凝胶是由微量的多糖类等物质与水作用并使之变硬的状态,也称果冻,从分子水平看,由于多糖类高分子链间的相互作用,形成立体的网络结构,他们之间的微小空间中的水处于被包围状态,在水溶液中,当高分子之间的相互作用力与高分子、水分子之间的相互作用力达到平衡时,就形成凝胶。多糖类的这种性质称为凝胶性。
明胶不易溶于冷水但能缓慢吸收5~10倍重量的冷水而膨胀软化。它易溶于温水,且具有吸水和支撑骨架的作用,当其微粒溶解于温水后,能够逐渐溶胀,并相互吸引、交织,形成叠叠层层的网状结构,并随温度下降而凝聚。明胶的凝固力较弱,5%以下的浓度不凝成胶冻。为了形成胶冻,浓度一般掌握在15%左右。凝胶化的温度随明胶的浓度、共存盐类的种类及其浓度、溶液的pH值等情况而异。
罗望子胶溶液干燥后能形成较高强度、较好透明度及弹性的凝胶。罗望子胶凝胶与果胶凝胶形成的模式相同,属于必须有糖存在的下才能形成凝胶的氢键结合法,不同的是相同浓度的罗望子胶凝胶与果胶相比,凝胶强度要高得多。
现代医学研究结果表明,高脂、高盐类食品是诱发肥胖症、心脑血管病等现代文明病的重要因子。肉制品是人类食物蛋白质的重要来源,开发低脂、低盐类肉制品是肉类工业发展的主要方向。结冷胶是一种由伊东藻假单孢杆菌产生的高分子胞外杂多糖。是由葡萄糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸重复聚合而成的阴离子线性多糖,在结冷胶的葡萄糖单元上包含影响结冷胶凝胶特性的脂酰基。
低脂酰基的结冷胶产生坚固的、无弹性、脆的凝胶,具有更大的商业价值。结冷胶干粉呈朱黄色,无特殊的滋味和气味,约150℃时不经熔化而分解。在0.01%-0.04%的范围内呈假塑性流体特性,当使用量>0.05%,即可形成澄清透明的凝胶,0.1%-0.25%的使用量就可以达到琼脂1.5%的使用量和卡拉胶1%的使用量所产生的凝胶强度。
作为一种新型的食品添加剂,结冷胶已经在糖果、乳制品、面制品和饮料工业中得到了广泛的应用。由于其优越的特性在肉制品中也得到了应用。
结冷胶添加量对牛肉糜与凝胶pH值的影响
添加结冷胶后,牛肉糜与牛肉凝胶pH值均极显著的增加(p<0.01)。当添加量≥0.6%,牛肉糜各添加组之间的pH值无显著差异(p>0.05),牛肉凝胶pH值变化与之相同。此外,在同水平的结冷胶添加量下,牛肉凝胶的pH值要高于肉糜pH值。这与加热中肌肉蛋白质酸性基团的减少有关。
结冷胶添加量对牛肉糜蒸煮损失的影响
随着结冷胶添加量的增加,凝胶蒸煮损失是逐渐降低的。0.2%的结冷胶添加量就可以显著降低凝胶蒸煮损失(p<0.05),但0.4%与0.6%的添加水平之间无显著差异(p>0.05)。
Lawrie指出,提高pH值可以增加肌原纤维蛋白阴离子的总数,从而提高肉的持水性。蛋白质分子的静电荷对蛋白质的持水性有两方面的影响,一是静电荷使蛋白质吸收水的强力中心增多,持水性增强;二是静电荷使蛋白质分子间有静电排斥力,使结构疏松,形成更大的空间束缚水分,导致持水性的增加。由结冷胶对肉糜凝胶pH值的影响可知,添加结冷胶后,凝胶的pH值的上升,是导致添加组相对对照样凝胶蒸煮损失降低的主要原因。随着结冷胶的添加量的增加凝胶蒸煮损失是逐渐降低的,这可能是由于结冷胶充填于凝胶的三维空间的间隙中,导致了凝胶蒸煮损失的降低。
结冷胶添加量对牛肉凝胶保水性的影响
研究结果发现,与对照组相比,0.8%结冷胶的添加量对保水性无显著影响(p>0.05);其余添加水平极显著的降低了牛肉凝胶的保水性(p<0.01),但是各添加水平之间对牛肉凝胶的保水性无显著差异(p>0.05)。这样的结果还有待近一步的研究。
结冷胶添加量对牛肉凝胶色泽的影响
用三组不同量的结冷胶与对照组相比,均无显著差异(p>0.05)。这与Kuo-WeiLin研究的结冷胶与魔芋胶对法兰克福香肠色泽影响的结果是相似的。
结冷胶添加量对牛肉凝胶质构的影响
从牛肉凝胶硬度的影响可以看出,与对照组比较,添加了结冷胶以后,牛肉凝胶硬度极为显著地降低(p<0.01),且随着添加量的增加,硬度依次降低。结冷胶对凝胶凝聚性及弹性无显著影响(p>0.05),但有轻微的下降。添加结冷胶可以极显著降低牛肉凝胶的咀嚼性(p<0.01)。
魔芋胶与卡拉胶的复配可形成具有弹性的热可逆凝胶,所形成的凝胶具有所需原料少、凝胶硬度大、黏弹性适中、凝胶表面均匀光滑等特点。这种共混凝胶代替海藻酸钠、果胶、明胶等胶凝剂用于乳制品、冷饮、果肉制品、凝胶食品等工业生产中,不仅能够提高产品质量,还可以降低成本。
下文将从总质量浓度、pH值、离子强度这三方面对魔芋胶和卡拉胶共混凝胶的影响进行阐述,为共混凝胶在食品工业中的应用提供参考。
1.魔芋胶与卡拉胶总质量浓度对共混凝胶质构特性的影响
共混胶的硬度随总胶浓度的提高呈直线上升;共混胶的弹性随着总胶质量浓度的提高而逐渐增加,当总胶质量浓度为0.8g/100mL时,其混胶弹性达到了最大值,此后随着总胶质量浓度的继续增加而其弹性基本保持不变;共混胶的黏聚性随总胶质量浓度增加而逐渐增加,当总胶质量浓度为1.0g/100mL时黏聚性最大,此后随着总胶质量浓度的增加其黏聚性反而下降。
2.pH值对共混凝胶质构特性的影响
当pH>8.0时形成的凝胶常有浓碱味,色泽欠佳,而在pH5.0~7.0的范围内形成的凝胶无碱味,色泽无改变,因此形成共混凝胶最佳pH值范围为5.0~7.0。
3.离子强度对共混凝胶质构特性的影响
添加适量的离子强度可以提高共混凝胶的硬度及弹性,但过量的钾、钙离子会使所形成的凝胶质地脆,硬度、弹性和黏聚性都下降,因此在实际应用上,应控制共混体系中的离子强度,避免过量。
总之,魔芋胶与卡拉胶复配后协同增效作用明显,经适当调配而制成的混胶,其凝胶硬度和黏弹性等方面性能优异,在食品工业上具有很好的应用价值。