变性淀粉有糊透明度高、糊化温度低、淀粉糊粘度大且稳定性好、凝沉性小、成膜性优、抗冻性能强及耐酸、耐碱和耐机械性强等许多优良特性。
天气渐渐暖和,冰淇淋又慢慢火爆了起来,不仅年轻人喜欢,小孩也忘不了它甜甜的味道。那么你知道冰淇淋的口感之所以难以忘怀是什么原因吗?
冰淇淋其主要原料是水、乳、蛋、甜味料、油脂和其他食品添加剂,包括香料、稳定剂、乳化剂、着色剂等,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。通常情况下厂家会在冰淇淋中添加刺槐豆胶或是其他食用胶来延缓冰晶的增大,使其口感粘滑,入口无冰晶渣质;然后再添加一些香料使冰淇淋散发出诱人的香味。
而在制作冰淇淋的过程中还必须考虑到冰淇淋的抗融性,不能让冰淇淋一离开冰箱就融化,适当的食品添加剂能够提高冰淇淋的品质和抗融性,但对于厂家来说,也不是添加越多就越好,过多的添加剂反而会破坏冰淇淋的品质,实际的用量还要考虑工艺条件和成本等因素。
刺槐豆胶在冰淇淋中的应用
刺槐豆胶是一种从刺槐树种子胚乳中提取出的一种半乳甘露聚糖制作而成的天然植物食用胶,在冰淇淋中刺槐豆胶主要是当稳定剂使用,它的作用在于提高冰淇淋的浆料粘度,以及延缓冰晶的增大,改善冰淇淋的口感、内部结构,和外观状态,提高冰淇淋的抗融性和稳定性。其中刺槐豆胶的添加量是0.8%时,浆料粘度最大;添加量为0.4%时,膨胀率最佳;添加量为1.0%时,抗融性最好。
由此可见刺槐豆胶在冰淇淋的应用中,添加量也不是越多就越好,要视情况而定,根据产品所需,复配出最适合的那一种方案。
田菁胶是由田菁种子的内胶乳中提取出来的淡黄或奶白色粉末,其主要成分为半乳甘露聚糖。田菁胶聚糖是由甘露糖单元构成主链,半乳糖单元形成支链。半乳糖与甘露糖单元之比为1:2。甘露糖单元通过a,(1→4)甙链连接,半乳糖单元通过β,(1→6)甙键接在甘露精主链上。田菁胶有较好增稠性、稳定性、乳化性等特性,但是其粘度易受浓度、时间、温度影响,以下就和创联君一起来看看,这三个因素为何会影响田菁胶的粘度?
影响田菁胶粘度的因素
1、溶解浓度对粘度的影响
田菁胶的粘度随浓度的增加而增加,在田菁胶的浓度低于0.3%时,其粘度的增加比较缓慢,当浓度超过0.3%,粘度呈现明显上升的趋势,当浓度高于0.5%时,其粘度急剧增加,曲线的斜率很大。此外,当田菁胶的浓度高于0.5%时,容易出现机械不溶现象,形成的溶胀物要完全溶解则会大大延长搅拌时间。因此,在溶解田菁胶时,合理控制胶液的浓度是十分必要的,其溶解浓度一般控制在0.2%左右为宜。
2、贮存时间对粘度的影响
田菁胶溶解后经24小时的贮存,其粘度可达到该浓度下的最大值,也就是说田菁胶的微粒达到了完全溶解的均匀状态。继而随着存放时间的延长,其粘度呈逐渐下降的趋势,这是因为在存放过程中田菁胶的大分子链逐渐降解的引起的。
用50℃~55℃热水溶解的田菁胶液当时的粘度比常温条件下溶解的要稍高一些,以后随着存放时间的增加呈明显下降的趋势。这个事实说明田菁胶具有较好的热稳定性和化学稳定性,特别是常温条件下溶解的田菁胶液可以在炎热的夏天贮存48小时,胶液不会变质,也不会影响其使用效果。而采用热水溶解时则可以促进田菁胶的微粒更快更完全的溶解,又可以充分发挥其潜在的作用效果,但胶液不宜长久贮存,应现配现用,这是值得注意的。
3、溶解温度对粘度的影响
田菁胶液的粘度会随温度的上升而降低。当温度从10℃上升到60℃时,水的粘度相差5.5s,下降率为10.78%。在相同温差条件下,田菁胶液的粘度却相差18.9%,下降率为24.84%。但是,在10℃~30℃的较低温度范围内,随着温度的升高田菁胶液的粘度下降很快,当温度超过30℃后,其粘度的下降渐趋缓和乃至呈水平状态。这现象表明田菁胶确实具有很好的热稳定性,既适合酷暑时在生产中应用,又适合寒冬时生产中应用,为了加快田菁胶的溶解速度,可以采用50℃左右的热水溶解,不会影响其使用效果。
变性淀粉是在天然淀粉所具有的固有特性的基础上,为改善淀粉的性能、扩大其应用范围,改变淀粉的天然特性使其更适合于一定应用的要求。变性淀粉种类很多,应用烘焙果酱的话,当属交联淀粉最适合了。交联淀粉热黏度稳定,在烘焙果酱中可用作增稠剂和稳定剂,会使加工出的果酱外观透明光泽,高温使用时,保型性好,不塌馅、不变稀,能避免果酱分层,且口感爽滑。
液体磁性磨具是一种新型的精密小孔加工装置,是由磁性颗粒、非磁性磨料颗粒、基载液、表面活性剂和防锈剂组成的悬浮液。在没有磁场作用的条件下,液体磁性磨具表现为可以自由流动的牛顿流体;施加一定外部磁场之后,其流变性会发生剧烈的变化,黏度和剪切屈服应力大大提高,短时间内可形成一种类似固体的Bing-ham物质。
当与被加工小孔和磨具之间产生相对运动时,在磁场的作用下,磁性颗粒会沿磁场方向形成链状结构,非磁性磨料颗粒被夹持在长链间,从而形成了具有光整加工能力的磨具;进而实现对小孔的光整加工;撤去磁场后,液体磁性磨具又可迅速恢复原来的流体状态刀。这种适应性强、可控性强、工艺简单、加工效率高的光整加工方法,可以广泛应用于机械制造行业中,具有良好的应用前景。工业化生产对液体磁性磨具的稳定性有很高的要求,以便于稳定加工以及磨具的长期存放。在配制,液体磁性磨具时,固体颗粒和基载液之间存在着较大的密度差,长期静置下悬浮液易沉降,加工时泵管路易发生堵塞,因而固相颗粒的防沉降成为制备液体磁性磨具的关键问题。
液体磁性磨具的稳定性包括沉降稳定性和团聚稳定性。沉降稳定性要求铁磁颗粒与非磁性颗粒悬浮不沉降,后者要求颗粒分散不聚集。固相颗粒在基裁液中能否分散均匀,表面活性剂的选择具有决定性的作用。表面活性剂是一种仅需很小浓度便可大大改善悬浮液稳定性的物质,常用的有脂类、聚醚基类,如聚丙烯酸、聚乙二醇等。黄原胶是一种兼具阳离子和阴离子表面活性剂性质的两性离子表面活性剂响,其分子中的羟基(-OH)为亲水基,甲基(CH3)为疏水基。亲水基可以吸附在磁性颗粒以及非磁性磨料颗粒的表面,而疏水基则扩散在基液当中。在磨具中加入黄原胶,并被磁性颗粒和非磁性磨料颗粒吸附之后,亲水端会扩展到溶液中,并与溶液相互作用,增加了颗粒的体积。另一方面,液体-表面活性剂链相互作用是一种混合效应,这种相互作用能够增大体系的自由能,从而防止粒子相互靠近,减少凝聚的机会。因此,选取黄原胶为表面活性剂进行固相颗粒的表面改性,研究不同浓度的黄原胶对液体磁性磨具稳定性的影响。
黄原胶添加量对液体磁性磨具稳定性的影响
黄原胶对液体磁性磨具稳定性能的改善
未加黄原胶的磨具沉降率随时间的延长而不断增大,且增大幅度较明显,说明未加入黄原胶的液体磁性磨具中的固相颗粒沉降迅速。这是由于基载液(去离子水)的密度远小于固相颗粒(铁磁性颗粒和非磁性碳化硅颗粒)的密度,随着时间的推移,沉降体积变大,对于之后的小孔加工实验产生一定的阻碍。而加入质量分数为3%的黄原胶的磨具沉降率随时间变化幅度较小,实验表明加入黄原胶后磨具中的颗粒沉降速度减缓,并且与聚丙烯酸相比较,防沉降效果较好。沉降率随着黄原胶添加浓度的增大而减小,表明黄原胶对液体磁性磨具的稳定性有较大的影响。
黏度
随着黄原胶浓度的增大,磨具的黏度显著提高,将不利于对小孔的加工,故权衡两方面因素的影响,选取浓度为3%左右的黄原胶添加量进行光整加工实验。
微观形貌
原始的固相颗粒形状不规则且聚集在一起,呈团状;改性后的固相颗粒团聚现象减弱,颗粒分散且有明显的包覆层出现。
稳定性影响理论
团聚稳定性和沉降稳定性是评价液体磁性磨具稳定性能的两个重要指标。其中,影响团聚和沉降稳定性的主要因素为单个粒子的沉降速度以及在静电场中粒子间引力与斥力的大小关系。
通过黄原胶在粒子外表面的包覆,粒子的表观密度与溶液密度差有所减小,溶液黏度增加,使得颗粒沉降速度减慢,进而增强了磨具的沉降稳定性;黄原胶的引入,使得颗粒同静电斥力大于引力,不易团聚,磨具的团聚稳定性也有所提高。
黄原胶的加入量应控制在一定范围内才能得到较好的改性效果。试验得出,质量分数为3%的黄原胶对液体磁性磨具稳定性影响效果最好,磨具静置1h后,相比聚丙烯酸,沉降率降低了10%。若黄原胶加入量过小,与颗粒之间的吸附不足,静电斥力不足以克服范德华引力,不能达到很好的稳定效果。液体磁性磨具的工作特性不允许黏度过大或者颗粒半径过小。若加入量过多,致使磨具黏度过大,影响加工效果。
利用黄原胶添加量为3%的液体磁性磨具分别对不同材质的小孔工件进行光整加工,加工后数据表明工件的粗糙度值都有所降低,加工效果明显。
因为阿拉伯胶结构上带有酸性基团,洛液的自然pH也呈弱酸性,一般在25%浓度阿拉伯胶溶液的最大黏度在pH5.0-5.5,但pH在4~8范围内变化对其性状影响不大,具有酸环境中较稳定的特性。当pH低于3时,结构上酸基的离子状态趋于减少,从而使得溶解度下降,黏度下降。
可以,黄原胶对面筋的形成成现出先强化后弱化的趋势,其中对持水率的影响会影响面筋其他指标。黄原胶对粉质特性呈现出较好的改良作用,而对拉伸特性有弱化影响。黄原胶对淀粉的膨胀势影响不大,对面粉的起始糊化温度有规律的降低,在胶体加入量为0.2时峰值黏度最大。黄原胶对蒸煮特性有很好的改善,随着胶体比例的增大,蒸煮特性各项指标降低。胶体的加入增大了面条质构的硬度、粘合性、咀嚼性,粘附性和弹性、粘结性、回复性较空白有所降低。
大豆蛋白的乳化性质主要是作为浓缩乳液中的加工助剂,例如肉糜乳化剂,而作为乳化剂应用于稀的乳液中非常有限,并且由于大豆蛋白的豆腥味,或可能导致过敏,有一部分人并不喜欢含有大豆蛋白的食品。
酶解改性在食品体系中是改善蛋白功能性质的一种有效方法,酶解相比于化学处理是一种较为温和的处理方法。酶解会打破蛋白质的三级结构,降低蛋白质的分子量,加强肽段之间的相互作用力以及肽段与外围环境的相互作用力,因此酶解产物的水解程度会影响气水或油水界面性质。值得注意的是,较高的水解度会产生大量导致乳化性质下降的自由氨基酸和短链肽,相反的,较低的水解度暴露的疏水性和亲水性残基会加强蛋白质两亲性特征,改善乳化性。而大豆蛋白或酶解改性产物乳液的pH在等电点附近容易变得失稳,在酸性条件下较差的乳化稳定性限制了大豆蛋白在食品方面的应用。
大豆分离蛋白/大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶体系的浊度分析
在pH5.0-7.0条件下,大豆分离蛋白/大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶呈互溶状态;当pH为4.0时,吸光度值略有增加,可以推测大豆分离蛋白/大豆蛋白酶解产物与阿拉伯胶形成了可溶性的复合物;随着pH降低至3.0,大豆分离蛋白/大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶体系的浊度较大,说明有不溶性复合物存在。
酶解处理大豆分离蛋白后,最大浊度点向酸性pH偏移;大豆分离蛋白在pH4.0-5.0及大豆蛋白酶解产物在pH3.0-4.0吸光度值显著增加,这主要是由蛋白质的聚集引起的;添加阿拉伯胶后,大豆分离蛋白或大豆蛋白酶解产物自身聚集受到了抑制,提高了在等电点附近的溶解性。
乳液粒径及油滴表面的蛋白和阿拉伯胶吸附率
当去离子水为分散剂时,大豆蛋白酶解产物稳定的乳液液滴粒径明显减小;大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶乳液液滴粒径在酸性条件下也远小于大豆分离蛋白-阿拉伯胶乳液。当分散剂为10g/LSDS(十二烷基硫酸钠)时,乳液液滴间的絮凝被打破,测得的粒径为真实液滴粒径,发现在pH3.0和pH5.0条件下大豆蛋白酶解产物乳液液滴粒径大于大豆分离蛋白,pH4.0条件下变化不明显,这表明大豆分离蛋白聚集体仍具有较好的乳化性;大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶在酸性条件下的液滴粒径大于大豆分离蛋白-阿拉伯胶乳液,可推出大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶乳液液滴间絮凝程度较低。
在pH3.0-5.0条件下,由于蛋白质疏水相互作用力及蛋白质和阿拉伯胶的静电相互作用力增强,造成吸附在油滴表面的蛋白质和阿拉伯胶明显增加。与大豆分离蛋白乳液和大豆分离蛋白-阿拉伯胶乳液相比,大豆蛋白酶解产物和大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶乳液在pH3.0-5.0下的蛋白质和多糖的吸附率降低,这可能是由于大豆蛋白酶解产物分子间疏水相互作用力减弱,大豆蛋白酶解产物与阿拉伯胶相互作用强度低于大豆分离蛋白与阿拉伯胶。
大豆蛋白酶解产物乳液的絮凝率明显低于大豆分离蛋白乳液,这一方面可能是由于在pH4.0-5.0条件下静电斥力增强,另一方面是酶解改性后分子结构发生变化降低了液滴间絮凝。添加大分子阿拉伯胶促进液滴絮凝,但大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶乳液液滴的絮凝程度率仍远小于大豆分离蛋白-阿拉伯胶乳液,原因可能是在酸性条件下大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶乳液体系水相中存在一定量的阿拉伯胶分子,其长链结构造成的空间排阻抑制了油滴的絮凝。
乳液的流变性质
相比于pH7.0,大豆分离蛋白和大豆分离蛋白-阿拉伯胶乳液黏度在pH3.0-6.0下增加,原因可能有2个:一是在酸性条件下未吸附在油滴表面的大豆分离蛋白分子易形成聚集体或大豆分离蛋白与阿拉伯胶发生静电相互作用形成聚集体增加乳液的黏度;二是乳液液滴之间的絮凝程度较大造成酸性条件下黏度的增加。
而大豆蛋白酶解产物和大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶乳液在酸性条件下的黏度低于中性条件,这主要是因为乳液液滴絮凝程度低并且大豆蛋白酶解产物或大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶稳定的乳液粒径较大(分散剂为10g/L的SDS),使得相同体积乳液中液滴数减少,所以造成在酸性条件下的黏度较低。阿拉伯胶添加后提高了乳液的黏度。添加阿拉伯胶前后大豆蛋白酶解产物稳定的乳液黏度均低于大豆分离蛋白或大豆分离蛋白-阿拉伯胶乳液,黏度的降低说明乳液液滴之间的相互作用力减弱,酶解改性降低乳液液滴的絮凝。
乳析指数
大豆分离蛋白乳液在pH4.0-6.0和大豆蛋白酶解产物乳液在pH3.0-5.0下静置1d后均出现明显分层,主要是因为在靠近大豆分离蛋白或大豆蛋白酶解产物等电点处表面电荷减少,蛋白质分子易聚集,导致乳液液滴间发生絮凝,突出表现为脂肪的上浮。添加阿拉伯胶后,大豆分离蛋白在pH4.0-6.0条下的溶解性提高,并且在pH4.0下形成可溶性复合物,复合物相对于蛋白质本身来说具有更高的疏水性,提高其在油水界面吸附,形成较强的黏弹性膜;另外阿拉伯胶添加后液滴的流动性降低,故大豆分离蛋白-阿拉伯胶乳液比大豆分离蛋白乳液稳定性高,特别在pH4.0下的乳析指数由45.71%减低至20%。
阿拉伯胶明显提高pH4.0条件下大豆蛋白酶解产物乳液的稳定性,室温静置14d后乳析指数仅为5.71%,大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶在pH4.0条件下形成了可溶性复合物,并且液滴絮凝率较低,黏度比pH3.0和pH5.0条件下偏高,这些均有利于大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶乳液在pH4.0条件下稳定。
在pH3.0条件下,虽然大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶乳液的稳定性比大豆蛋白酶解产物乳液有所提高,但效果明显不如pH4.0条件,这可能因为大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶不溶性复合物吸附在油水界面,形成紧密厚实的界面膜,有利于乳液的稳定,但是水相中未吸附的大豆蛋白酶解产物和阿拉伯胶也形成不溶性复合物,这对乳液的稳定性是不利的,这两方面因素造成大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶乳液在pH3.0条件下稳定性提高不显著;而在pH5.0条件下大豆蛋白酶解产物-阿拉伯胶乳液比大豆蛋白酶解产物乳液变得更易失稳。
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