食用胶(食品胶)也称亲水胶体,主要成分是多糖类或蛋白质的大分子物质,能溶解或分散于水中。食用胶在食品加工中可起到增强稠度、黏度、凝胶形成力、硬度、脆性、紧密度,稳定乳化、悬浊体等作用,使食品获得所需要的形状和硬、软、脆、黏、稠等各种口感,故也常称作食品增稠剂、增黏剂、胶凝剂、稳定剂、悬浮剂、胶质等。那么,食用胶(亲水胶体)在食品生产中有哪些作用?
增稠作用
食用胶几乎都有增稠作用,因为食用胶的分子能发生水化作用。不同种类的食用胶因其自身结构产生不同的增稠和流变特性,同一种食用胶,相对分子质量越大,相同质量浓度的体系黏度就越大。
食用胶黏度随其浓度增大出现不同程度的增加,呈现一定正相关性,但与体系温度呈负相关性。一般来说,温度升高,黏度下降;温度下降,黏度上升。食用胶溶液受体系电解质、pH值、压力的影响呈现出明显不同的变化规律,主要与食用胶分子本身结构差异有关。
凝胶作用
食用胶凝胶的作用,是亲水胶体在氢键、电场极化力或溶液中的某些高价离子的键桥作用下,其长链分子相互交联而形成,并将液体缠绕固定在内形成三维连续式网络,获得坚固严密的结构,以抵制外界压力而最终阻止体系的流动。某些食用胶单独存在时不具有胶凝性,但与其他胶复配却呈现出增稠和凝胶协同效应。
悬浮分散作用
食用胶大多数具有表面活性,可吸附于分散相的表面,使其具有一定的亲水性而易于在水体系中分散。食用胶加入食品体系中可增加黏度,根据斯托克斯定律,溶液黏度越大,颗粒沉降速度就越慢,可延迟固体颗粒的沉淀作用。
乳化稳定作用
食用胶添加到食品中后,其体系黏度增加,体系中分散相不容易聚集和凝聚,而使分散体系稳定,可作为果汁饮料、啤酒泡沫、糕点裱花等的乳化稳定剂,但并不是真正的乳化剂或起泡剂。其作用方式不是按照一般乳化剂的亲水-亲油平衡机制来进行,而是通过增稠或增加水相黏度以阻止或减弱分散的油粒小球发生迁移和聚合倾向方式完成的。
保水稳定作用
食用胶因具有亲水性高分子,呈现强亲水作用,可有效改善食品生产或贮存中的脱水收缩问题,也可改良结构及咀嚼口感。
膳食纤维功能
绝大多数食用胶应用于食品中还能发挥膳食纤维的功能作用。近年来,国内外对多糖类食用胶作为膳食纤维生理作用的研究报道较多,如瓜尔胶、果胶、魔芋胶等,它们作为膳食纤维都有着显著的生理功效。
食用胶作为脂肪取代物较广泛地应用于低脂食品、疗效食品和保健食品的生产中。目前脂肪取代物大部分是以食用胶为主要原料或以食用胶体为关键成分。
对结晶的控制作用
食品中许多重要性质如形状、光亮度、咀嚼性和融化性等都与晶体结构直接相关。食用胶对结晶的控制作用有3种方式:相容性:与晶体结合,且依附在增长的晶体表面,改变晶体正常的增长方式;竞争性:与晶体相互竞争形成结晶;结合性:与其他物质结合,进而影响晶体增长。
因此,食用胶用在糖果、乳制品、冷冻食品中,能提高膨胀率,降低冰晶析出的可能性,可使产品口感细腻,提高抗融性和保藏稳定性,改善体系形体和组织结构。
泡沫形成作用
食用胶可发泡形成网络结构,其溶液在搅拌时可包含大量气体,并因液泡表面黏性增加使其稳定。利用蛋白受热变性,把食用胶与热糖浆混合搅拌再冷却,可实现泡沫的稳定化,或是利用卡拉胶、海藻酸钠或刺槐豆胶等的凝胶反应,也可形成稳定泡沫产品。
被膜剂和胶囊作用
食用胶用作被膜剂,可覆盖于食品表面,形成一层保护性薄膜,保护食品不与氧气、微生物接触。食用胶起保质、保鲜、保香或上光等作用,也可用于制作可食性膜。
此外,食用胶还可用作包装食品的外胶囊,主要利用两种含有不同正负电荷的离子化食用胶反应形成复杂化合物,同时形成微细胞膜包覆在芯材表面,被包覆固定的芯材物质在食品中可通过物理压力、pH值或温度变化而释放出来。
香精固定作用
香精固定化技术是在油水乳化系统中,利用合适的乳化剂包埋香精小液滴,当水分被去除时可防止香精蒸发,防止氧化变质或从空气中吸收水分,且包埋的香精小液滴能溶解或有效分散到水媒介中,当香精从包埋膜内释放出来可得到相同香气。
以明胶包埋香精,放入口香糖中,经咀嚼便可释放出香味。阿拉伯胶是目前所有天然食用胶或其他物质中最好的载体,蔗糖、淀粉及其衍生物也具备固定香精功能,但效果次于阿拉伯胶。
相乘作用
许多食用胶间有相当明显的相乘作用。各种单体食用胶在使用过程中存在一定缺陷,难以满足人们所需及适应日益激烈的市场竞争,通过复配,可发挥各种食用胶的互补作用,产生“l+1>2”的协同增效效应,满足食品生产的不同需要,扩大食用胶使用范围、强化使用功能。
其他功能
食用胶还具有一些其他的功能特性,包括黏合作用、膨松膨化作用、脂肪替代物、矫味作用等,在许多食品的加工和改良方面有着重要的作用。研究表明,食用胶在一定条件下,能同时吸附于多个分散介质体上使其凝聚,且能掩蔽一些不良气味。
正因为食用胶具有以上功能作用,才使得其能广泛应用于食品行业,不仅如此,食用胶还被广泛应用于其他行业,如化妆品工业、牙膏制造业、烟草制造业、医药制造业等。食用胶用途广泛,在这个社会上扮演着越来越重要的角色。
明胶用冷水浸泡,它就吸水溶胀,不会溶解。浸泡2小时左右,使其充分溶胀,隔水加热至50-60摄氏度时,搅拌,它就缓慢溶解了,形成均一的溶液后,冷却,就凝固了。不过,凝固是有浓度和温度为前提的,普通的(粘度、冻力符合指标)食用明胶,常温下凝固的浓度为8%以上。
据化学反应,应该有些变化,加热一般会使分子间的间隔变大,使分子加速运动,从而散发去一些卡拉胶凝胶的组成成分,所以卡拉胶凝胶二次加热后凝结强度就会降低了。
低酰基结冷胶在焙烤制品中的应用
低酰基结冷胶性质与琼脂相似,而其使用量比琼脂的使用量低得多,因此,在焙烤制品中常取代琼脂来稻饰焙烤制品,主要是控制水分含量。如在糕点的稻饰料中,低酰基结冷胶约使用量是0.3%,而琼脂用量在2.0%以上,是前者的7倍。如在香草型水果蛋糕中,低酰基结冷胶的使用量是0.3%,而淀粉、海藻胶的用量分别是3.0%和1.2%,0.4%的卡拉胶或者1.O%的淀粉才能获得近似的质构。低酰基结冷胶也可以使用在冰淇淋中作为稳定增稠剂,而且它的用量非常低。
明胶可在乳脂干酪、涂抹干酪制造的过程中与水结合起到稳定作用,控制乳清析出。明胶的融点接近人的体温,这使得产品具有滑润细腻口感、令人满意的风味及感官性质。
保持相同的提取条件:pH为2.0、料液比1:15、萃取温度为90℃、萃取时间为2h时,萃取剂种类对果胶产率的影响。保持其他提取条件一致时,萃取剂种类对果胶的提取效果不同,相比之下硫酸作为萃取剂时果胶产率最高,而且对设备的腐蚀性较小。硝酸得到的果胶溶解性较差,且提取液颜色明显较深,为后面的脱色工艺带来不便。盐酸挥发性很大,提取过程中需不断补加萃取剂,工艺复杂。与其他4种无机酸相比,亚硫酸的果胶产率比较小,但提取液比其他几种果胶颜色浅,外观品质好。这是由于亚硫酸不仅能软化组织,对氧化酶有很强的抑制作用,利于非水溶性果胶向水溶性果胶的转化,而且其本身是一种防腐剂和漂白剂。但亚硫酸具有氧化性,更易腐蚀生产设备,而且在提取过程中,会有二氧化硫挥发出来,既对人体有害又污染环境。综合考虑,以选择用比较经济的硫酸为宜。
SS琼脂培养基(Salmonella Shigella agar),是细菌筛选试验用的培养基。SS是沙门氏菌Salmonella、志贺氏杆菌Shigella 名字缩写。SS琼脂为强选择性培养基。其成分除了有必要的胨、牛肉膏等氮、碳源外,其他则为选择性抑制剂和缓冲剂,可使致病的沙门菌和志贺菌得以分离。
阿拉伯胶是一种碳水化合物聚合体,可在大肠中被部分降解。它可以为人体补充纤维素,与淀粉和麦芽糊精相比,其能量值还不到一半。更具体的说,阿拉伯胶是阿拉伯半乳糖寡糖、多聚糖和蛋白糖的混合物。根据来源不同,多糖组分中的D-半乳糖(阿拉伯树胶)和L-树胶醛糖比例也不相同。与金合欢树相比, 阿拉伯树胶含有更多4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸,而L-鼠李糖和不可替代的D-葡萄糖醛酸的量较少。
软糖中常用的胶凝剂有琼脂和果胶,利用琼脂和果胶制成的软糖,水果香味浓、甜度适中、爽口不粘牙,深受广大消费者的青睐。由于卡拉胶具有凝固性、溶解性、碱性等特性,可用作增稠剂、凝固剂、悬浮剂、乳化剂和稳定剂等,在食品等中有着广泛的用途。因此,卡拉胶与琼脂、果胶一样也可作为胶凝剂添加至软糖中。卡拉胶软糖是以砂糖、葡萄糖为主要原料,以卡拉胶为凝胶剂,辅以香精、色素熬制而成的。
用卡拉胶制作的软糖与其他软糖相比具有口感好,透明度高,色泽光亮,成本低等优点,同时卡拉胶适用范围大,凝固速度快,烘干时间短,节约能源。卡拉胶软糖生产工艺简单,既适用于手工操作,又适用于机械化连续生产,开发前景十分广阔。
卡拉胶在糖果中的操作要点
1、干混合:将卡拉胶与配方中的砂糖以1:4的比例混合均匀,备用。砂糖要磨成细糖粉,以便与卡拉胶充分混合。
2、溶化:将40倍于卡拉胶的水,加热至75~80°C,然后将卡拉胶与砂糖的混合物缓缓地加人到热水中,边加边搅拌,避免结块。继续升温,煮沸片刻,直至卡拉胶完全溶解。
3、溶糖:加入剩余的砂糖,加热搅拌到沸腾,使砂糖完全溶化,再加入葡萄糖,搅拌均匀。
4、过滤:糖液用80目筛过滤,以除去杂质。
5、糖:过滤后继续熬煮至106~107°C,干物质约75%,停止加热。
6、调和:将柠檬酸加等量的水溶解,待糖液稍冷时与色素、香精一起投入糖浆中,搅拌均匀。
7、浇盘:将糖液迅速倒入干净的揩少量植物油的冷却盘上,盘要垫平,使糖液保持一定的厚度,静置并撇去表面的气泡层。浇盘时速度要快,以免糖液冷却过快而发生“拖尾巴”现象。
8、冷却:糖液浇盘后,自然冷却直至凝固成冻胶状。
9、切割成型:糖液冷凝后,用调节好刀距的滚刀分条切块。
10、干燥:将糖块按一定间距排放在揩过少量油的金属丝盘上,放置烘房内干燥,烘房温度匹格控制在55~60°C,特别是在开始时温度不能过高,以免表面结硬皮,影响水分散发。
11、冷却:干燥约4小时后,取出冷却至常温。
12、包装:冷却后的糖块经拣选后包装为成品。
羟丙基甲基纤维素是一种纤维素二醚,其中羟丙基和甲基都是由醚链与纤维素的无水葡萄糖环相互结合,是非离子型纤维素醚,简称HPMC。羟丙基甲基纤维素分散于冷水,溶液干燥后可形成薄膜,水溶液呈假塑性流体特性,具有搅稀作用。不同规格的羟丙基甲基纤维素,其中的甲氧基和羟丙基含量与比例均不同。
羟丙基甲基纤维素是纤维素醚工业中产量最低,物化性能最好,用途最广泛的纤维素醚类。羟丙基甲基纤维素实际上是一种经环氧丙烧改性的甲基纤维素(MC)。因为,它具有与甲基纤维素相类似的特性,通常也将羟丙基甲基纤维素称为甲基纤维素的衍生物。
羟丙基甲基纤维素的主要特点
1、受热后形成可逆热凝胶,凝胶的形成温度取决于甲基和羟丙基的相对含量(或相对亲水性),取代度越高,凝胶温度越低,但不容易与其他电解质相溶。
2、可将水的表面张力降低(50~60)x10‘N/m,但加热时表面张力增加,这与普通的表面活性剂的性状相反。
3、羟丙基甲基纤维素分子集中在界面之间(气-液或液-固界面),界面浓度大大高于溶液内部浓度。
羟丙基甲基纤维素的应用
羟丙基甲基纤维素在医药中的应用
在医药工业中,羟丙基甲基纤维素通常是作为药用辅料。例如,用作致孔道剂制备不溶性骨架缓释片,用作亲水凝胶骨架材料制备亲水凝胶骨架缓释片,用作包衣材料制备包衣缓释剂、缓释小丸、多层缓释片和缓释胶囊等。制备薄膜包衣材料时,羟丙基甲基纤维素作为胃肠两溶性材料制备各种剂型(包括片剂)药物的包衣。
羟丙基甲基纤维素在食品中的应用
在食品工业,HPMC通常是用作冰淇淋、面包、色拉调汁等的增调剂、乳化剂、稳定剂和保水剂。其可逆性热胶凝性质可避免各种馅料(包子、饺子馅等)因过度加热而收缩“发千";用于油炸薯条等以降低产品的含油量及耗油量等;它还有增加表面活性和稳定泡沫的功能,可导致焙烤制品体积增加,在掺有米粉或大豆粉的面包中能形成良好的组织结构。
羟丙基甲基纤维素还可应用于涂料、聚合反应,建筑材料、油田、纺织、日用陶瓷、电子器件以及农业种子等领域,俗称“工业味精”。
瓜尔胶是一种应用广泛的增稠剂,在食品、工业等都有应用。是日常工作和生活经常接触到的一种助剂,由于生产方法的不同,瓜尔胶产品规格、种类众多,市场混杂,为了能够买到物美价廉的产品,我们应该如何挑选瓜尔胶呢?
1、瓜尔胶水油性
水性瓜尔胶一般都要比较长的时间和水混溶,所以需要长时间的搅拌,或用高速剪切机加快其相溶的速度。而油性瓜尔胶一般都要在加热的状态下,令物质和瓜尔胶相溶后才能起来增稠的效果。
有一种工业水性瓜尔胶是使用很简单的,不需要机器,也不需要长时间的混溶,在调节其酸碱度,让PH值达到7-8左右,就可以增稠的丙烯酸类瓜尔胶叫碱溶胀瓜尔胶。只需要搅拌棍慢慢搅拌,加入碱性的物质(如氨水或烧碱液)当PH≥7以上就慢慢可变稠了。使用相当的方便。
2、瓜尔胶体系
有些瓜尔胶,在强酸,强碱,或电解质,或阴离子,阳离子的特殊体系中是起不了增稠作用的。所以这里就要选择一些很特殊的。只适合在这种体系中才能起增稠作用的瓜尔胶使用。
3、瓜尔胶反应效果
反应型瓜尔胶,是在原液中和某种特殊的物质起反应才起增稠作用的瓜尔胶。如树脂,要小心使用,不能使用过量,因为当时可能并不很稠,就加大量使用,结果,放一段时间后,它却一直在反应,所以之后会变得更稠。可能会对产品影响很大。
4、瓜尔胶分层效果
瓜尔胶要选用不分层,不液化,不变黄的。有些瓜尔胶,使用时有很好增稠的效果,但过一段时间后就会出现夜华和分层现象,对产品稳定性影响很大,购买前,建议小试后,并放置一段时间后,看其表现后,观察其稳定性,再选用,以免造成损失。
5、瓜尔胶拉丝效果
有些瓜尔胶有强烈的拉丝的效果,有些行业就是要有拉丝的效果的,如果不需要的,就要小心选用。
6、瓜尔胶透明度
在日用化妆品中,常要求是透明的。要求透明度相当高,所以一定要选择水溶后是透明的瓜尔胶。而不能是乳白色的。
选择瓜尔胶时,要根据应用的领域和产品,分性质种类进行选购。严禁将工业级瓜尔胶用于食品,避免对生命构成巨大的危害,所以食品中一定要添加食品专用的。