吉利丁与琼脂是真的不适宜相互替代。
首先是由于二者的凝固点不同,难以实现互替。从上文我们已经知道琼脂在40度以下就会凝固,而吉利丁则必须冷藏才会凝固。所以用琼脂制作的甜点,可以在常温下直接摆放,而无需冷藏的。例如羊羹、凉糕等产品一般是直接包装好摆放在柜台就可以了。但是吉利丁制作的甜点为了防止溶化,就一定要冷藏保存。而在烘焙中吉利丁常常被用于制作慕斯、布丁等甜点,它们的搅拌温度都较低,如果用琼脂代替,还没有开始拌匀就开始凝固成块状,根本就无法混合均匀。再者吉利丁的口感比琼脂要柔软很多,如果慕斯等甜点用琼脂,就会完全失去了嫩滑的口感。同样,羊羹等甜点用吉利丁,口感也失去了润爽。
浒苔是天然营养食品原料,将浒苔添加到挂面中不仅能提高浒苔的附加值,还能提高挂面的营养品质,但是浒苔的加入会降低挂面的韧性等。苹果果胶作为一种天然食品添加剂,主要是由半乳糖醛酸以a-1,4-糖苷键聚合形成的a-D-聚半乳糖醛酸聚糖,另外还包括D-半乳糖、L-鼠李糖和L-阿拉伯糖,所以它能促进面筋网络的形成,提高面团持水性和流变学性质从而改善挂面品质。除此之外苹果果胶作为一种水溶性膳食纤维不仅能与浒苔膳食纤维共同提高挂面膳食纤维,而且还有助于防三高、防癌和抗癌等。苹果果胶作为一种天然增筋剂具有广阔的应用前景。那么苹果果胶添加量会对浒苔挂面品质产生什么影响呢?
苹果果胶添加量对浒苔挂面品质的影响
苹果果胶添加量对浒苔挂面感官品质的影响
苹果果胶的加入能改善浒苔挂面的感官品质,使煮出的面条晶莹透亮,更光滑爽口,但在添加量超过0.8%时各个参数的增加开始变得不显著。
苹果果胶添加量对浒苔挂面理化指标的影响
苹果果胶的添加能降低挂面的不整齐度、弯曲折断率、熟断条率和烹调损失,但降低的趋势越来越不明显。这是由于虽然苹果果胶在一定程度上能提高面团的吸水率改变面筋的含量和质量,甚至会影响面筋蛋白的二级结构及其中的巯基和二硫键的转换,与面筋蛋白形成氢键有利于面筋网络的形成,但过多的苹果果胶会与面筋蛋白竞争吸水,且所带负电荷会因排斥作用影响面筋的交联作用而对面团的流变学性产生不利影响,影响挂面品质。所以苹果果胶的添加应适量,为0.8%时,各个指标较为理想,所以综合考虑可以将果胶的添加量定为0.8%。
苹果果胶添加量与浒苔挂面品质的相关性
苹果果胶的添加量对浒苔挂面的感官评价总分是极显著正相关,而对弯曲折断率、不整齐度、熟断条率和蒸煮损失都极显著负相关,可见苹果果胶的加入对浒苔挂面的效果极为显著,能大大改善因浒苔的加入而引起的不良影响。
水的添加量对浒苔挂面品质的影响
由于烘干的浒苔粉末会与面粉竞争吸水,加上浒苔粉末会降低面团的黏弹性,过多的苹果果胶也会竞争吸水,后续的干燥工程对水分和温度湿度的要求也很高,所以水的添加量对面团及挂面品质的影响至关重要。
结果表明,水的添加量控制在45%时,挂面的食味、色泽、韧性等指标都达到最优,所以可以将加水量定为45%。
为进一步确定添加水的最适量,对不同加水量的浒苔挂面的不整齐度、弯曲折断率、熟断条率和蒸煮损失4项理化指标进行了测定比较。
结果显示:挂面不整齐度和弯曲折断率受水添加量的效果最为明显,因为水添加量不足时会影响面筋网络的形成,使面条韧性不够,不耐煮,易断,当水的添加量过高时,又会使面筋网络吸水过多易坍塌,不易成型。所以综合感官得分和理化指标的结果,最终确定水的最佳添加量为45%。
浒苔挂面最佳工艺参数的确定
结果表明,当浒苔添加量为3%、苹果果胶为0.8%、水的添加量为45%。这样的添加配方不仅能因浒苔的加入使挂面色泽诱人,也能发挥浒苔的营养价值,还能通过苹果果胶改善浒苔对面团的不良影响,增加挂面的营养价值。
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。
随着中国食品工业的快速发展,众多企业都渴望找到新的食品胶体以降低产品成本、提高现有产品品质、生产出与众不同的食品质构以领先 竞争对手。结冷胶以其出众的凝胶特性,可以生产出风味释放性好、质构广泛的各种新颖食品。
结冷胶形成凝胶的过程受到多种因素的影响, 因此,对这些凝胶影响因素的系统分析将会指导用户如何更好地在食品工业中使用结冷胶产品的胶质构的因素综合分析如下。
1.溶解过程因素对结冷胶凝胶形成和凝胶质构的影响
结冷胶要发挥凝胶作用,首先必须保证胶体在水溶液中得到充分的溶解,很多亲水性胶体由 于溶解不充分而影响了胶体性能的发挥。在实际 工作中就发现不少用户因为不了解结冷胶的溶解 特性而无法正确使用结冷胶的事例。因此结冷胶 的凝胶性能影响因素中首先要注意的就是胶体的 溶解。结冷胶的溶解过程包括两个步骤,首先是 均匀分散在冷水中,接着是在加热的条件下与水 分子发生水合形成结冷胶溶液,从而达到充分的 溶解。在食品工业中,亲水性胶体的均匀分散是 非常重要的,生产中有时候需要大量的搅拌处理 以避免由于胶体抱团、结块溶胀导致水合不充分 而产生的“鱼眼”。而要使得结冷胶有好的分散 性,在配方和生产工艺允许的情况下,可以将结 冷胶与螯合剂、白糖或其他配料干粉、植物油、 丙二醇等先行混合起来,再一并投入到冷水中。 这种处理可以将结冷胶细小颗粒分隔开来,达到 在水中均匀分散的效果。低酰基结冷胶的水合温 度对于离子环境非常敏感,特别是对于二价阳离 子。低酰基结冷胶中混有盐类,只能在冷的去离 子水中部分水合。胶体的水合会进一步在其他的 水质环境,如在硬水中被二价阳离子所阻碍。此 时胶体可以通过加入螯合剂,加热或者同时使用 上述 2 方法而充分水合。由此可以看出,结冷胶 在溶解过程中必须保证其充分的分散及水合。如 果以上两个条件都不能满足或只能满足一个,则 会出现凝胶效能大大下降、凝胶质构达不到理想 要求等情况。溶解过程中涉及的阳离子及螯合剂 我们在下面的分类因素中会具体讨论。
2.阳离子对结冷胶质构的影响
在诸多影响结冷胶凝胶形成和凝胶质构的因 素中,阳离子是最为重要的因素,因为阳离子参 与是结冷胶形成凝胶的必要条件。我们将从以下 几个方面重点探讨阳离子对结冷胶凝胶的影响。 4.2.1 结冷胶对一价阳离子与二价阳离子敏感性不 同 在影响结冷胶凝胶形成和质构的阳离子中, 一价阳离子和二价阳离子的功效是有所不同的。 结冷胶对二价阳离子非常敏感,而为达到相同凝 胶强度所需要的一价阳离子浓度要远高于二价阳 离子。研究表明,结冷胶对二价阳离子的敏感性 排序为:Cu2+>Zn2+>Ca2+>Mg2+>Ba2+,对一价阳 离子的敏感性排序为:Cs+>K+>Na+>Li+。由于 在食品工业中上述某些阳离子是不会用到的,因 此实际生产中,阳离子促进凝胶的能力的大小次 序为:Ca2+>Mg2+>K+>Na+。例如,为了获得最大凝胶硬度,钠及钾离子的摩尔浓度要比钙和镁离子大25倍。
一价阳离子与二价阳离子形成的凝胶性能不同
一价阳离子形成的结冷胶凝胶是热可逆型的, 如果对凝胶加热,一价阳离子凝胶可以重新融化 为溶液,而且这个可逆过程可反复进行;而二价 阳离子形成的结冷胶凝胶属于热不可逆性质,要 使其融化,必须把温度升至 120 ℃以上。因此, 通过加入适当的钙离子,我们可以获得热可逆和 热不可逆性质的结冷胶凝胶,满足不同食品对结 冷胶的需求。当然,如果添加的二价阳离子浓度 很低时,同样可以获得热可逆性质的结冷胶凝胶。 比如中肯生物复配研究室通过实验得出,0.3%~ 0.5%浓度的结冷胶溶液中,当添加的钙离子浓度 低 于 1.8 mmol/L 时 , 结 冷 胶 凝 胶 是 热 可 逆 的 。 4.2.3 阳离子对结冷胶水合有阻碍作用 由于在生 产过程中需要用到盐类,目前常用的食品级结冷 胶为盐的混合物,一般来说其盐中阳离子构成如 下:Ca2+ 0.75%,Mg2+ 0.25%,Na+ 0.70%,K+ 2.0%(当然,不同生产企业由于工艺不同,盐中离子构成 也有稍许不同)。这些阳离子都会阻碍结冷胶的水 合作用,其中二价阳离子影响更明显。由于结冷 胶中混合的二价阳离子盐类含量并不高,因此通 过给水溶液加热可以消除这种阻碍。故结冷胶只 能在冷水中分散,在热水中溶解。结冷胶的水合 作用会在生产过程中被外加入的阳离子进一步阻 碍,从而严重影响到结冷胶的溶解效果。
如果水溶液中的钙盐含量达到 0.008%以上时,结冷胶的水合温度将高于 100 ℃。 由此可见,在正常的生产加工工艺中,不能允许 食品体系中含有过高的游离状态二价阳离子盐类, 否则结冷胶的溶解会受到很大阻碍。
阳离子对结冷胶凝胶质构的影响
二价阳离子虽然会在结冷胶溶解阶段对胶体的水合产生阻碍作用,但是当结冷胶完全溶解后,加入额外的 二价阳离子却是结冷胶凝成凝胶的必要条件。如 果结冷胶溶液中二价阳离子过多或不足,都会严 重影响结冷胶的凝胶状态。因此,在食品生产中, 需要通过改变离子浓度尤其是钙离子浓度来调节 结冷胶的凝胶质构。图 1 是电子显微镜显示的结 冷胶 2 种凝胶状态对比。图 1a 是理想的凝胶的微 观结构,从中可以看到网络结构中连接点之间的 孔洞尺寸和距离是比较均匀的;图 1b 是不理想的 凝胶微观结构,从中可以看到网络结构中有些地 方胶体致密,而有些地方则存在很大的空洞。因 此想在生产过程中得到理想凝胶质构,就必须注 意阳离子的添加方式和浓度。
生产上正确的钙盐添加方式是将可溶性的钙 盐调配成溶液,再加入到胶体溶液中,最好在溶 液还是热的时候加进去,并充分搅拌,溶液冷却 后就会形成凝胶。
对于低酰基结冷胶的模数参数来说,随着钙 离子浓度的升高,凝胶模数开始是上升,达到一 个最大值后又开始下降。凝胶的硬度则随着钙离 子的加入而降低,因为凝胶的质构变的更脆了。 凝胶质构中的脆性和弹性参数,在二价阳离子处 于低浓度范围(0.01%~0.02%)时,阳离子的的影响 表现为:当凝胶脆性参数在 30%~40%,升高二价 阳离子浓度会使得脆性参数稍有降低,而凝胶的 弹性参数会由 20%快速降低到 10%。而之后随着
二价阳离子浓度的进一步升高到 0.05%,凝胶脆 性和弹性都保持在一个相对比较平稳的区间,变 化不大。
以上4个结冷胶的凝胶质构参数也受到一价 离子的影响,且影响比较类似,但是达到相同质 构变化所需一价离子的加入量要显著多于二价离子。食品体系中经常是多种复杂离子并存的,但对促进结冷胶凝胶来说一般无协同作用,关键是控制好起主导作用的某些阳离子。因此,在实际生产过程中,要注意这方面的问题。
对于某一凝胶体系,往往存在所谓“最适阳 离子浓度”范围。最适阳离子浓度是指使给定的体系有最大凝胶强度的离子浓度,但在实际生产中,由于食品体系非常复杂,真实体系的最适阳离子浓度需要考虑多方面的因素。比如,如果我们在食品饮料中加入过多的钙离子,虽然凝胶质构可能得到提升,但却会产生口感发涩等副作用。 所以,食品工业生产中,要在权衡各方面因素的前提下合理使用钙量。
3.螯合剂对结冷胶溶解和质构的影响
实际生产过程中,如果不加入螯合剂,结冷 胶中本身所含的二价盐离子以及水质或其他配料 中引入的盐会阻碍结冷胶的水合,导致胶体的水合温度在 95~100 ℃之间,甚至更高,因此正确的 生产操作必须是预先加入适当的螯合剂。在食品 工业中使用结冷胶,通常可以使用到的螯合剂包括:柠檬酸钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠、焦磷酸 钠等。
当结冷胶溶液完全溶解后,需要通过加入柠 檬酸等有机酸来调节体系酸度(pH 值)使得被螯合 的二价阳离子从螯合剂中游离出来,以促进结冷 胶的凝胶。因此,可以通过平衡螯合剂,pH 值以 及加入的阳离子用量来控制低酰基结冷胶的凝胶性质。下表是三者之间平衡关系对结冷胶凝胶 质构影响的比较。
4. pH 值对结冷胶凝胶质构的影响
结冷胶的水合会受到可溶性固型物和低 pH 值 的影响,在高固型物体系中,必须特别注意结冷 胶的水合效果。结冷胶中含有葡萄糖醛酸基团, 其葡萄糖醛酸的 pKa 值为 3.5,因此在酸性环境 中,想要得到好的水合效果,溶液 pH 值必须在 4 以上。在溶液 pH 值低于 3.5 时,一般是形成酸性 凝胶。这种凝胶的模数和硬度都比较低,质构效 果不理想。如果进一步降低溶液 pH 值,结冷胶将会产生沉淀而不是形成凝胶。
5.糖分对凝胶质构的影响
糖分对结冷胶的凝胶质构有显著的影响,适 量的糖分因能稳定凝胶网络的有序结构而与钙离 子有互补关系;糖分较高时,共溶物可能会阻碍 了结冷胶多糖链间双螺旋的聚集的程度和规模, 从而形成的凝胶较柔软,在被破坏之前有更大的 伸展性,而且要花更大的力气才能使它破坏。
下面选择一些有代表性的单糖(葡萄糖、果 糖)、双糖(蔗糖、麦芽糖)、及淀粉糖浆(玉米糖浆 和麦芽糖浆)来介绍。
不同糖分的影响有些共同规律:首先,对于 形成凝胶最大模数来说,钙离子与糖分有明显互 补关系,例如含糖量的增加一般会减少所需的钙 离子浓度,反之亦然。但涉及具体糖浓度数值对 凝胶质构的影响时,应该考虑钙离子的因素。其 次,对屈服应变(脆性)的影响:凝胶呈最大模数 时,它的屈服应变随含糖量增大而增大(凝胶有很 大的变形能力)。含糖量的增加往往提高了凝胶的 最大屈服应力,即要花更大的力气才能破坏凝胶 的网络结构。
6.胶体浓度对结冷胶质构的影响
结冷胶可作为一种非常有效的胶凝剂,用量 范围常在 0.012%~0.4%之间。不同结冷胶浓度对 凝胶的质构有着极大的影响。
当胶体浓度在 0.012%~0.05%之间时,结冷胶 水溶液形成一种预凝胶的网络结构,类似于一种极弱的凝胶,具有良好的悬浮性能。它的预凝胶 网络结构存在一个屈服应力,当剪切力超过屈服应力时,溶胶可在较低的剪切速率下即成为水样 流体,撤消剪切力时又能很快恢复预凝胶结构, 其悬浮能力不依赖于很高的黏度,因此结冷胶的 悬浮效果和口感是令人满意的。
结冷胶的凝胶性能极强,用量往往是 k- 卡拉 胶的 1/3~1/2,或者是琼脂的 1/5,因此,要形成固体凝胶,结冷胶的用量范围常在 0.1%~0.4%之间。在阳离子含量适当的情况下,凝胶的强度会随着胶体浓度的增加而快速提升。虽然结冷胶凝胶形成受到阳离子的显著影响,但是随着胶体浓度的进一步升高,比如1%时,即使溶液中不添加阳离子,结冷胶依然可以形成凝胶。
作为一种新型食品胶体,目前阶段,结冷胶的凝 胶性质和使用方法还未被广大食品企业所熟悉,因此结冷胶在食品工业中的应用潜能远远没有被 开发出来。可以相信,在不久的将来,结冷胶使用在食品工业中必将得到更加广泛地应用。
GB 2760-96:可用于各类食品,以GMP为限。
FAO/WHO(1984,g/kg):加工干酪制造8;乳脂干酪5;熟洋火腿、熟猪前腿肉,按GMT;酪农干酪5(按稀奶油计);稀奶油5(仅用于巴氏杀菌掼奶油或掼打用的超高温杀菌稀奶油和消毒稀奶油)。
冰淇淋制造时,明胶用做保护胶体来防止冰晶增大,使产品口感细腻,约添加0.5%。
酸奶、干酪等乳制品中添加约0.25%,可防止水分析出,使质地细腻。
在于制造明胶甜食(dessert,主要成分是明胶)、软糖、奶糖、蛋白糖、巧克力等(添加量1%~3.5%,最高达12%)。
在午餐肉、咸牛肉等罐头食品中广泛使用明胶,可与肉汁中的水结合以保持产品外形、湿度和香味,约添加肉的1%~5%。
食品抗氧化剂——儿茶素是从绿茶中提取的一种功能因子,是由糖类经一系列酶的作用,通过莽草酸途径,形成苯环化合物,最后合成的白色固体物。儿茶素具有很强的抗氧化能力、明显的酚特性,能使重金属和蛋白质沉淀;儿茶素具有将大小不等的把生皮鞣成革的性能,但是与其他一些典型的植物单宁(五倍子单宁等)相比,鞣革性能较弱;儿茶素还具有清除自由基、延缓老化、预防蛀牙等药用价值,使其在食品领域中越来越受欢迎。
儿茶素的药用价值
1、抗菌作用
可以抑制引起人类皮肤病的病菌,并且对治疗湿疹有很好的疗效。
2、预防蛀牙
因为茶叶中含有氟,所以可以使牙齿对酸的侵蚀具有较强的抵抗力。除此之外,也有临床实验指出,儿茶素类可以明显地减少牙菌斑以及减缓牙周病。
3、清除自由基
儿茶素是天然的油脂抗氧化剂,抗氧化活性甚至比维他命E还高!并且可以清除人体产生的自由基,以保护细胞膜。
4、延缓老化
因为有清除自由基的功用,所以可以减缓衰老。
5、改变肠道微生物的分布
儿茶素类可以抑制人体致病菌(如肉毒杆菌),同时又不伤害有益菌(如乳酸菌)的繁衍,所以有整肠的功能。
6、除臭
儿茶素可以除去甲硫醇的臭味,所以可以去除抽烟者的口臭,并且减轻猪、鸡以及人排泄物的臭味(因为儿茶素可以抵抗人体肠道内产生恶臭的细菌)。
7、其它
有一些研究显示儿茶素还具有抑制血压(可降低舒张压与收缩压)及血糖(抑制醣分解酵素)、降低血中胆固醇及低密度脂蛋白(LDL),并增加高密度脂蛋白(HDL)的;量(日本用来做低胆固醇蛋)、抗辐射以及紫外线(美国已做成预防紫外线的化妆品)、抗突变(在微生物已获得证实,但还没有人体试验的报告)等功用。
鱼明胶的起泡力随着其溶液浓度的增加呈稳定的上升趋势。从明胶的类型上看,鱼皮明胶溶液的始起泡力比相应的鱼骨和鱼鳞明胶溶液的始起泡为大;但鱼皮明胶溶液的泡沫稳定性要比相应的鱼骨和鱼鳞明胶溶液差得多。所以从总体上讲,鱼骨和鱼鳞明胶溶液的起泡力优于鱼皮明胶。另外,由于鱼明胶中含有较的疏水位氨基酸残基和粘度,利用其制备明胶发泡剂具有很好的应用前景。
柑橘果胶的透明度比苹果果胶好,酯化度苹果果胶比较高些,应用的话各自会有些差异。还有柑橘果胶比苹果果胶颜色会白些。苹果果胶里面含有易氧化的成分,所以苹果果胶久置容易氧化。
平板划线法接种细菌时,如果划破琼脂会造成划线不均匀,难以达到分离但菌落的目的;同时,存留在划破处的单个细胞无法形成规矩的菌落,菌落会沿着划破处生长,形成条状菌落。
食品除色、香、味外,食品的质构也是一种重要的性质,而食品的质构可通过食品改良剂来改良品质。食品胶具有悬浮分散性、保水、持水性、控制结晶等性能,可作为食品的品质改良剂应用于食品工业,改善食品在口感、外观、形状、贮存性等方面的某种特性。使用食品胶时,需要对使用的目的(应用食品胶的某一种特性)有清楚的了解,才能根据不同食品胶的特性进行选择。
由于所有的食品胶都不只一种功能,因而在为食品任何一类特别的应用选择最佳的食品胶时,都还应该考虑"候选"食品胶在该食品中肺自发挥的其他的功能,所以食品工艺师在选择食品胶时需要考虑诸多因素,必须考虑产品形态(如凝胶、流动性、硬度、透明度及混浊度等);产品体系(悬浮颗粒能力,稠度、风味、原料类型等);产品储存(时间、风味稳定、水分、曲分迁移)、产品加工方式和经济性等。否则,不考虑其他因素,直接选择使用在该项应用中表现得最好的食品胶,可能并不是最佳的选择。
食品胶在什么样的种类食品中应用是选择合适食品胶首先要考虑的因素,如制作果冻可选胶凝剂卡拉胶,制作冰淇淋可选稳定剂CMC等。食品研制者在选择食品胶时都希望它能发挥多种功能,如常见的情况是两种功能,比如果冻的研制,食品胶的胶凝性要强,同时持水性也要好,否则果冻很容易析水,但往往出现的情况是,两种功能并不都能达到最佳效果,这就促使食品研制人员会考虑同时选用两种食品胶一起使用,而这两种食品胶分别承担这两种功能,并且可能会表现得很好,这就是食品胶的复合了。
产品口感对于选择合适的食品胶十分重要,因为这关系到消费者的可接受程度。产品胶粘的口感不是大多数食品消费者所能接受的,食品研发人员可以考虑通过控制食品胶用量和选用其他合适的食品配料来减少或消除这种不良的口感。胶黏的口感往往与凝胶的熔化温度和平滑程度有关,比如明胶在较低的温度下就会熔化,由它制得的软糖在夏天高温贮藏时,就有可能缓慢熔化,而使得口感黏滑,而卡拉胶熔点明显高于明胶,卡拉胶软糖就不容易发生上述情况。
胶凝性和黏度特性是选择食品胶时另外两个需要特别考虑的因素。如果要开发的食品是凝胶类食品,考虑选择的胶体就是那些能够成胶的胶凝剂,常见的食品胶中能够单独成胶的并不多,包括明胶、卡拉胶、海藻酸盐、果胶、阿拉伯胶、结冷胶、凝胶多糖等,但加上前面多次提到的复合胶(单独存在时都不能成胶,或其中至少一种不能成胶),可供选择的胶凝剂就比较多了。不过考虑到凝胶质量、凝胶是否可逆,熔化的温度,透明性、口感、稳定性、共存金属离子和成本等因素,可供挑选的余地也就并不大;如果开发的食品主要是解决其增稠问题,即食品体系的黏度特性,那可选择的食品胶就很多了,因为所有的食品胶都有增稠的作用,那么成本、稳定性、口感等因素就是需要特别考虑的因素。
成本是选择食品胶时另外一个需要考虑的重要因素,因为这关系到被应用食品的市场竞争力和生产该食品的企业的利润问题。和其他类别的食品添加剂有些不同,在考虑食品胶成本时,必需着重考虑添加量和功能效果之间的关系,能获得该食品需要达到的功能时的食品胶添加量就是食品胶成本的直接来源。
实际上一种食品胶为实现一种功能在不同食品中应用的使用量经常是不同的,而为实现不同功能在同一食品中应用的使用量有时也是不同的,从而食品胶应用成本也就都不同。另外,还得考虑食品胶复配的问题,仅是食品胶之间的复配还比较简单,但有不少复配食品胶复合有一些比较廉价的其他配料如糊精、淀粉等,这就使得复配食品胶供应商会给食品应用客户提供两种可能:复配食品胶销售价格较低,但添加量很高;复配食品胶销售价格较高,但添加量较低,所以食品开发人员在选用这类复配食品胶时应该考虑到这些因素。
扁桃胶是扁桃树体在逆境条件下分泌出来的胶质透明物质,属于“食用胶”中“原桃胶”的一种。随着扁桃在我国栽培面积的不断扩大,扁桃胶的产量在原桃胶中所占比重将会越来越大,因此研究扁桃胶的商品化生产显得尤为重要。
商品化生产桃胶的关键工序是胶体的水解,即把大分子的多糖分解为小分子的多糖,从而改变原桃黏度大、不易溶解的弱点。原桃胶及多糖的水解方法主要有酸水解和碱水解2种。多项研究指出不同批次因水解度不同,导致生产出的商品桃胶之间存在较大的差异,而对不同水解度的商品桃胶差异存在的原因未见报道。
不同酸环境条件下扁桃胶水解物结晶性状表现
pH在7-5之间变化时,X-射线衍射图谱为非晶体物质的特征衍射包曲线,没有任何晶峰出现,即未表现出晶体特性,均呈非晶体结构,说明pH在7-5之间的范围变化,不会改变扁桃胶的结构和类型。但随着pH的进一步降低,pH在3-1之间的范围变化时,扁桃胶的水解物出现新的衍射峰,而且衍射峰随着pH的不断降低,峰数量和原峰值也随之增加,说明pH3-1之间的酸环境处理后扁桃胶发生了从非晶结构向晶体结构转变,并且晶体特性越来越明显。pH为1时,扁桃胶呈纵横交错的微纤维结构状并夹杂少量的晶体颗粒,说明酸环境条件下扁桃胶呈现的晶体结构可能是由多糖的微纤维化形成的。
不同碱环境条件下扁桃胶水解物结晶性状表现
pH为7时,扁桃胶水解物呈非晶体结构,X-射线衍射围谱为非晶体物质的特征衍射包曲线,没有任何晶峰出现,即未表现出晶体特性。pH在9-13之间变化时,扁桃胶的水解物出现了新的衍射峰,而且衍射峰隨着pH的不断增加,峰数量和原峰值也随之增加,说明pH9-13之间的碱环境处理后扁桃胶发生了从非晶结构向晶体结构转变,并且晶体特性越来越明显。
碱环境处理后扁桃胶同样发生了从非晶结构向晶体结构转变。pH为13时,扁桃胶水解物出现大小不同的结晶颗粒,呈现出明显的晶体性状,说明碱环境条件下扁桃胶呈现的晶体结构是由多糖结晶形成的。
不同酸碱环境条件对扃桃胶水解物结晶度的影响
不同酸碱环境条件下扁桃胶多糖晶相结晶度的F值为65.313,说明不同pH条件下扁桃胶多糖结晶度之间的差异达到极显著水平。不同酸碱环境条件下扁桃胶结晶度发生变化主要原因是:一方面酸碱环境使大分子多糖长链断裂,变成了小分子多糖;另一方面酸碱环境的干燥过程中,多糖可能发生了水合反应,由非晶体状态转化为晶体状态。
面包醇香味美,很多消费者都喜欢吃 ,也是当今烘焙产品的一种消费趋势。面包一般由集中生产的冷冻面团加工而成,以降低添加剂含量以及保证面包的品质,集中生产的面团经过冷冻后由于水分的结晶和重新分布会导致酵母失活,面筋网络结构弱化,面包老化等,最终导致面包品质下降,因此对面包水分分布调控是改普冷冻面团产品品质的方法之一。目前使用广泛的是添加持水剂来改善冷冻面团的储藏特性,持水剂对冷冻面团的水分分布及状态的影响很大,刺槐豆胶因其保水持水功效而被应用在冷冻面团中。
刺槐豆胶也称为角豆胶,简称LBG。具有良好的持水性,由含有许多氢键结合位点的甘露糖为主链的半乳甘露聚糖组成,在较低的浓度范围内能形成高粘度的水状胶质用,能改变产品的水分分布状态,广泛应用于饮料、面包、面条、乳制品和食用涂料等方面,起到稳定以及脂肪替代等效果同。
刺槐豆胶对冷冻面团及面包品质的影响
有研究表明在无盐面条中添加1.5%的刺槐豆胶后,面条的保水能力和质地都有显著的提高问。刺槐豆胶在酸奶饮料中稳定结构的作用;用刺槐豆胶和卡拉胶复配对益生乳酸菌进行包裹,使益生菌在胃肠道不良环境下其存活率能维持在8logCFU/g以上,这说明刺槐豆胶保水能力强,可添加至冷冻面团里。
刺槐豆胶对冷冻面团具有良好的持水保水性能,随着冷冻面团冻藏时间的增加,面团中的水分发生迁移,由深层次结合水向米结合水和自由水转化,自由水的占比由5.60%增加到9.00%,添加刺槐豆胶后自由水的占比由5.80%增加到8.50%,减小了自由水的占比,减弱了冷冻面团的流动性。
面团的微观结构在冻藏过程中会有明显改变,面筋蛋白逐渐弱化,包裹淀粉颗粒能为逐渐下降,淀粉颗粒的排布逐渐混乱,面团的发酵速度逐渐缓慢,刺槐豆胶的加入,一定程度上保护了面筋蛋白的网络结构,维持了淀粉颗粒的排布状悉以及面团发酵速度的稳定。
面包的纹理结构以及品质随着冻藏时间的延长而逐渐下降,加入刺槐豆胶能有效的延缓冷冻面团及其烘烤面包品质在储藏期间的劣变,与面团的水分分布及微观结构分析结果相符。由此可见,冷冻面团面包的品质可以通过面团的水分分布状态来进行预测和分析。
随着人们对生态环境保护意识的加强,利用天然高分子材料制备可食膜替代传统塑料膜的研究日益受到关注,其中利用鱼皮提取明胶制备可食膜已成为研究热点之一。目前,蛋白膜的工业化生产一般采用流延成膜法和挤压成膜法 ,利用流延法制备的明胶膜其机械性能和阻湿性能均明显优于挤压法。然而,流延法通常采用高温干燥提高生产效率,但明胶蛋白分子在高温下呈现无规则线圈结构,蛋白分子之间不易形成有序的网络结构,导致蛋白膜的机械性能与热稳定性下降。提高成膜液的初始浓度有可能减少高温对明胶蛋白成膜特性的影响,虽然有学者开展了一些相关方面的研究,但国内该方面的研究却较少。因此,本文探讨高温干燥制膜时起始蛋白浓度对鱼皮明胶膜性质的影响,以期为明胶膜的工业化生产提供更多的理论依据和技术支撑。
蛋白质量分数对鱼皮明胶膜性质的影响
机械性能
据报道,明胶溶液在25℃附近干燥成膜时,蛋白分子可逐渐聚集缠绕,形成稳定有序的网络结构,23],获得 的明胶膜的机械性能与热稳定性均优于利用高温干燥制备的明胶膜。因此本文以25℃干燥制备的明胶膜作为对照,考察了100℃干燥下成膜液中起始蛋白质量分数对明胶膜机械性能和溶解性的影响。结果显示:蛋白质量分数为5%的膜液在100℃干燥下形成的明胶膜其抗拉伸强度明显低于对照组。随着蛋白质量分数的增加,高温干燥制备的明胶膜的抗拉伸强度逐渐增大,当质量分数提高至30%时,抗拉伸强度开始接近对照组,表明在高温下提高膜液的起始蛋白质量分数有利于形成强度良好的明胶膜。另一方面,明胶膜的断裂延伸率随蛋白质量分数的提高呈现与抗拉伸强度相反的变化趋势,当蛋白质量分数从5%提高至10%时出现显著下降,但进一步提高膜液的蛋白质量分数,断裂延伸率未发生明显变化,并与对照组基本一致。
溶解性
在100℃干燥下,明胶膜的固形物溶解率和蛋白溶解率也受到蛋白质量分数的影响。当膜液的蛋白质量分数为5%时,其固形物溶解率和蛋白溶解率均为最高,随着蛋白质量分数的增加,固形物溶解率和蛋白溶解率都出现降低的趋势。当蛋白质量分数大于30%时,100℃干燥所得明胶膜的固形物溶解率和蛋白溶解率均接近对照组,表明利用高温干燥制备明胶膜时,提高膜液的起始蛋白质量分数可使明胶膜的耐水性能增强。研究表明,蛋白膜中分子间的相互作用越强,越易形成稳定的网络结构,膜越不容易溶于水。而蛋白质量分数较低的膜液在高温下干燥时,明胶蛋白分子呈现无规则卷曲状态,布朗运动剧烈,使得蛋白分子之间不易形成网状结构,结果导致膜的性能较差。伴随起始蛋白质量分数的提高,单位体积内明胶蛋白分子的数量增加,分子的无规则运动受到了限制,因此在高温干燥下容易堆积形成稳定有序的网络结构,获得具有良好机械性能和耐水性能的明胶膜。
热收缩性
当胶原的三股螺旋结构受热遭到破坏时,宏观上可观察到收缩现象明胶中一般含有部分三股螺旋结构的胶原,形成的膜也具有一定的热收缩性,且其热收缩性与三股螺旋结构的数量存在一定的正相关。因此,测定了高温干燥制膜时起始蛋白质量分数对明胶膜热收缩性的影响,结果显示:对照组的膜热收缩率高达48.75%,表明明胶溶液在25℃下干燥成膜后蛋白中还含有大量的三股螺旋结构。然而,起始蛋白质量分数为5%的膜液在100℃下干燥获得的明胶膜其热收缩率仅为8.13% ,没有发生明显的热收缩,表明对低蛋白质量分数的膜液进行高温干燥时蛋白中的三股螺旋结构容易遭到破坏。伴随着膜液中起始蛋白质量分数的提高,形成的明胶膜其热收缩率逐渐增大,在蛋白质量分数达到40%时接近对照组,由此可见提高膜液中起始蛋白质量分数有利于保护蛋白分子的三股螺旋结构在高温干燥下不易遭到破坏,从而相互缠绕形成更稳定的网络结构。
由上述分析可知,利用高温干燥制备明胶膜时,膜液的起始蛋白质量分数至少提高至20%,才可以避免蛋白的三股螺旋结构在高温干燥成膜过程中遭到破坏。
低酰基结冷胶在人造食品中的应用
使用低酰基结冷胶生产人造食品明显比使用其他食品胶的效果要好,特别是生产人造水果块。例如,生产人造多香果块,低酰基结冷胶的使用量是0.7%,但若使用海藻胶代替低酰基结冷胶,则海藻胶的使用量为1.0%,而且,其加工性能远不及低酰基结冷胶,低酰基结冷胶可使人造果块在杀菌过程中不融化,并且在加工过程中保持着其完好的特征外形。
长链脂肪酸淀粉酯,一般指脂肪链在C8以上的脂肪酸淀粉脂,是变性淀粉的一种重要类型。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。
长链脂肪酸淀粉酯的理化性质
一般情况下,长链脂肪酸淀粉酯外观仍同原淀粉相似,多呈白色或微黄色粉状。其溶解性受很多因素影响:脂肪酰基的量、淀粉的降解性、淀粉酯的聚合度、淀粉的类型、溶剂的性质以及温度等。
长链脂肪酸淀粉酯的吸水能力和持水时间均劣于原淀粉,而且随链长度的增加其吸水量减少,这是由于短脂肪链不能将淀粉分子上的羟基有效地包围,致使其亲水性强于长链的长链脂肪酸淀粉酯。
高取代长链脂肪酸淀粉酯一般只有一个可测定的玻璃转化温度(Tg),并且Tg随脂肪酸链长增加而降低,熔融温度(Tm)下降甚全完全消失。长链脂肪酸淀粉酯热稳定性较原淀粉要好,并且随碳链长度和取代度的增加而提高,最高分解温度可达330℃以上。
长脂肪链有内增塑作用,由于大量塑性脂肪链的引入,高取代的长链脂肪酸淀粉酯表现为抗张强度差而膜断裂伸长率较高,且长链脂肪酸淀粉酯膜的断裂伸长率还会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合成方法
长链脂肪酸淀粉酯的合成方法按加工条件的不同可分为有机溶剂法、水媒法、熔融法。
有机溶剂法
以惰性有机溶剂(N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、甲苯等)作为反应介质,在碱性催化剂作用下实现均相反应,可以制各取代度不同的长链脂肪酸淀粉酯。由于使用了有毒的有机溶剂,制备的产品在应用时受到一定的限制。
熔融法
在高温高压下使淀粉与酯化剂直接反应,此法的优点是虽反应速度较快,但工艺条件不易控制,且产品的成本较高。
水媒法
在水中使脂眆酸甲酯和淀粉混合均匀,然后升温,不断将水蒸除,以利于淀粉酯的生成。该法虽不使用有机溶剂,成本最低,但对反应物有特殊要求,只适用于脂肪酸甲酯与淀粉的反应。
按酯化剂的不同,长链脂肪酸淀粉酯的合成方法还可分为酸法、氯法和交换法。
酸酐法
以脂肪酸酐为酯化剂时,在碱性催化剂作用下,酸酐键被打开,其中一端以酯键与淀粉分子中羟基相结合,另一端则产生一个羧酸,整个反应体系的pH值随反应的进行而下降。在反应过程中需不断加入碱液中和产生的羧酸,以维持反应体系的碱性环境,使反应向有利于酯化反应的方向进行。
酰氯法
脂肪酰氯可以在有机溶剂中以吡啶为催化剂直接与淀粉的羟基进行反应。由于长链脂肪酸结构的影响,其他形式的脂化剂不易与淀粉发生酯化反应,通过该法可以制备取代度较高的长链脂肪酸淀粉酯。
酯交换法
酯交换法使用接近于天然的脂肪酸中为酯化剂,在碱性条件下,由脂肪酸甲酯和淀粉生成长链脂肪酸淀粉酯的反应是杀核取代反应,可以看出,为使反应持续进行,必须增加催化剂与淀粉的碰撞概率,使生成的活性中心ST-O-增加。淀粉经过酸水解形成水解淀粉后,分子链变短,但淀粉的结晶结构并未完全破坏,分子内、分子间的氢键依然存在,催化剂难以进入结晶区。只有使淀粉充分溶胀后,催化剂、酯化剂才能够与淀粉分子接触,实现酯化反应。
其他方法
有人直接将硬脂酸和淀粉混合,在酸性条件下使淀粉部分水解后,高温、高压下反应一定时间,制备了硬脂酸淀粉酯,但是取代度相对较低。
表征方法
长链脂肪酸淀粉酯的各种性质取决于取代度、脂肪链饱和度与碳链长度及直链/支链淀粉之比(Ap/Am)等。目前测定取代度的方法主要采用元素分析法、高分辨核磁共振方法。元素分析法是通过测定样品中C、O等元素的百分含量,然后与各理论取代度的样品中C的含量进行对照,以确定样品的取代度。
琼脂粉其实就是把琼脂在精制过程中磨成粉,这是为了运输、保存、称量琼脂的方便,做微生物、生化或其他用到琼脂的试验,所配置琼脂使用的一般都是琼脂粉。
琼脂糖是琼脂中的主要成分也是琼脂中的有效成分,琼脂的主要性质即由琼脂糖决定。
营养琼脂就是用琼脂粉和其他一些营养物质通过一定比例配置而成的一种可供微生物生长的固体琼脂培养基,可供营养要求不高的微生物生长。因为它对细菌没有选择性,因此一般不用于细菌鉴定。