将普通淀粉通过物理、化学或酶法处理,可得变性淀粉,变性淀粉与原淀粉相比,在糊化温度、热粘度及其稳定性、冻融稳定性、凝胶力、成膜性、透明性等性质都发生一定程度的改变。常用于食品加工的变性淀粉有:预糊化淀粉、麦芽糊精、酸变性淀粉、羟丙基淀粉、酯化淀粉、羧甲基淀粉、交联淀粉、复合变性淀粉等。下文是几种常见变性淀粉在食品中的应用。
1.麦芽糊精
麦芽糊精具有甜度低、粘度高、溶解性佳、暖湿性小、增稠性强、成膜性优等特性。在糖果工业,麦芽糊精能有效降低糖果甜度、增加糖果韧性,提高糖果质量。在冷饮饮料中,麦芽糊精作为重要原料,能提高产品溶解性,突出原有产品风味,增强粘稠感。在儿童食品中,麦芽糊精因低甜度和易吸收可作为理想载体,预防或减轻儿童龋齿病和肥胖症,低DE值麦芽糊精遇水易生成凝胶,其口感与油脂类似,因此在油脂含量较高食品中,如冰淇淋、鲜奶蛋糕等,可代替其中部分油脂,降低食品热量,同时并不影响口感。
2.预糊化淀粉
该产品自身已熟化,可直接添加到终端产品中,具有增稠、稳定、改善口感等功能,能赋予食品浆状或粒状组织,不论在高酸性或低酸性环境中均能适用,使产品外观和口感都得以改善。由于这种淀粉能在食品加工中模拟番茄和果浆特性,尤适于开发番茄产品,制造具有“真番茄”特征和高度浆状外观产品。
3.羟丙基淀粉
羟丙基淀粉是环氧丙烷在碱性条件下与淀粉发生醚化反应而制得一类非离子型变性淀粉。羟丙基变性淀粉可作为食品增稠剂、悬浮剂和涂料等,作为增稠剂特别适于冷冻食品和方便食品,使食品在低温储存时具有良好保水性。因与其它物料相容性好,能与其它增稠剂共用,如可与果胶、卡拉胶共用于乳制品。此外,因其对电解质影响稳定性高,更适于含盐量高的食品。其作为悬浮剂加入浓缩橙汁或酱油中,流动性好,放置不分层和沉淀,用作食品涂料和包装薄膜的高直链羟丙基淀粉能溶于水,形成透明并可食用薄膜,氧气不能渗入,在常温和不同相对湿度时都是如此,适于作食品涂料和包装之用。
4.酸变性淀粉
用酸处理一般淀粉乳使之改性为变性淀粉,属可溶性淀粉。酸处理后淀粉,大大提高淀粉凝胶性(酸变性玉米淀粉为最),可用于果冻、夹心饼、糖精生产:酸变性淀粉,其冷粘度与热粘度比值增大。
5.酯化淀粉
淀粉磷酸酯
淀粉磷酸酯是将正磷酸钠或三聚磷酸钠、三偏磷酸钠等磷酸盐与淀粉分子羟基发生酯化反应而制得。按成酯数可分为磷酸一酯、磷酸二酯和磷酸三酯,其中磷酸与两分子淀粉反应生成磷酸二酯属交联淀粉。淀粉磷酸酯水溶性较好,并具有较高糊粘度、透明度和稳定性,在食品业可用作增稠剂、稳定剂、乳化剂。淀粉磷酸酯可在橙汁生产中作乳化剂,代替价格较高阿拉伯胶。淀粉磷酸二酯对面条、方便面品质改良具有明显效果。在面条加工中,淀粉磷酸二酯作为增稠剂,由于其具有良好粘附性能,加入面粉中和面时,能使面筋与淀粉颗粒、淀粉颗粒与淀粉颗粒及它们与破碎面筋片段能很好粘合起来,形成具有良好粘弹性和延伸性面团,添加淀粉磷酸二酯面条强度大、断条率低、口感嫩滑、有咬劲。方便面使用淀粉磷酸二酯可降低2%~3%耗油量。若蛋糕添加其≤4%量,能延长蛋糕货架寿命,延缓蛋糕老化,对蛋白发泡体系持泡性能也有显著改善。
辛烯基琥珀酸淀粉酯钠
辛烯基琥珀酸淀粉酯钠又称纯胶,在水包油型乳浊液中具有特殊乳化稳定性,是一类新型食品乳化稳定剂和增稠剂。辛烯基琥珀酸淀粉酯钠在水乳液中能均匀分散,稳定规定淀粉含量和所需粘度的乳化液,并有良好流动性,且乳浊液具良好光泽度,在容器壁上不会挂壁。
6.羧甲基淀粉
羧甲基淀粉(CMS)是淀粉与氯乙酸在碱性条件下发生醚化反应而制得水溶性淀粉衍生物,是变性淀粉主要品种之一。CMS为白色粉末,无毒、无臭,类似于其它淀粉通性,能直接溶解于冷水的高分子淀粉醚,具有增稠、乳化、分散、粘合等优良性能。由于其结构和性能与羧甲基纤维素(CMC)相近,可在许多场合部分代替价格昂贵羧甲基纤维素,广泛用于石油钻井、洗涤用品、化妆品、纺织浆料、造纸、食品、建材、铸造、皮革、制药等众多领域,如用于冰淇淋、果冻食品,效果优于其它增稠剂,如海藻酸钠、羧甲基纤维素等;用于果汁、奶和乳制品饮料,可保持产品均匀稳定、防止奶蛋白凝聚,能长期、稳定贮藏而不腐败变质,是一种很好稳定剂;用于面食和糕点生产,可起到调节面团弹性、增加柔韧性、改善成型性、保持水分等作用。羧甲基淀粉稀释水溶液喷洒到肉制品、蔬菜、水果等食品表面,能形成一种极薄膜,能长期储存食品,保持食品鲜嫩,是很好保鲜剂。
7.复合变性淀粉
对淀粉进行二次或二次以上变性处理,处理后产品被称为复合变性淀粉或多元变性淀粉。以交联淀粉为基础,可进一步加工为各类变性淀粉,如羧甲基化、氧化、阳离子化等,经多元变性的产品性能更符合应用要求。另外,在羟丙基淀粉基础上进行磷酸酯化复合变性淀粉也有研究;采用不同生产工艺,结合物理和化学方法对淀粉进行改性研究也越来越多。例如,交联淀粉与季铵阳离子剂进行醚化反应生成季铵阳离子交联淀粉,能有效除去水中铬酸根、重铬酸根、亚铁氰根、高锰酸根、钼酸根等阴离子,成为很好污水处理絮凝剂。由于价格较高,多元淀粉在变性淀粉市场占有量并不高。
8.交联变性淀粉
用双官能团或多官能团试剂处理淀粉,淀粉分子羟基与交联剂反应,各淀粉分子之间形成链桥,使淀粉分子交联,生成交联淀粉。淀粉经交联后,粘度比原淀粉高,具有更好抗加工强度,耐热性和对酸碱稳定性提高,不易糊化,能适应各种相应用途。交联淀粉口感更细腻,因此被广泛用于汤料、罐头、酱汁调味料、婴儿食品、水果馅料、布丁等食品。
在炎炎夏日,冰淇淋为人们带去了凉爽与惬意,冰淇淋是以饮用水、牛乳、奶粉、奶油(或植物油脂)、食糖等为主要原料,加入适量食品添加剂,经混合、灭菌、均质、老化、凝冻、硬化等工艺制成的体积膨胀的冷冻饮品。结冷胶在冰淇淋中广为使用,并且用量很低。结冷胶作为稳定剂应用于冰淇淋可提高其酥脆性和保型性,提升产品口感。结冷胶保水效果非常好,如将结冷胶与其他稳定剂共用效果最好,使用量一般为0.1%-0.2%。
一种冰淇淋的配方和操作要点如下:全脂炼奶12、脱脂乳粉8.0、无盐奶油15.5、砂糖3.0、饴糖5.0、蛋黄1.0、乳化剂(OM)0.2、香料(香兰素)0.1、水55、结冷胶0.2。先将其混合后热处理达85℃,均质(100 Mpa)两次,冻结10分钟硬化(-20℃)。
结冷胶与其他食品胶复配可用于制备莎白特(Sorbet)、布丁冰淇淋、高级冰淇淋、巧克力奶昔(Sherbet)、果味奶昔等冰淇淋产品。
阿拉伯胶是从金合欢树和阿拉伯胶树的枝干分泌出来的,品质良好的阿拉伯胶颜色呈琥珀色,且颗粒大而圆,主要产于非洲。目前也有经过精制过程而得的粉末状阿拉伯胶,使用上更为方便。
阿拉伯胶的提取工艺
采收:为了收获树胶,将金合欢树的树皮切开,类似于泪滴或水滴状的树脂形成在切口处。这些渗出物在自然状态下风干,然后被手工收获。一年可采收两次,分别是十二月份和三月份。
干树脂:采收之后,阿拉伯胶粒仍然是软的,不得不在太阳下干燥才能分拣,包装,储存,运输和出口。
在造粒/精磨:阿拉伯胶原胶粒的后续生产工厂中进行破碎、精磨。
制粉:将阿拉伯胶溶解在水中,纯净化(通过筛分和离心),巴氏消毒,并且最后通过干燥过程转化为标准化粉末。
一种粉末状阿拉伯胶的生产工艺,包括除杂粉碎、水解、澄清脱色、离心除杂、陶瓷膜提纯、陶瓷膜或反滲透膜脱盐浓缩、喷雾干燥和冷却,其特征在于具体的工艺步骤如下:
(1)除杂粉碎
除去泥沙、树皮等杂质,然后进行粉碎;
(2)水解
粉碎后的阿拉伯胶与水按1:7-9比例投入反应釜中,搅拌均匀,在45℃-55℃时加保护剂,继续升温到70℃-80℃恒温6-10小时,得到阿拉伯胶原液。
(3)澄清脱色
阿拉伯胶原液由反应釜送入澄清池澄清,加入脱色剂进行脱色处理,经过24-36小时的沉淀澄清得到脱色胶液。
(4)离心除杂
脱色胶液进入高速管式分离机,除去比重较大的悬浮絮状物,此时所得胶液为离心清液。
(5)陶瓷膜提纯
离心清液送入陶瓷膜提纯,截留除去清液中的微生物、大分子多糖、色素等杂质后,得到提纯胶液。
(6)陶瓷膜或反滲透膜脱盐浓缩
提纯胶液经反渗透膜或陶瓷膜浓缩加纯水进行脱盐后,浓缩制得精提纯胶液。
(7)喷雾干燥
精提纯胶液在喷雾干燥塔进行压力喷雾干燥或离心喷雾干燥后得到粉剂。
(8)冷却
干燥后的粉剂在冷却器中冷却后,即得粉末状阿拉伯胶成品。
阿拉伯胶在食品中的作用
1、阿拉伯胶具有良好的乳化特性,特别适合于水包油型乳化体系,广泛用于乳化香精中作乳化稳定剂;
2、它还具有良好的成膜特性;做为微胶囊成膜剂用于将香精油或其它液体原料转换成粉末形式,可以延长风味品质并防止氧化,也用作烘焙制品的香精载体。
3、阿拉伯胶能阻碍糖晶体的形成,用于糖果中作抗结晶剂,防止晶体析,也能有效地乳化奶糖中的奶脂,避免溢出;
4、阿拉伯胶还用于巧克力表面上光,使巧克力只溶于口,不溶于手;
5、阿拉伯胶在可乐等碳酸饮料中用于乳化、分散香精油和油溶性色素,避免它们在储存期间精油及色素上浮而出现瓶颈处的色素圈;
6、阿拉伯胶还与植物油及树脂等一块用作饮料的雾浊剂以增加饮料外观的多样性。
酸乳是以牛乳为主要原料,经乳酸菌发酵形成的一种风味独特、营养丰富的功能性饮料,已被越来越多的消费者所钟爱。但是,凝固型酸乳常常出现黏稠度低、组织状态粗糙、乳清析出等不良现象。因此,在酸乳生产过程中,一般要添加一些稳定剂或增稠剂来改善酸乳的品质,而具体生产应用中,要根据不同的食品特性来选择合适的增稠剂,才能达到改善食品品质的目的。
下面创联君将针对常见的凝固型原味酸奶,确定明胶、瓜尔豆胶、卡拉胶和槐豆胶等食品增稠剂对它的质地的影响作用,揭示它们对酸乳质地影响作用的内在原因。
由表1中分析数据可见,明胶的添加使酸乳的流变学性质产生不同程度的变化,与对照样相比乳清析出率有所下降,这意味着保水性得到改善,酸乳具有更加结实、细腻的质地。肉眼观察酸乳,感官评价很好。可能的原因在于,明胶是一种蛋白质类亲水胶体,它的加入可在酸乳中形成弱的凝胶网络结构,有效地防止乳清析出。
瓜尔豆胶属中性多糖,虽然具有非常高的黏度,但它的使用却明显降低了酸乳的硬度、黏度,在离心处理时产生严重的脱水现象。这说明,瓜尔豆胶的添加破坏了乳蛋白之间的相互作用。酸乳的三维网络结构主要是由酪蛋白形成的,而酪蛋白分子间作用力的破坏,可导致蛋白凝胶网络结构的疏松,从而使酸乳的硬度、黏度、保水性发生下降,结果见表1中所示的数据。
单独使用卡拉胶或槐豆胶,酸乳的硬度、黏度、内聚性均发生不同程度的下降。添加卡拉胶的酸乳,在发酵结束后产生严重的脱水收缩。肉眼观察,相应的酸乳外观劣于对照样品。原因可能是,卡拉胶本身是凝胶类多糖,易形成强而脆的凝胶,易脱水。添加槐豆胶的酸乳在发酵结束后,出现了凝胶不够结实、颗粒粗大、乳清析出等不良现象,说明槐豆胶本身对酸乳的品质有破坏作用。
但将卡拉胶和槐豆胶这两种增稠剂复配在一起使用,则可以在一定程度上改善酸乳的质地。可能原因是,卡拉胶的双螺旋结构与槐豆胶的无侧链区之间有很强的作用,这不仅提高了该体系的弹性和刚性,并且随着槐豆胶浓度的增加,其内聚力也相应增强,这些作用的产生克服了使用单一增稠剂所带来的不良结果。
结论
在原味凝固型酸乳中添加不同的食品增稠剂,可以显著影响酸乳的流变学性质,以及酸乳的乳清析出。明胶的添加,或者是卡拉胶与槐豆胶的混合添加,使酸乳的组织状态都有很大的改善,保水性得到很好的提高。相反,瓜尔豆胶的添加却使酸乳的质地特性发生劣化,乳清析出率明显的增加。
羟丙基瓜尔胶(HPG)是通过瓜尔胶与环氧丙烷醚化反应得到的一种瓜尔胶衍生物。利用瓜尔胶原粉合成羟丙基瓜尔胶时比较容易受催化剂用量、环氧丙烷用量、水用量、反应温度及反应时间的影响,改性时应着重注意这五点。
影响提取羟丙基瓜尔胶的因素
1、催化剂对HPG的影响
在催化条件下瓜尔胶分子中的活泼羟基可与环氧丙烷进行醚化反应。随催化剂的用量增加,水不溶物含量逐渐降低,但改性瓜尔胶表观黏度也降低,而且产物的交联性变差,溶解速度也变慢。
2、环氧丙烷用量对HPG的影响
改性瓜尔胶的一个重要技术指标是取代度(每个糖单元上羟基被醚化的平均数目,从瓜尔胶的结构式中可以看出,其最大取代度为3,当其取代度大于1时,破坏了糖单元中用来交联的顺式邻位羟基,导致改性瓜尔胶丧失了特殊的物化性能。通常将取代度控制在小手1的范围。实验羟气相色谱对环氧丙烷消耗量的分析计算,其取代度为0.72。环氧丙烷用量增大可以有效降低水不溶物含量,也使取代度增加,但增加到一定量时,对水不溶物含量降低不明显,而产物的粘度不断下降。
3、水用量对HPG的影响
在反应物中必须加入一些水和乙醇,以保证瓜尔胶适当膨胀和良好分散以及环氧丙烷的溶解,但用量过多导致产物HPG黏度下降。HPG水不溶物随水用量增大而降低,但水用量超过60ml时,水不溶物含量降低开始缓慢,但是黏度降低幅度较大。
4、反应温度对HPG的影响
反应温度也是影响HPG性能的主要因素,温度超过60℃以后对水不溶物含量降低作用较小。
5、反应时间对HPG的影响
反应温度越高反应速度越快,可以减少催剂对产物的降解。60℃下,4h后表观黏度开始下降水不溶物含量基本不变。
葡萄糖内酯,英文名为delta-Gluconolactone,简称GDL或内酯,是由葡萄糖氧化成葡萄糖酸或其盐类,经纯化脱盐、脱色、浓缩、结晶而制得。在食品工业中用作凝固剂、稳定剂、酸味剂、保鲜剂和防腐剂,是一种多功能食品添加剂。葡萄糖内酯的主要用途是来制作豆腐的,传统工艺豆腐在制作过程中,大多采用石膏、卤水作凝固剂,其工艺复杂、产量低、储存期短、人体不易吸收。而以葡萄糖酸内酯为凝固剂生产豆腐,可减少蛋白质流失,提高保水率,增加了产量,且豆腐洁白细腻、有光泽、口感好、保存时间长,味道新鲜,营养价值高,还具备很强的凝固作用,日常超市见到的内脂豆腐就是用它点成的。不过特别注意的是:葡萄糖酸内酯在使用比例方面是很讲究的,使用范围要适量,我国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2920-1996)规定用豆制品(豆腐、豆花)最大用量3.0/kg,下面为大家介绍下豆腐在制作过程中如何使用葡萄糖酸内酯:
1、选豆:选择果粒饱满整齐的新鲜大豆,清除杂质和去除已变质的黄豆。
2、浸泡:用多于大豆重3~5倍的清水浸没大豆,浸泡时间一般春季12~14小时,夏季6~8小时,冬季14~16小时,其浸泡时间不宜过长或太短,以扭开豆瓣,内侧平行,中间稍留一线凹度为宜。
3、磨浆:按豆与水之比为1:3~1:4的比例,均匀磨碎大豆,要求磨匀、磨细,多出浆、少出渣、细度以能通过100目筛为宜。最好采用滴水法磨浆,也可采用二次磨浆法。
4、过滤:过滤是保证豆腐成品质量的前提,如使用离心机过滤,要先粗后细,分段进行。一般每公斤豆滤浆控制在15~16公斤。
5、煮浆:煮浆通常有两种方式。一种是使用敞开大锅,另一种是使用密封煮浆。使用敞开锅煮浆要快,时间要短,一般不超过15分钟。锅三开后,立即放出浆液备用。如使用密封煮罐煮浆,可自动控制煮浆各阶段的温度,煮浆效果好,但应注意温度不能高于100℃,否则会发生蛋白质变性,从而严重影响产品质量。
6、点浆:点浆是保证成品率的重要一环。待豆浆温度至80℃左右时进行点浆。其方法是:将葡萄糖酸内酯先溶于水中,然后尽快加入冷却好的豆浆中,葡萄糖酸内酯添加量为豆浆的0.3%~0.4%,加入后搅匀。
7、装盒:加入葡萄糖酸内酯后,即可装入盒中,制成盒装内酯豆腐,稳定成型后,便可食用或出售。如要制成板块豆腐,则按常规方法压窄滤水即可。