第三章食品增稠剂

第三章食品增稠剂
第一节食品增稠剂的基本理论
• 一、食品增稠剂的定义及基本功能 食品增稠剂通常是指能溶解于水中，并在一
定条件下充分水化形成粘稠、滑腻或胶冻 液的大分子物质，又称食品胶。
能增加流体或半流体食品的黏度，并能保持 所在体系的相对稳定。
• 二、食品增稠剂的分类 食品增稠剂化学成分大多是天然多糖及其衍
海藻酸的三价盐（海藻酸铝、铁、铬等）
海藻酸盐溶液的性质
部分海藻酸盐可以溶于水中，制 成具有高度流动性的均匀溶液。起到 增稠、稳定、乳化、分散和成膜的能 力。
影响海藻酸盐溶液流体性质的因素
温度
浓度
溶剂
pH值
温度
温度降低
温度升高
黏度增大
黏度下降 热降解
不会生成凝胶
5.6℃ 12%
将海藻酸盐水溶液冷冻后，再 重新解冻，其表观黏度不会改变。
二、琼脂
• 1、琼脂的化学结构与性质
• 2、琼脂的物理性质 • 条状、片状、粉状，白、微黄；无气味 • 不溶于冷水、溶于热水 • 热稳定性高、酶不水解
• 3、琼脂凝胶的胶凝温度及融化温度
• 。琼脂凝胶是热可逆性凝胶，凝胶加热时 融化，冷置后便凝固，能够重复进行。琼 脂溶液的凝固点一般在32℃-43℃之间，而 琼脂凝胶的熔点一般在75℃-90℃之间。熔 点远高于凝固点是琼脂的特有现象，称为 “滞后现象”。琼脂的许多应用优越性就 体现在它的这种高滞后性。
• 琼脂可有效降低奶制品的离浆性、增强稳定性和乳化性， 广泛地应用于乳制品中。在法国软白干酪、奶油乳饼、发 酵牛奶制品中添加琼脂，具有很好的稳定性和韧性，也有 助于改善干酪的稠度和切片性。在乳制品中琼脂的用量一 般为0.05%-0.85%，与甘露胶、黄原胶复合使用效果更好。 在糖衣食品中，琼脂可作为糖衣的稳定剂，还可以防 止食品与包装的粘连。糖衣食品中琼脂的含量通常为 0.2%-0.5%。以需要的糖量为基准，琼脂的浓度达到 0.5%-1.0%时，可作为油饼透明糖衣的稳定剂，从而提高 透明糖衣的黏度和在油饼表面的黏着力，促使凝胶较快速 凝固并增加柔韧性，以减少表面缺陷和裂纹。在应用中， 琼脂通常与其他植物胶如瓜尔胶和槐豆胶混合使用。
海藻酸盐溶液具有抗冷冻的功 能，可以用于冷冻食品。
海藻酸盐的凝胶化
海藻酸盐可与大多数多价阳离 子（镁和汞除外）产生交联反应。
随着多价阳离子浓度逐渐增加 海藻酸盐溶液
变稠 凝胶 沉淀 凝胶的形成 凝胶的性质 凝胶的制作
凝胶的形成
所有海藻酸盐凝胶都是海藻 酸盐分子间相互作用的结果 相邻的海藻酸盐链段间的两个羧基 与多价阳离子间产生离子架桥交联，使 海藻酸盐高分子链形成网状结构，限制 了高分子链的自由运动。
增稠剂的协同效应
相乘效应
两种增稠剂混合溶液经过一定的时间 后，体系的黏度大于体系中各组分黏度的 总和，或者在形成凝胶后为高强度的凝胶。
卡拉胶和槐豆胶 黄蓍胶和海藻酸钠
黄原胶和槐豆胶 黄原胶和黄蓍胶
卡拉胶和槐豆胶体系
卡拉胶
槐豆胶
线性高分子多糖 有一定的支链
在卡拉胶和槐豆胶形成的凝胶体系中， 卡拉胶的双螺管结构与槐豆胶的无侧链区 之间的强键合作用，使生产的凝胶具有更 高的强度。
果胶溶液
K+或Ca2+存在
1% pH3
随着阳离子浓度是
可溶性固体＞55% 室温
升高，果胶做形成的凝 胶的强度，以及凝胶的 熔化温度都升高了。
增稠剂凝胶的触变
凝胶形成的三维网络结构是松弛的 切变力可以破坏松弛的三维网络结构 在切变力的作用下，凝胶有切 变稀化、摇溶或者触变的现象
外力一停止，经过一段时间，已经摇 溶或变稀的凝胶又可以冻结成凝胶。
黏度稳定
pH值小于4.5时
海藻酸丙 二醇酯
pH值为2~3时
黄原胶 影响最小
黏度增加 沉淀析出 黏度最大
温度对黏度的影响
可逆的下降 温度升高
分子运动速度加快 溶液的黏度降低
不可逆的下降
在 温度升高 强 酸 化学反应速度加快 条 件 高分子胶体解聚 下
黏度的下降
黄原胶 海藻酸丙二醇酯
切变力对增稠剂溶液黏度的影响
生物（除明胶是由氨基酸构成外），广泛 分布于自然界。已有40余种，根据其来源， 大致可分为四类。 由植物渗出液制取的增稠剂 由植物种子、海藻制取的增稠剂 由含蛋白质的动物原料制取的增稠剂 以天然物质为基础的半合成增稠剂
由植物渗出液制取的增稠剂
来源 成分 结构
植物表皮损伤的渗出液
葡萄糖和其他单糖 缩合的多糖衍生物
瓜尔胶 因为其侧链太密而不 具有明显的增稠效应
叠加减的效应
两种增稠剂混合溶液经过一定的时间 后，体系的黏度小于体系中各组分黏度的 总和，或者在形成凝胶后为高强度的凝胶。
阿拉伯胶可降低黄蓍胶的黏度
阿拉伯胶可结合更多的水，制约了在 水中可能溶胀的黄蓍胶糖的溶胀，降低了 黄蓍胶溶液的黏度。
增稠剂的凝胶作用
增稠剂
特性
改善 赋予
食品
目的
外观 形状 口味 贮存
胶凝
琼脂 卡拉胶 阿拉伯胶
选 用
产品形态
凝胶、流动性、硬 度透明、浑浊度
增 稠 剂
产品体系
悬浮颗粒能力、稠度、 风味、原料类型
所 需 考
产品加工
焙烤、油煎、冷冻、 再热
虑 的
产品储存
时间、风味稳定、水
因
分和油分迁移
素
经济性
食品增稠剂的特性
抗酸性 增稠性
凝胶的性质
热不可逆性
选择适当的胶凝剂，可以调节凝胶的结构 和强度。钙是最常用于改变海藻酸盐溶液 的流体性质和凝胶性质的多价阳离子，钙 也可用于制备不溶性海藻酸盐纤维
明显地改变其胶凝性质。但是必须注意， 如果加钙速度过快，有可能导致局部反 应过快，影响整个体系的均匀性，生成 不连续的凝胶。因此，尽量采用能缓慢 溶解的钙盐，或者添加如三聚磷酸钠或 六偏磷酸钠这类螯合剂，以便控制加钙 的速率。
型物悬浮均匀，不下沉。其悬浮时间及保质期长，是其它
助悬剂无法代替的。产品透明度、流动性更好，口感爽滑
无异味。琼脂在果粒饮料中表现出优异的悬浮效果，当浓 度为0.001%-0.005%时即可使果粒悬浮均匀。
• 在果冻制造过程中添加琼脂，可作为稳定剂和胶凝剂，使颗粒悬浮均 匀，不沉淀，不分层。根据琼脂的胶凝能力，一般用量为0.15%0.3%。 琼脂用于冷饮食品，如冰棒、冰淇淋等各种冷冻制品中，可减少 冰晶，提高抗热融性，使产品更加爽口。在冰淇淋生产中，琼脂可改 善冰淇淋的组织状态，提高冰淇淋的黏度和膨胀率，防止冰晶析出， 使制品组织细腻轻滑，其使用量为0.3%左右。琼脂与刺槐豆胶、明胶 相配合，对丰富冷饮食品的质地和提高香味稳定性方面起到极其优异 的作用，并能防止脱水收缩和表面结皮。作为稳定剂的最佳浓度是： 琼脂0.12%、刺槐豆胶0.07%、明胶0.2%。 琼脂可作为填充剂、膨松剂和保水剂，广泛地用于多种焙烤食品 中。如焙烤食品生产厂将琼脂用于曲奇饼、奶油夹心派的外壳、馅饼、 糕饼甜心表层的酥皮、蛋白酥皮筒等。琼脂还可以作为填充剂和膨松 剂，代替淀粉制造麦片糊、无淀粉面包和餐后点心。在焙烤食品中， 琼脂使用量一般为0.1%-1.0%。
海藻酸丙二醇酯 抗酸CMC 果胶 黄原胶 海藻酸盐 卡拉胶 琼脂 淀粉
瓜尔胶 黄原胶 海藻酸盐 卡拉胶 魔芋胶 阿拉伯胶 槐豆胶 CMC 琼脂 果胶
凝胶热 卡拉胶 琼脂 明胶 低酯果胶 可逆性
冷水中 阿拉伯胶 瓜尔胶 海藻酸盐 溶解性
快速凝胶性 琼脂 果胶
乳化托附性 阿拉伯胶 黄原胶
口味
果胶 明胶 卡拉胶
凝胶是空间三维的网络结构
当体系中溶有特定分子结构的增稠 剂，其浓度达到一定值，而体系的组成 也达到一定的要求时，体系可形成凝胶。
大分子聚集 大分子链间的交联与螯合 大分子与溶剂的强亲合性
形成 凝胶
明胶溶液 琼脂溶液
1%~2% 1%
30℃以下 33~38℃
卡拉胶溶液 1%
阳离子K+和Ca2+的
20~70℃ 浓度为0.1%~0.9%
• 在禽类和肉类罐头中，琼脂作为胶凝剂和赋形剂，可以 形成为有效粘合碎肉的凝胶，消除罐头中食品组织发生脆 碎。其用量是罐头中清汤的0.2%-2.0%。在八宝粥、银耳 燕窝、羹类罐头食品中，使用0.3%-0.5%的琼脂作为增稠 剂、稳定剂，可以改善口感，使其他添加物分散均一，防 止沉淀、分层。
琼脂用在饮料类产品中，可作为助悬剂，使饮料中固
在一定浓度的增稠剂溶液的黏度， 会随搅拌、泵压等的加工、传输手段 而变化。
具有假塑性的液体饮料或食品调味料， 在挤压、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送 和分散包装。
有机溶剂对增稠剂 溶液黏度的影响
当在极性有机溶剂中或有机极性溶剂的 水溶液中加入某些增稠剂时，由于体系中的 氢键和分子间力的作用，可以形成一定的结 构黏度，使体系的黏度高于体系中任何一组 分的黏度。这种有机溶剂，可以选做增稠剂 膜的增塑剂。例如，对CMC薄膜，甘油就是 良好的增塑剂。
海藻酸盐与其他物 质的相容性
海藻酸盐在溶液中与多种物质具有广 泛的相容性，其中包括增稠剂、糖类、油 类、脂肪、颜料等等。
海藻酸盐与防腐剂的相容性
海藻酸盐与增稠剂的相容性
海藻酸盐与酶的相容性
海藻酸盐成膜性能
海藻酸盐具有良好的成膜性能。由海藻 酸盐溶液薄层蒸发除去水分制成的薄膜，对 油和脂肪是不渗透的，但是可以透过水蒸气， 并且置于水中可以重新溶解。海藻酸盐薄膜 在干燥状态下较脆，可以用丙三醇增塑。一 般采用低相对分子质量、低钙含量的海藻酸 盐，有利于制成较好的薄膜。
4、琼脂的品质 凝胶强度、透明度、粘弹性、持水性 溶解度 0.1% 0.4% 0.6%
琼脂在食品工业中的应用
• 琼脂具有胶凝性和凝胶的稳定性，在食品中工业中常被用 作增量剂、增稠剂、乳化剂、胶凝剂、稳定剂、赋形剂、 助悬剂、水分保持剂。 在糖果工业中，琼脂作为胶凝剂，主要用于制造软糖。 根据琼脂的凝胶能力，软糖中的琼脂用量一般为1%-2.5%， 碳水化合物以蔗糖为主，淀粉糖浆为辅，其比例约为3:2。 用琼脂制造的软糖，其透明度、品质及口感均优于其它软 糖。琼脂虽然作为传统的凝胶物质在糖果制作中长久应用， 但实践表明其口感特性比较单一，近年来也常添加明胶、 变性淀粉、果汁、果泥或瓜果等，这有助于糖果配合物料 组成的多样性，有利于风味与口感的改进。顾勇等人研制 的南瓜软糖，其配比为蔗糖200g、琼脂15g、南瓜250g、 柠檬酸0.3g。生产出的产品酸甜适口，色泽金黄，嚼感细 腻，有较好的弹性和韧性。