淀。 随着浓度的增加，黏度增大较快。溶剂浓度pH值海藻酸钠残留钙最低限量钙酸性pH低于5.0时黏度增加pH3.04.0时黏度稳定碱性pH在1
13、1.0左右不稳定黏度下降降解1.7 海藻酸盐的凝胶化 海藻酸盐可与大多数多价阳离子（镁和汞除外）产生交联反应。随着多价阳离子浓度逐渐增加海藻酸盐溶液变稠凝胶沉淀l凝胶的形成l凝胶的性质l凝胶的制作凝胶的形成 相邻的海藻酸盐链段间的两个羧基与多价阳离子间产生离子架桥交联，使海藻酸盐高分子链形成网状结构，限制了高分子链的自由运动。 所有海藻酸盐凝胶都是海藻酸盐分子间相互作用的结果凝胶的性质 热不可逆性选择适当的胶凝剂，可以调节凝胶的结构和强度。多价阳离子钙制备不溶性海藻酸盐纤维和薄膜改变海藻酸盐溶液的流体性质和凝胶性质的海藻酸盐黏度越高，则形成的凝胶越脆凝胶的制作控制凝胶强度或凝胶时间降低钙含量可
14、以得到较软的凝胶，增大钙含量则得到较硬的凝胶。 过量的钙或加钙速度过快，有可能导致局部反应过快，导致产生不连续凝胶或沉淀。 螯合剂添加量过低，可能生成不连续凝胶。添加螯合剂可以控制加钙的速率，减弱凝胶生成作用三聚磷酸钠六偏磷酸钠在酸性体系中，添加可缓慢溶解的酸，可以加速凝胶的形成。1.8 海藻酸盐与其他物质的相容性海藻酸盐在溶液中与多种物质具有广泛的相容性增稠剂糖类油类脂肪颜料防腐剂增稠剂酶 某些增稠剂所含的多价离子可能会使海藻酸盐溶液形成凝胶。为了防止形成凝胶，可以添加适量的螯合剂。 1.9 海藻酸盐的应用增稠作用应尽量选用相对分子质量较大的产品浓度0.5%添加少量钙离子，可以提高其增稠效果
15、。溶解方法高剪切溶解的方法干粉混合分散适当加热胶凝作用海藻酸钾浓度低相对分子质量海藻酸钠海藻酸铵0.5%2.0%高相对分子质量所需的钙离子量pH为4.0时化学计算量10-15%pH为7.0时需要两倍的钙离子成膜性能采用低相对分子质量、低钙含量的海藻酸盐，有利于制成较好的薄膜。海藻酸盐溶液薄层薄膜蒸发除水对油和脂肪是不渗透的，可以透过水蒸气，置于水中可以重新溶解。丙三醇增塑干燥状态下较脆与蛋白质间的作用沉淀回收蛋白质抑制蛋白质沉淀 在pH较低时（pH3.5-4.0），海藻酸盐蛋白质作用，沉淀蛋白质。其能力比果胶和羧甲基纤维素更强。氢键范德华力静电 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，以保持溶液中的蛋白质。 海藻酸丙二醇酯 (简称PGA)海藻酸与环氧丙烷反应制成的高分子化合物。 乳化能力泡沫稳定性含有亲油性的丙二醇基胶体溶液啤酒泡沫稳定剂 抗盐析能力强 良好的耐酸性 PGA在食品中应用浓缩果汁饮料悬浮剂稳定剂增稠剂啤酒泡沫稳定剂人造奶油乳制品冷冻食品乳化剂调味品肉卤汁增稠剂方便食品组织改良剂
