瓜尔胶又称瓜尔豆胶、胍胶,瓜尔胶是目前国际上较为廉价而广泛应用的食用胶体之一。瓜尔胶是天然高分子亲水胶体,是一种来源稳定、价格相对便宜、黏度高、用途广的食用胶,也是一种常见的食品品质改良剂。
瓜尔胶的提取过程
瓜尔胶是从天然植物中提取的食用胶,是由豆科植物瓜尔豆的种子去皮去胚芽后的胚乳部分,干燥粉碎后加水进行加压水解后用20%的乙醇沉淀,离心分离处理后最终干燥粉碎而得瓜尔胶。瓜尔胶广泛应用于涂料,印染,食品,油墨,日化等行业。
瓜尔胶的主要成分
瓜尔胶的主要成分是分子量为5万至80万的配糖键结合的半乳甘露聚糖、半乳糖和甘露糖组成的高分子量水解胶体多糖类。
瓜尔胶的性质
瓜尔胶为白色或浅黄色,可自由流动的粉末,略微带有豆腥味,易吸潮。瓜尔胶在冷水中易溶解,能分散在热水或冷水中形成粘稠液,瓜尔胶是天然食用胶中粘度最高的胶体。
瓜尔胶水溶液为中性,粘度随PH值的变化而变化,PH值6~8粘度最高,PH10以上则迅速降低,PH6~3.5内随PH值降低。PH3.5以下粘度又增大。
瓜尔胶的应用
瓜尔胶是最好天然食品增稠剂。瓜尔胶相比玉米淀粉,粘度高且价格低,明显优于玉米淀粉。因此,瓜尔胶是现代食品行业应用最广泛的食品辅料之一。它可以在方便食品、调味品、饮料、冰淇淋和饲料等多种食品中,具有增稠、稳定、保水、粘结及悬浮作用,是食品加工行业广泛应用的增稠剂、稳定剂和悬浮剂。
瓜尔胶的其余应用分别在煤矿工业、造纸工业、纺织涂料工业、烟草工业、化妆品中行业及农药、建筑材料等多种行业中均有应用。
1982年Kang等首次报道了利用一种好氧性革兰氏阴性菌伊乐假单胞菌(ATCC31461),最后命名为少动鞘脂假单胞菌(Sphingomonas paucimobilis),在实验室规模下成功生产结冷胶,称为多糖PS-60。1992年美国食品与药物管理局(FDA)批准结冷胶作为粘结剂和稳定剂在食品中广泛使用。2000年底以后,中国才有结冷胶的大规模工业化生产,但是目前发酵及提取的成本相对较高,有待进一步提高生产工艺。
结冷胶是继黄原胶之后当前国际上性能最为优越的生物胶之一,然而其优良性状的应用价值还未完全开发出来。随着分子生物技术的发展,采用基因工程的手段,定向构建结冷胶高产菌株将成为可能,从而提高结冷胶产量,减少生产成本。
其次,从原料角度上看,目前工业生产结冷胶发酵培养基中的碳源为蔗糖或葡萄糖,与普通淀粉、糖蜜相比,价格较高,增加了生产成本,导致最终售价较高,因此,以糖蜜、淀粉甚至纤维素为初级原料是发展趋势。
由于结冷胶安全无毒,且具有耐酸碱、热稳定性好等优势,因而在各行各业都有很大的应用前景。目前,结冷胶在我国售价较为昂贵,因而,提高结冷胶的生产产量、扩大生产规模、减少生产成本成首要任务,未来结冷胶价格有望降低。
理论上食用明胶富含胶原蛋白的成份,应是一种不错的选择,但是明胶是属巨大分子的蛋白质,不太容易完全分解消化,而被吸收;另外明胶食品(如果冻)吸水量大,当您食用大量明胶食品之后,您真正获得的胶原蛋白成份都不足每日所需的用量。所以,可以将明胶做为点缀形式的胶原蛋白补充剂,在有计划补充每日所需的胶原蛋白,应采取摄取小分子胶原蛋白的方式,进行每日3—8克的摄取。
阿拉伯胶基本不产生热量,是良好的水溶性膳食纤维,被用于保健品糖果及饮料。
目前,透明型黄原胶产品分离提取的工艺方法主要有直接干燥法、超滤膜分离法、有机溶剂沉淀法和盐析沉淀法等,但在应用上都受到各自条件的制约。
直接干燥法
采用滚筒干燥或者喷雾干燥等方法干燥发酵液,其工艺简单、操作方便、成本低廉,但不能去除色素和其中的有机物和无机物等杂质。
超滤膜分离方法
采用超滤对高透明黄原胶发酵液进行浓缩,可以大幅减少醇用量,透明型黄原胶的质量有所提高,但建立大规模的工业化装置比较困难。
有机溶剂沉淀法
是目前工业上应用最多的一种提取高透明黄原胶的成熟方法,但该法需要使用大量醇,在回收醇过程中消耗大量能量,同时醇的损失不可避免,一方面污染环境,另一方面增加高透明黄原胶的生产成本。
盐析沉淀法
在醇析的过程中加入无机盐,从而减少在醇析过程中醇的用量,但该法在一定程度上影响高透明黄原胶的质量。
结冷胶可以增强面制品面条的硬度、弹性、粘度,也有改善口感、抑制热水溶胀,减少断面和减轻汤汁浑浊等作用,加入到制作饼干的面团中,也可以起到改良饼干的层次,使饼干具有良好的疏松度的作用;可与淀粉结合或部分取代淀粉,用糕点和水果馅饼填料。
结冷胶是一种经微生物通风发酵得到的新型天然食用胶,是伊乐藻假单胞杆菌,后确认为少动鞘脂单胞菌所产生的胞外多糖。最初于1978年发现,1988年日本批准结冷胶可应用于食品中,随后,美国和欧洲等国家也批准其作为凝胶剂、稳定剂和增稠剂在食品中使用。
结冷胶为相对分子质量高达100万左右的阴离子型线形多糖,具有双螺旋结构,结冷胶的单糖分子组成是葡萄糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸,分子组成大约为2:1:1。结冷胶能够形成澄清透明的凝胶,且具有较好的热稳定性,与其他多斯凝胶相比,其凝胶强度不依赖于pH。结冷胶具有凝胶形成能力强、透明度高、耐酸耐热性能好的优良性质,使其在食品、医药和化工等领域得到了广泛应用,如在食品领域主要用作增稠剂、稳定剂、凝结剂、悬浮剂和成膜剂,它能够赋予食品一种令人愉悦的质地和口感。结冷胶还具有良好的复配性,不仅高、低酰基可以复配,还可与其他多糖凝胶复配,通过复配胶之间的优势互补作用,进一步扩大了其应用范围。
影响结冷胶发酵工艺的因素
1、温度对发酵的影响
West等研究了温度对结冷胶生产的影响,结果表明结冷胶发酵的最适温度为30℃~31℃,若温度低于28℃或高于33℃时,结冷胶的产量会下降很多。而王歆童等通过研究发现发酵最佳温度为28℃。微生物发酵生产分为两个时期,生长期和产胶期,有人提出来不同的时间段可采用不同的温度以更好的完成发酵过程。彭志英等提出了第一阶段控制温度在33℃~35℃,第二阶段控制温度在24℃~25℃的温度二次发酵的理念。
2、pH对发酵的影响
pH对结冷胶发酵有很大的影响,研究发现pH为7.2时生物量最多。pH为6.5时产胶量最高,pH为8.0时菌体几乎不生长,West等研究发现结冷胶生产的最佳pH值为6.8~7.4。发酵生产中微生物不断的进行代谢,发酵液的pH值也不断减小,工业生产中常采用不断加碱的方法稳定发酵液的pH值。
3、接种时间和接种量对发酵的影响
少动鞘脂单胞菌生长延后期为0~4h,对数期为4~12h,平衡期为12~24h。结冷胶发酵生产过程中菌株的种龄和接种量大小都会对结冷胶产量产生影响。李海军等通过试验得到少动鞘脂单胞菌生长曲线的对数期为5~25h,最佳接种时间约为15~20h。Nampothiri等发现s.pauCimobilisATCC31461的最适种龄和接种量分别为20h和10%。而Kanari等发现Pseudo-monaselodea最适种领和接种量分别为16h和8%。
4、搅拌速度和通氧量对发酵的影响
S.pauCimobilis是一种好氧性细菌,同时在发酵生产中产生的结冷胶使发酵液的黏度很高,氧气传递速度受到阻碍,导致后期的发酵受到影响,所以通过通氧和搅拌来增加产胶率至关重要。彭志英等发现溶氧传质系数为50L/h和;100L/h时菌体生长最好,发酵液黏度分别为37500cP和45000cP,产胶量分别为8.76g.L-1和8.98g.L-1。溶氧量在100%时发酵液粘度最大,产胶量最多,溶氧量最大时,转速设置在500r.min-1时产胶率达到最大的15g.L-1。
5、其它物质对发酵的影响
彭志英等通过实验得出添加0.02g/L吐温时发酵产胶量最大。张禹等也认为在发酵液中加人表面活性剂吐温60有利于发酵液的产胶。
王歆童等得出添加携氧剂(H202、正十二烷、TritonX-100)也可增加产胶率。其中最适携氧剂为H2O2,最适添加时间为40~44h,最适添加量为20μL/25mL。三种携氧剂也可以组合使用,最适添加组合为正十二烷和H202,其产率较对照组提高了124.54%。
⒈瓦罐储茶法.此法古代就有.明人冯梦祯《快雪堂漫录》 云:“实茶大瓮,底置箬,封固倒放,则过夏不黄,以其气不外泄也。“茶叶含水量不能超过6%。可用生石灰除湿.具体操作方法同石灰块保存法。
⒉罐藏法.容器选用装糕点或者其它食品的金属听、箱、罐、盒,或铁或铝或纸或纸品,或方或圆或扁或不规则性。重要的是茶要干燥,袋口封好.此法简便,取同方便。
⒊塑料袋贮茶法.选用密度高、高压、厚实、强度好、无异味的食品包装袋.茶叶可以事先用较柔软的净纸包好,然后置于食品袋内,封口即成。
⒋热水瓶贮茶法.可用保温不佳而废弃的热水瓶,内充干燥的攒林茶,盖好瓶塞,用蜡封口。
⒌冰箱保存法.攒林茶装入密度高、高压、厚实、强度好、无异味的食品包装袋,然后置于冰箱冷冻室或者冷藏室。此法保存时间长、效果好,但袋口一定封牢,封严实,否则会回潮或者串味,反而有损攒林茶茶叶的品质。
一是石灰块保存法。生石灰块装于白细布做的袋内。攒林茶装入白棉纸袋内,外套牛皮纸袋,然后将小口陶坛洗净晾干,下垫白纸,将攒林茶茶叶袋置于小口陶坛内,中间嵌于一二只石灰袋。用数层草质密封坛口,最后用砖头或者厚木版压实,以减少空气交换量。此后要经常检查保存情况,石灰潮解后要及时更换。
二是碳贮法。操作方法与石灰块保存法基本相同。所用材料不过是用燃烧熄灭后的木炭,盛茶用具可代之以瓦罐或者小口铁皮桶。木炭袋和攒林茶茶叶袋的容量可视容器大小而增减。
三是攒林茶冷藏法。将茶叶烘干水汽,含水量在3-5%之间,不超过6%。攒林茶茶叶装入镀铝复合袋,热封口,用呼吸式抽气机抽出袋中的空气,同时冲入氮气,加封上封口贴,置于茶箱,然后送入低温冷藏库保藏。此法是目前科技水平条件下最佳的茶叶保存法。保存量大、时间久。