增稠剂及稳定剂课件.pptx
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- 增稠剂 稳定剂 课件
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1、 1 1、定义:、定义: 在水中能溶解或分散,能增加液态食品、在水中能溶解或分散,能增加液态食品、混合物和食品加工用溶液的黏度,并能保持所混合物和食品加工用溶液的黏度,并能保持所在体系的相对稳定的亲水性的食品添加剂。在体系的相对稳定的亲水性的食品添加剂。 一、概述一、概述 (1 1)根据来源)根据来源: :来源于动物:明胶、乳清蛋白、壳聚糖来源于动物:明胶、乳清蛋白、壳聚糖 来源于陆地植物:果胶、羧甲基纤维素来源于陆地植物:果胶、羧甲基纤维素(CMC)(CMC)来源于海藻:来源于海藻:卡拉胶、琼脂、海藻酸钠卡拉胶、琼脂、海藻酸钠 采源于微生物:采源于微生物:黄原胶、洁冷胶黄原胶、洁冷胶2 2、
2、分类、分类(2 2)根据分离方法)根据分离方法l陆地植物原料:瓜尔豆胶、角豆胶陆地植物原料:瓜尔豆胶、角豆胶l渗出液:阿拉伯胶渗出液:阿拉伯胶l提取液:果胶、卡拉胶、琼脂、海藻酸钠、提取液:果胶、卡拉胶、琼脂、海藻酸钠、CMCCMC、黄原胶、明胶、洁冷胶、黄原胶、明胶、洁冷胶(3 3)根据功能)根据功能l胶凝剂:果胶、卡拉胶、琼脂、海藻酸钠、黄胶凝剂:果胶、卡拉胶、琼脂、海藻酸钠、黄原胶、明胶原胶、明胶l增稠剂:高甲氧基果胶、卡拉胶、海藻酸钠、增稠剂:高甲氧基果胶、卡拉胶、海藻酸钠、CMCCMC、瓜尔豆胶、角豆胶、黄原胶、阿拉伯胶、瓜尔豆胶、角豆胶、黄原胶、阿拉伯胶l稳定剂:高甲氧基果胶、卡拉
3、胶、海藻酸钠、稳定剂:高甲氧基果胶、卡拉胶、海藻酸钠、黄原胶、阿拉伯胶黄原胶、阿拉伯胶(4 4)根据质构)根据质构l脆性:果胶、卡拉胶、琼脂、海藻酸钠脆性:果胶、卡拉胶、琼脂、海藻酸钠l粘合性:果胶、卡拉胶、黄原胶、明胶粘合性:果胶、卡拉胶、黄原胶、明胶l可涂性:低甲氧基果胶、卡拉胶、琼脂黄原胶、可涂性:低甲氧基果胶、卡拉胶、琼脂黄原胶、明胶明胶(5 5)根据热可逆性)根据热可逆性l热可逆性:低甲氧基果胶、卡拉胶,琼脂、黄热可逆性:低甲氧基果胶、卡拉胶,琼脂、黄原胶、明胶原胶、明胶l热不可逆性:高甲氧基果胶、海藻酸钠热不可逆性:高甲氧基果胶、海藻酸钠(6)根据物质属性分)根据物质属性分l无机类
4、:二氧化硅无机类:二氧化硅l纤维素衍生物:纤维素衍生物:CMCCMCl水溶性高分子:动植物胶类水溶性高分子:动植物胶类l缔结型:缔结型:3、功能与特点、功能与特点l属于亲水性高分子化合物,通过水合作用来控属于亲水性高分子化合物,通过水合作用来控制水分子行为,形成高粘度均相液体,来控制、制水分子行为,形成高粘度均相液体,来控制、提高食品的粘度和膨胀率,使加工食品润滑细提高食品的粘度和膨胀率,使加工食品润滑细腻。腻。l能防止冷冻食品形成冰晶体,防止糖品种洁净能防止冷冻食品形成冰晶体,防止糖品种洁净的析出。的析出。l增加不同产品的粘度和强度,减缓产品结构的增加不同产品的粘度和强度,减缓产品结构的粗糙
5、或生硬感觉。粗糙或生硬感觉。l液体食品加工中可以改善食品的流变性能。液体食品加工中可以改善食品的流变性能。l提高食品的粘稠度或形成凝胶,改变加工食品提高食品的粘稠度或形成凝胶,改变加工食品的物理性状,赋予食品黏润、适宜的口感,并的物理性状,赋予食品黏润、适宜的口感,并兼有乳化、稳定或保持某些果肉或固体或颗粒兼有乳化、稳定或保持某些果肉或固体或颗粒呈悬浮状态。呈悬浮状态。二、增稠剂的结构二、增稠剂的结构 以单糖为单位形成大分子多糖,随着构成以单糖为单位形成大分子多糖,随着构成多糖的单糖种类、聚合度、糖单元之间的键连多糖的单糖种类、聚合度、糖单元之间的键连及排列方式,糖单元上羟基取代情况等的不同,
6、及排列方式,糖单元上羟基取代情况等的不同,导致增稠剂在性质上既有共性,又显示出各自导致增稠剂在性质上既有共性,又显示出各自的特性。的特性。 增稠剂的结构主要有四种形式:增稠剂的结构主要有四种形式:l直链型直链型 通常以不超过两种糖单位分于进行聚通常以不超过两种糖单位分于进行聚合。具有较高的粘度。溶液不稳定的。难溶解。合。具有较高的粘度。溶液不稳定的。难溶解。溶解后有沉淀的危险溶解后有沉淀的危险( (胶凝胶凝) )。如:纤维素、淀。如:纤维素、淀粉、果胶、卡拉胶、海藻酸盐、琼脂。粉、果胶、卡拉胶、海藻酸盐、琼脂。l单支链型单支链型 糖单元与除糖单元与除C-1C-1或或C-4C-4之外的碳缩合。例
7、如之外的碳缩合。例如葡聚糖。葡聚糖。l取代型直链型取代型直链型 长度上仅有一个糖单位组成的无数个支长度上仅有一个糖单位组成的无数个支链。如:槐豆胶、瓜尔豆胶链。如:槐豆胶、瓜尔豆胶 l树叉型(或称直链上直链型)树叉型(或称直链上直链型) 侧链上含有侧链。比直链型增稠剂具有侧链上含有侧链。比直链型增稠剂具有较稳定和较低的粘度。典型地由二种或多种类较稳定和较低的粘度。典型地由二种或多种类型的糖组成多糖。具有优越的粘着性。如:支型的糖组成多糖。具有优越的粘着性。如:支链淀粉、阿拉伯胶链淀粉、阿拉伯胶 增稠剂的性质是由构成其的糖的种类以及聚增稠剂的性质是由构成其的糖的种类以及聚合程度、键合及排列情况等
8、方面的综合表现合程度、键合及排列情况等方面的综合表现. . 主要表现为溶解度、流变性、稳定性、胶凝强主要表现为溶解度、流变性、稳定性、胶凝强度及协同互补性等性质指标。度及协同互补性等性质指标。 三、增稠剂的性质三、增稠剂的性质1 1、结构和流变性、结构和流变性l结构及相对分子量对黏度的影响结构及相对分子量对黏度的影响 同一增稠剂品种,随着平均相对分子量同一增稠剂品种,随着平均相对分子量的增加,形成的网状结构的几率也在增加,即的增加,形成的网状结构的几率也在增加,即分子量越大的增稠剂,形成溶液的黏度也越大。分子量越大的增稠剂,形成溶液的黏度也越大。 2 2)增稠剂浓度与黏度的关系)增稠剂浓度与黏
9、度的关系 多数是在较低浓度时,增稠剂的粘度随其多数是在较低浓度时,增稠剂的粘度随其浓度的增加而增加,符合浓度的增加而增加,符合NewtonNewton型液体的流变型液体的流变学特点学特点. .大多数的食品增稠剂在浓度变化较小大多数的食品增稠剂在浓度变化较小的范围内的范围内( (C5%)C5%),其粘度与浓度其粘度与浓度 C C()()之间之间满足以下关系:满足以下关系:log=a+bC 但高浓度时,多数增稠剂为非但高浓度时,多数增稠剂为非NewtonNewton假塑性假塑性液体液体, ,表观粘度随剪切应力或剪切速度的增大表观粘度随剪切应力或剪切速度的增大而减小的流体。即流态特性指数为而减小的流
10、体。即流态特性指数为:013)pH值对增稠剂粘度的影响值对增稠剂粘度的影响 增稠剂溶液的粘度通常随着增稠剂溶液的粘度通常随着pHpH值的不同值的不同而变化,各种增稠剂都存在一个粘度稳定的而变化,各种增稠剂都存在一个粘度稳定的pHpH值范围。这种变化情况随增稠剂的种类而异。值范围。这种变化情况随增稠剂的种类而异。其原因是由于其原因是由于pHpH值的变化改变了增稠剂分子的值的变化改变了增稠剂分子的某些基团所致某些基团所致 。 4 4)温度对黏度的影响)温度对黏度的影响 随着温度的升高,分子运动速度的加快,随着温度的升高,分子运动速度的加快,一般增稠剂溶液的粘度都会降低一般增稠剂溶液的粘度都会降低.
11、 . 这种随温度升高粘度下降的现象分为两种情这种随温度升高粘度下降的现象分为两种情况,一种是可逆下降,另一种为不可逆下降。况,一种是可逆下降,另一种为不可逆下降。 但是,黄原胶是个例外,当有少量氯化纳存但是,黄原胶是个例外,当有少量氯化纳存在时,黄原胶的粘度在温度范围为在时,黄原胶的粘度在温度范围为-4-4+93+93的范围变化很小,这一特性赋予黄原胶的范围变化很小,这一特性赋予黄原胶很广的应用范围。很广的应用范围。 2 2、增稠剂的溶解性、增稠剂的溶解性 多数增稠剂具有良好的水溶性,它们可在冷多数增稠剂具有良好的水溶性,它们可在冷水和热水中溶解。水和热水中溶解。 增稠剂在水中的溶解通常较慢,
12、常需要强增稠剂在水中的溶解通常较慢,常需要强烈地搅拌,剧烈加热时会出现凝块现象。此外,烈地搅拌,剧烈加热时会出现凝块现象。此外,增稠剂的溶解度受一些因素的影响,如金属离增稠剂的溶解度受一些因素的影响,如金属离子的存在会降低其溶解性;糖的存在也会影响子的存在会降低其溶解性;糖的存在也会影响增稠剂的溶解速度。增稠剂的溶解速度。 3、增稠剂的胶凝作用、增稠剂的胶凝作用l凝胶的形成凝胶的形成 在一定条件下,高分子溶质或胶体粒子相在一定条件下,高分子溶质或胶体粒子相互连接,形成网络结构,而小分子溶剂充满在互连接,形成网络结构,而小分子溶剂充满在网架的空隙中,成为失去流动性的半固体状体网架的空隙中,成为失
13、去流动性的半固体状体系,成为凝胶。系,成为凝胶。 部分增稠剂大分子如明胶、琼脂、果胶等在部分增稠剂大分子如明胶、琼脂、果胶等在水溶液中,其大分子链间的交链与螯合,形成水溶液中,其大分子链间的交链与螯合,形成三维网络结构,将水分子网络在体系中,使其三维网络结构,将水分子网络在体系中,使其不能自由流动,成为半固体状,也就是凝胶。不能自由流动,成为半固体状,也就是凝胶。 凝胶是由纤维状高分子相互缠结,或分子凝胶是由纤维状高分子相互缠结,或分子间键结合得到三维网络结构而形成的。增稠剂间键结合得到三维网络结构而形成的。增稠剂是以散乱的链状分子分散于水中形成溶胶,但是以散乱的链状分子分散于水中形成溶胶,但
14、当改变胶凝临界浓度、胶凝临界温度,体系当改变胶凝临界浓度、胶凝临界温度,体系PHPH值或添加某种物质时,链状分子变会互相产生值或添加某种物质时,链状分子变会互相产生结合点,形成网络结构。结合点,形成网络结构。 由于增稠剂分子具有不同的结构和基由于增稠剂分子具有不同的结构和基团,所以,它们在结合时有关不同的模式。因团,所以,它们在结合时有关不同的模式。因此,不同的增稠剂形成的凝胶在性质上也有很此,不同的增稠剂形成的凝胶在性质上也有很大的差异。大的差异。增稠剂胶凝作用通常有两种模式增稠剂胶凝作用通常有两种模式:1 1、螺旋结合、螺旋结合 当增稠剂溶胶冷却时,其中的一部分分子借当增稠剂溶胶冷却时,其
15、中的一部分分子借助于分子间结合力助于分子间结合力( (如氢键如氢键) )形成螺旋状微胶束。形成螺旋状微胶束。然后这些螺旋状微胶束相互凝聚形成三维构造然后这些螺旋状微胶束相互凝聚形成三维构造的凝胶(琼脂),或者在阳离于(如的凝胶(琼脂),或者在阳离于(如K K+ +)存在存在下,在螺旋处形成结合链,成为凝胶状态(卡下,在螺旋处形成结合链,成为凝胶状态(卡拉胶)。拉胶)。 在这种模式中,凝胶的形成必须有金属离在这种模式中,凝胶的形成必须有金属离子的存在,特别是二价离子(如子的存在,特别是二价离子(如CaCa2+2+)。)。增稠增稠剂分子通过与金属离子的配位结合(蛋盒结合)剂分子通过与金属离子的配位
16、结合(蛋盒结合)相互聚集,从而形成凝胶状。相互聚集,从而形成凝胶状。 海藻酸钠和低甲氧基果胶即是以此模式形成海藻酸钠和低甲氧基果胶即是以此模式形成凝胶。凝胶。 2、蛋盒结合、蛋盒结合 增稠剂凝胶的触变增稠剂凝胶的触变 在增稠剂凝胶中,增稠剂大分子间通过键合在增稠剂凝胶中,增稠剂大分子间通过键合形成松散的三维网络结构形成松散的三维网络结构. .这种松散的结构再切这种松散的结构再切变力的作用下,容易发生凝胶的切变稀化、摇溶变力的作用下,容易发生凝胶的切变稀化、摇溶等现象,破坏松散的三维网络结构,但只要外力等现象,破坏松散的三维网络结构,但只要外力停止,经过一段时间,已经摇溶或变稀的凝胶又停止,经过
17、一段时间,已经摇溶或变稀的凝胶又可以冻结成凝胶。可以冻结成凝胶。 具有假塑性的液体饮料或食品调味品,在挤具有假塑性的液体饮料或食品调味品,在挤压、搅拌等切变力的作用下发生的切变稀化现象,压、搅拌等切变力的作用下发生的切变稀化现象,有利于这些产品的管道运输和分散包装。有利于这些产品的管道运输和分散包装。 4、增稠剂的协同效应、增稠剂的协同效应 当几种增稠剂混合作用于同一体系时,这当几种增稠剂混合作用于同一体系时,这种混合增稠剂会表现出与各单一增稠剂性质的种混合增稠剂会表现出与各单一增稠剂性质的简单之和所不同的特性。这种增稠剂之间混合简单之和所不同的特性。这种增稠剂之间混合后在性质上表现出的特异性
18、能称为增稠剂的协后在性质上表现出的特异性能称为增稠剂的协同效应。同效应。 增稠剂之间的协同效应不仅可以改增稠剂之间的协同效应不仅可以改变混合体系的粘度,而且也会使凝胶的性质得变混合体系的粘度,而且也会使凝胶的性质得到改善。到改善。l改变粘度改变粘度协同增效协同增效增大粘度增大粘度 协同减效协同减效降低粘度降低粘度l改善凝胶特性改善凝胶特性调节强度:两种增稠剂以不同比例混合时,能够调节强度:两种增稠剂以不同比例混合时,能够形成不同强度的凝胶体。例如黄原胶与槐豆胶。形成不同强度的凝胶体。例如黄原胶与槐豆胶。改善质构:将琼脂与卡拉胶混合后形成的凝胶,改善质构:将琼脂与卡拉胶混合后形成的凝胶,柔软而富
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