在水果中,不可溶的膳食纤维主要是纤维素,而可溶的膳食纤维则一般是果胶。这些果胶通常紧密地和纤维素结合在一起。要想在体外把这些果胶剥离下来,除非添加额外的条件,例如强酸/强碱+长时间加热。因此,在家庭榨汁的条件下,一旦榨汁后剩下的水果干没吃就被扔掉,那么水果的不溶性膳食纤维肯定全军覆没,可溶性的膳食纤维也会损失不少。
阿拉伯胶一般是豆科金合欢树属的树干渗出物制得的琥珀色干粉,其主要成分为高分子多糖、少量蛋白质及其钙、镁和钾盐。阿拉伯胶的应用相当广泛。在营养学上,因其基本不产生热量,是良好的水溶性膳食纤维,被用于保健品及饮料上;在医学上,具有降低血液中胆固醇的功能;而在食品工业方面,因其具有乳化穏定性、胶粘性、增稠能力以及低消化性而被广泛应用。
乳化是乳化剂作用于油水两相的过程,其乳化性能的差异往往取决于乳化剂本身或乳化剂在界面膜的性质。因此,乳化剂使用量、pH、离子浓度以及温度等都对阿拉伯胶的乳化性能有一定的影响作用。
环境因素对阿拉伯胶乳化性能的影响
1、乳化剂使用量对阿拉伯胶乳化性能的影响
界面膜的机械强度与紧密程度是乳状液稳定性的决定因素。若乳化剂浓度较低,在界面上吸附的分子较少,膜中分子排列松散,界面膜强度较低,所形成的乳状液不稳定;当乳化剂浓度增加到一定程度后,界面上就会形成由定向吸附的乳化剂分子紧密排列组成的界面膜,阻碍液珠的聚并,因此可提高乳状液的稳定性。
利用响应曲面法得到9.62%(W/W)的阿拉伯胶以及3%(W/W)核桃油可以制得物理稳定性最高的乳状液;研究阿拉伯胶在界面膜上的吸附作用时发现,1wt%浓度的阿拉伯胶能够很好增强界面膜的强度从而达到提高乳状液稳定性的作用;发现当乳状液的粒径随阿拉伯胶浓度的增加(5w/w%增加到20w/w%)而减小,说明乳状液的稳定性增强,其乳化性能增强:通过对乳状液稳定性的探究,发现阿拉伯胶的使用量越高,乳状液的乳化稳定性越好,他们认为可能是乳状液粘度增大的原因。
2、pH对阿拉伯胶乳化性能的影响
发生乳化作用时,pH往往能使液滴带有一定量的电荷,因液滴之间的相互作用改变界面的絮凝程度以及液珠的粒径大小,从而影响其乳化性能。
研究人员着重探究了pH对阿拉伯胶-豌豆蛋白复合物乳化性能的影响,发现pH从2.4到4.4时,乳状液的稳定性提高,表明其乳化性能的增强;当pH2-6时乳状液的稳定性,发现pH2-3时有个剧烈变化的过程,而在pH3-6则无多大变化,说明对于阿拉伯胶稳定的乳状液更需要关注的是pH为2-3这一区间的变化;乳状液稳定性在pH为4.5及5.5时比pH为2.5更加稳定,因为较高的离子强度会使液滴表面电荷产生屏蔽作用而导致乳状液失稳。
3、离子浓度对阿拉伯胶乳化性能的影响
很多研究都表明,阿拉伯胶的分子结构是其具有良好乳化性能的一个重要因素,而离子的作用往是能够改变分子结构,这一点不容小觑;同时,离子浓度还可改变液滴粒径的大小达到增强乳化性能的作用,氯化钠浓度的变化能够导致阿拉伯胶乳状液平均液滴粒径的变化,主要是因为离子浓度能够增强阿拉伯胶在界面上的吸附作用。
在研究葡萄糖乳清蛋白混合物时使用阿拉伯胶作为乳化剂,同时研究了盐浓度对其乳化性能的影响,发现它在低浓度和高浓度条件下均具有较好的乳化性能;对比乳清蛋白分离物、阿拉伯胶、改性淀粉时,研究了盐浓度为0-500 mol/L的氯化钠对三者乳化性能的影响,他们认识到随着盐浓度的升高,其形成的乳状液粒径、zeta电位都有所升高,说明阿拉伯胶的乳化性能还是会有所下降;高强度的离子浓度会导致阿拉伯胶乳状液的稳定性减弱,因为液滴发生排斥絮凝,乳状液的稳定性下降。
4、温度对阿拉伯胶乳化性能的影响
温度可以增强乳状液的热运动,分子之间的相互运动增强,容易发生碰撞致界面膜的破坏,发生絮凝作用而影响阿拉伯胶的乳化作用。
探究了超声波处理对大豆蛋白分离物阿拉伯胶混合物物理化学性质的影响,发现随着温度的升高,乳状液的稳定性系数(ESI)升高,但达到一定值后,稳定性下降;温度阿拉伯胶有一定影响,乳状液粒径在30-70℃基本保持不变,80℃时粒径减小,而90℃后又略有回升,说明乳状液在80℃时稳定性最高。
环境因素大多通过对界面膜性质及其强度的改变来影阿拉伯胶的乳化性能,因此对于阿拉伯胶乳状液界面行为的研究将有助于我们对阿拉伯胶等乳化剂乳化性能有更深刻的了解。
婴幼儿食品是一类专门供给初生~3周岁婴幼儿的食品,可分为婴儿配方食品(分乳基、豆基和特殊医学用途)、较大婴儿和幼儿配方食品和婴幼儿断奶期(转奶期)食品。婴幼儿的生长期是人一生中身心健康发展的重要时期,婴幼儿食品是维系婴幼儿生命和健康的“粮食”,不同于普通的食品,其营养成分的选择和配比是根据不同年龄段或月龄段婴幼儿的生长发育对营养素的需求而设计的,对奠定婴幼儿一生的体格和智能极为重要。
婴幼儿食品安全是食品安全工作的重点领域。我国很重视婴幼儿食品的安全管理。目前,我国婴幼儿食品的开发研究日趋完善,配方更加科学,生产设备不断升级换代,质量控制水平不断提高,发展趋于成熟,已形成了由国际和国内知名品牌生产企业构成的生产群体,为我国婴幼儿的健康成长提供了丰富、合理的物质基础。
随着市场的繁荣和食品工业的发展,食品添加剂已经越来越广泛地应用于食品生产加工。但由于婴幼儿食品的特殊性,食品添加剂在其中的使用有更严格的管理和特殊的限量要求。在婴幼儿食品中常见的食品添加剂主要有用于提高产品营养素含量的营养强化剂及用于保持或改善产品品质或满足加工工艺需要用的乳化剂、酸度调节剂、抗氧化剂等。添加于婴幼儿食品中的食品添加剂应符如下要求:
1、产品中所使用的原料应符合相应的安全标准和/或相关规定,应保证婴儿的安全、满足营养需要,不应使用危害婴儿营养与健康的物质。
2、所使用的原料和食品添加剂不应含有谷蛋白。
3、不应使用氢化油脂。
4、不应使用经辐照处理过的原料。
目前,婴幼儿食品中违规使用非食用物质和滥用食品添加剂的现象依然存在。为建立合理的添加原则,保障产品的质量,减少因滥用食品添加剂所致的健康危害,国际组织和我国均制定了相应的法规和标准。
脂肪酸按碳链长短可分为短链脂肪酸、中链脂肪酸及长链脂肪酸。碳链上的碳原子数小于6的称为短链脂肪酸;碳链上碳原子数为6-12的脂肪酸称为中链脂肪酸;碳链上碳原子数大于12为长链脂肪酸。其中中长链脂肪酸主要是辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸。
变性淀粉长链脂肪酸淀粉酯的合成主要有化学法、酶法、物理法,不同方法的工艺条件,适用范围有所不同。其中化学法研究比较早,且广泛应用于各类脂肪酸淀粉酯的合成。与化学法相比脂肪酶催化合成淀粉酯反应过程无有毒溶剂,不污染环境。物理法主要以挤压法和滚筒法为主,微波法近年来也应用于长链淀粉酯的合成。
长链脂肪酸淀粉酯的提取方法
化学法
化学法包括有机溶剂法,水媒法,熔融法。溶剂法是二甲基甲酰胺等有机溶剂在碱性催化剂存在下进行酯化反应反应,适合于制备各种酯化度不同的淀粉脂肪酸酯,但该法需要使用较大量的有机溶剂,回收成本较高。熔融法对温度、压力很高,反应不易控制。水媒法合成工艺简单易控制,不需使用大量有机溶剂,生产成本较低,但使用的范围有限。
1、将玉米淀粉与二甲基亚砜在70℃混合3h,再加入硬脂酸乙烯酯或月桂酸乙烯酯,利用碳酸钠作为催化剂,110℃下反应24h,最后合成硬脂酸淀粉酯和月桂酸淀粉酯。
2、将淀粉与辛酰氯在有机溶剂中反应制备了不同取代度的淀粉辛酸酯,并对其乳化性能进行了研究。
酶法
酶法合成长链脂肪酸淀粉酯主要利用脂肪酶
1、利用淀粉与癸酸在脂肪酶(来自米曲霉)作用下合成癸酸淀粉酯。首先将淀粉与磷酸钠缓冲溶液混合(40%,w/v),置于50mL圆底烧瓶中,90℃反应1h。冷却到50℃后,加入脂肪酶溶液(0.5mL·g-1淀粉),最后加入0.5g癸酸,搅拌混合液,进行反应。混合液经沉淀,洗涤,干燥后得癸酸淀粉酯。
2、利用胰脂肪酶合成不同碳链长度的脂肪酸玉米淀粉酯,并对溶剂、温度对淀粉酯的影响和淀粉酯的结构进行了研究。
物理法
1、将硬脂酸与盐酸的混合液与淀粉混合,经过螺杆挤压机,进行淀粉酯的合成。
2、利用滚筒干燥技术合成了硬脂酸大米淀粉酯。
3、以玉米淀粉为原料,油酸为酯化剂,在微波条件下合成油酸玉米淀粉酯,着重研究了油酸玉米淀粉酯的透明度、抗凝沉性和乳化性等性质。
4、利用微波法合成硬脂酸淀粉酯,并对硬脂酸玉米淀粉酯的性质进行了深入研究。与其他方法相比,微波法的优势在于反应过程中酸解和酯化同时进行,大大缩短了反应时间,提高了反应效率。
经长链脂肪酸酯化后的淀粉大大改进了原淀粉的性能,粘度较低、透明度较高、抗凝沉性好。淀粉由于长链脂肪酸的引入使其具有很好的亲油性,从而有很好的表面活性。其乳化性及乳化稳定性高于原淀粉。长链脂肪酸淀粉酯的吸水能力和持水时间低于原淀粉,高取代的长链脂肪酸淀粉酯抗张强度差而膜断裂伸长率较高,且随脂肪链的长度和取代度的增加而增加,但它的抗张强度则会降低。
长链脂肪酸淀粉酯的应用
长链脂肪酸淀粉酯在食品工业中主要作为乳化剂,增稠剂、凝胶稳定剂等,可应用于诸如低脂冰淇淋、色拉调味料、焙烤食品、奶酪、酸奶等食品中。还可代替原淀粉用于纺织业,其上浆率比原淀粉高;作为乳化剂、悬浮剂、洗涤剂等应用于化妆品行业;可应用于生物可降解材料的合成;可以作为药物的基质载体和保健性食品中的有效成分。
长链脂肪酸淀粉酯在食品工业中主要作为乳化剂,增稠剂、凝胶稳定剂等;但因长链脂肪酸淀粉酯具有特殊的热塑性、疏水性、乳化性和可生物降解性,所以可作为多种石油化工产品的代用品。虽然我国淀粉资源丰富,但对脂肪酸淀粉酯的研究较少,未来可进一步深入研究。