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。
制作面条时,一般要求硬质或半硬质小麦和面团延伸性好而弹性较小的面粉,但我国通用的小麦粉蛋白含量较低、质量较差,制出的面条普遍存在不耐煮、易糊汤、口感发黏、咬劲差等不足。而结冷胶在面制品的应用中,不仅可以增强面条的硬度、弹性、粘度,还可改善面条的口感。因此,将可结冷胶独加入小麦面粉中,研究结冷胶对小麦面粉特性的影响,以此来改善小麦面条的品质。
结冷胶对小麦面粉(面粉)特性的影响
1、结冷胶对面粉粉质特性的影响
未添加结冷胶的面团吸水率为60.8%,加入结冷胶的面团,吸水率上升。且随着结冷胶含量的升高,吸水率增大。面团的形成时间在面条加工过程中具有重要的地位,一般情况下,面团的形成时间长会消耗过多的人力物力,降低了面制品的出品率,和空白值相比,加入结冷胶的面团形成时间缩短,可以节省和面时间。面粉粉质特性中稳定时间是所有参数中最主要的参数,它是反映面粉面筋质量、发酵过程的持气能力与面粉分级的可靠参数。随着结冷胶添加量的增加,稳定时间延长分别由5.lmin延长至6.8min和13.9min,说明加入了结冷胶的面团韧性变好,面筋的强度加大,面团的加工性质更好。
结冷胶对面团弱化度的影响
随着结冷胶加入含量的增加,弱化度呈现出不同程度的降低,说明随着结冷胶加入量的增加,面粉中面筋增强,加工产品更易成型。2种添加方式都可以提高面团的吸水率,缩短面团形成时间,提高稳定时间,降低弱化度。但是2种添加方式相比,先将结冷胶加人到热水中形成凝胶,然后加入面粉形成面团的添加方式,面团的各项粉质特性的指标更好,这可能是由于结冷胶溶于热水后,分子之间会自动聚集形成双螺旋结构,双螺旋进一步聚集可形成三维网状结构。
2、结冷胶对面粉拉伸曲线的影响随着结冷胶添
随着结冷胶添加量的增加,拉伸面积、抗拉伸阻力和最大拉伸阻力均呈现增大的趋势,这证明结冷胶加入之后,面团弹性增强,具有较好的延展性,结冷胶直接加到面粉中和形成凝胶后加入这2种添加方式相比,拉伸曲线指标变化差异不明显,这是因为结冷胶最终影响的是面粉中面筋蛋白网络结构的形成,在面粉与水结合形成面团时,结冷胶的加入增加了面团的弹韧性,可能使面筋蛋白网络结构更加坚固,所以面团的性质得到了有效的改善。
3、结冷胶对面粉糊化特性的影响
小麦粉糊化特性是反映小麦粉中淀粉性质的重要指标,对面条、馒头等食品的品质有重要的影响。观察4个样品的布拉班德粘度曲线,发现4条曲线几乎完全重合,说明结冷胶对面粉的糊化特性影响较小。进一步分析4个样品的布拉班德曲线粘度特征值,发现加入结冷胶之后,面粉的起糊温度由80.2℃逐渐降低至75℃,证明结冷胶可以有效降低小麦淀粉的起糊温度,这可能是由于黄原胶与淀粉的相互作用使淀粉颗粒容易膨胀和破裂,并且与淀粉竞争水分;结冷胶降低起糊温度非常有利于面制品的加工。
别名:凯可胶、洁冷胶。
主要成分:由葡萄糖、葡萄糖醛酸和鼠李糖按2:1:1的比例
颜色:米黄色无特殊的滋味和气味
性能:耐热、耐酸
质量标准:GB25535-2010
应用:结冷胶可作为增稠剂、稳定剂。
性状:约于150℃不经熔化而分解。耐热、耐酸性能良好,对酶的稳定性亦高。不溶于非极性有机溶剂,也不溶于冷水,但略加搅拌即分散于水中,加热即溶解成透明的溶液,冷却后,形成透明且坚实的凝胶。添加黄原胶—槐豆胶到结冷胶中,可使其凝胶硬度降低而弹性增强。
用途用量:由于结冷胶优越的凝胶性能,目前已逐步取代琼脂、卡拉胶的使用。
结冷胶广泛应用在食品中,如布丁,果冻,白糖,饮料,奶制品,果酱制品,面包填料,表面光滑剂,糖果,糖衣,调味料等。也用在非食品产业中,如微生物培养基,药物的缓慢释放,牙膏等。
1.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,
2.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;
3.结冷胶作为稳定剂应用于冰淇淋可提高保型性;
4.用于蛋糕、奶酪饼中,具有保湿、保鲜和保形的效果;
5.结冷胶应用于糖果,可以给产品提供优越的结构和质地,并缩短淀粉软糖胶体形成的时间;
7.在肉制品和蔬菜类制品的加工过程中,添加结冷胶会使其具有清爽的品味,起到弥补产品口味不足的良好作用。
8.结冷胶可与其他水溶胶一起使用,用于凝胶宠物食品;可与蔗糖、柠檬酸钠、缓慢溶解性酸(脂肪酸、己二酸)等混合成干料,加入沸水中,制成具有极高透明度的热水甜点凝胶,用于糕点和水果馅饼填料中;
根据《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760-2011)规定本品可在各类食品中按正常生产需要适量使用。
使用注意事项:本品使用方便,它虽不溶于冷水,但略加搅拌即分散于水中。加热即溶解成透明的溶液,冷却后,形成透明且坚实的凝胶。用量小,通常只为琼脂和卡拉胶用量的1/3~1/2,一般用量0.05%即可形成凝胶(通常用量为0.1%~0.3%)。制成的凝胶具有良好的风味释放性,有入口即化的口感。有良好的稳定性,耐酸解、耐酶解,制成的凝胶即使在高压蒸煮和烘烤条件下都很稳定,在酸性产品中亦很稳定,而以pH值在4.0~7.5条件下性能最好。
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%。