食品添加剂之食品增稠剂

肉制品 面粉制品
7、矫味作用 增稠剂对一些不良的气味有掩蔽作用。 但不能用于腐败变质的食品。
环状糊精
8、结晶控制
冰制品 糖浆
9、澄清作用
啤酒 果酒
10、混浊作用 果汁 饮料
11、乳化作用 饮料 调味料 香精
12、凝胶作用 布丁 甜点心 果冻 肉冻
13、脱膜、润滑作用 橡皮糖 糖衣 软糖
14、保护性作用
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。
第四节 海藻胶
海藻胶是从天然海藻中提取的一类食品胶 海藻酸及海藻酸盐 琼脂 卡拉胶 功能：增稠性 稳定性 保形性 胶凝性
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。
（2）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。
温度降低 黏度增大
温度升高 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。
海藻酸盐溶液具有抗冷冻的功 能，可以用于冷冻食品。
溶剂
添加少量能与水混溶的非水溶剂， 如乙醇、乙二醇或丙酮，都会增大海藻 酸盐溶液的黏度。若增大添加量，将导 致海藻酸盐沉淀。
羧甲基纤维素钠 海藻酸丙二醇酯
变性淀粉
（b）真菌或细菌（特别是由它们生产 的酶）与淀粉类物质作用时制得
将淀粉几乎全部分解为单糖， 黄原胶 紧接着这些单糖又发生缩聚反
应再缩合成新的分子。
其它分类法： 天然和化学合成（包括半合成）两大类
天然来源的增稠剂大多数是由植物、海藻或微生 物提取的多糖类物质，如阿拉伯胶、卡拉胶、果 胶、琼胶、海藻酸类、罗望子胶、甲壳素、黄蜀 葵胶、亚麻籽胶、田箐胶、瓜尔胶、槐豆胶和黄 原胶等。
合成或半合成增稠剂有羧甲基纤维素钠、海藻酸 丙二醇酯，以及变性淀粉类，如：羧甲基淀粉钠、 羟丙基淀粉醚、淀粉磷酸酯钠、乙酰基二淀粉磷 酸酯、磷酸化二淀粉磷酸酯、羟丙基二淀粉磷酸 酯等。
第二节 食品增稠剂的特性比较
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 阿拉源自文库胶
选 用
在一个分子中
一种糖醛酸构成的连续链段
两种糖醛酸链节构成嵌段共聚物
海藻酸的化学结构对性质的影响
两种糖醛酸在分子中的比例变 化，以及其所在的位置不同，都会 直接导致海藻酸的性质差异。
黏性 胶凝性 离子选择性
刚性 线团体积
聚古罗糖 醛酸链段
＞
聚甘露糖 醛酸链段
柔 顺
两种糖醛酸单 独构成的链段
＞
不同种糖醛酸链 节构成的链段
乳 色素
15、稳定、悬浮作用 饮料 汽酒 啤酒
蛋黄酱 奶油
分类
食品增稠剂化学成分大多是天然多 糖及其衍生物（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。
•（1）由植物渗出液制取的增稠剂 •（2）由植物种子、海藻制取的增稠剂 •（3）由含蛋白质的动物原料制取的增稠剂 •（4）以天然物质为基础的半合成增稠剂
介质的pH值与增稠 剂的黏度及其稳定 性的关系极为密切
随pH值发生变化
海藻酸钠 pH值5~10时
pH值小于4.5时
海藻酸丙 pH值为2~3时 二醇酯
黏度稳定 黏度增加 沉淀析出
黏度最大
黄原胶 影响最小
（c）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
黄原胶和海藻酸丙二醇酯（热稳定性好）
（d）切变力对增稠剂溶液黏度的影响
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。
（e）有机溶剂对增稠剂溶液黏度的影响
（1）由植物渗出液制取的增稠剂
来源 成分
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
结构
在含多羟基的分子链中，穿插一定数量氧 化基团（羧基占很大比例）。这些羧基常 以钙、镁或钾盐的形式存在，而不以自由 羧基的形式存在。
增稠剂 阿拉伯胶 黄蓍胶
（2）由植物种子、海藻制取的增稠剂 来源 陆地、海洋植物及其种子 成分 水溶性多糖 多糖酸的盐 分子结构复杂 增稠剂 海藻酸 瓜尔胶 卡拉胶
黄原胶：可提高食品的黏度，在－4~93℃其 黏度变化很小，它的水溶液有极强的假塑性。
第三节 食品增稠剂的结构和流变性
作用 大小
食品增稠剂
流变性 结构
（1）食品增稠剂的黏度 （2）增稠剂的协同效应 （3）增稠剂的凝胶作用
（1）影响食品增稠剂的黏度的因素
（a）浓度对食品增稠剂黏度的影响 较低浓度 牛顿液体的流变特性
5、用于保健
增稠剂都是大分子物质，许多来自于 天然胶质，在人体内几乎不消化而被排泄 掉，所以用增稠剂代替部分糖浆、蛋白质 溶液等原料，很容易降低食品的热量。
低热量食品的生产
6、保水作用
增稠剂可以加速水分向蛋白质分子 和淀粉颗粒渗透的速度。
吸收几十倍乃至上百倍于自身质量 的水分，并有持水性，可改善制品的吸 水量，使产品的质量增大。
薄膜成型性 保健
成为产销量最大的食品增稠剂之一
海藻酸和海藻酸盐
来源
褐藻
分类
水溶性胶
海藻酸的一价盐（海藻酸 钠、海藻酸钾、铵等）
海藻酸衍生物 水不溶性胶 海藻酸
海藻酸的二价盐（镁、汞盐除外）
海藻酸的三价盐（海藻酸铝、铁、铬等）
海藻酸的化学结构
线性 “直链型”糖醛酸聚糖
单糖单位 糖苷键型
α-L-古罗糖醛酸 β-D-甘露糖醛酸 αβ（1→4）
浓度
随着浓度的增加，黏度增大较快。
pH值
海藻酸钠
残留钙
酸 性
pH低于5.0时
黏度增加
最低限量钙 pH3.0~4.0时 黏度稳定
碱
pH在11.0左右
性
不稳定 降解 黏度下降
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
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
溶液假塑性 吸水性 凝胶强度
凝胶透明度
黄原胶 卡拉胶 瓜尔胶 海藻酸盐 海藻酸丙二醇酯 瓜尔胶 黄原胶 琼脂 海藻酸盐 明胶 卡拉胶 果胶 卡拉胶 明胶 海藻酸盐
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
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。
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和薄膜。
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 1%~2% 琼脂溶液 1% 卡拉胶溶液 1%
30℃以下 33~38℃ 20~70℃
果胶溶液 K+或Ca2+存在 浓度为0.1%~0.9%
1% pH3 可溶性固体＞55%
室温
随着阳离子浓度的升
高，果胶形成的凝胶的强 度，以及凝胶的熔化温度 都升高了。
较高浓度 假塑性流体特性
在浓度变化较小的范围内，随着增 稠剂浓度的增高，增稠剂分子的体积增 大，相互作用的几率增加，吸附的水分 子增多，故黏度也增大。
如：阿拉伯胶
阿拉伯胶水溶液的粘度最低
配制成50%浓度的水 溶液而仍具有流动性
高度的分支结构
球状(不易伸展)形态
40%
牛顿流体 假塑性流体
（b）pH值对黏度的影响
3、粘合作用
增稠剂使产品成为一个聚集体，均质 后组织结构稳定、润滑，并利用胶的强力 保水性防止食品在储藏过程中失重。
香肠 片、粒状产品
粉末的颗粒化 香料的颗粒化
4、成膜作用
增稠剂能在食品表面形成非常光润 的薄膜，可以防止冰冻食品、固体粉末 食品表面吸湿而导致的质量下降。
食用包装膜 果蔬保鲜 食品抛光
第七章 食品增稠剂
第一节 食品增稠剂的概念、作用及分类
概念:
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。
俗称“糊料”
功能：
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。
性质：
属于亲水性高分子化合物，其分子结构中含有 许多亲水基团，绝大多数不具有表面活性，不 能单独用来制备乳状液，仅用来稳定已形成的 乳状液。
乳化托附性 阿拉伯胶 黄原胶
口味
果胶 明胶 卡拉胶
乳类稳定性 卡拉胶 黄原胶
槐豆胶 阿拉伯胶
不同乳化剂的应用特性
琼脂：所形成的凝胶是胶类中强度最高的，可 以制作许多坚韧而富有弹性的果冻食品。快速 凝冻。
海藻酸盐：本身不能成胶，但可以通过加入钙 等来形成凝胶。
卡拉胶：具有稳定酪朊胶束的能力，主要应用 于奶类和肉类产品中，卡拉胶形成的凝胶能在 口中溶化，且具有口感好、外观好、光泽发亮 的特点。
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。
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
性
刚性 黏度 凝胶性
在其它条件相同的情况下，海 藻酸分子链段的刚性越大，则配制 成的溶液黏度越大，形成的凝胶的 脆性也越大。
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
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（按次序排列）
抗酸性 增稠性
海藻酸丙二醇酯 抗酸CMC 果胶 黄原胶 海藻酸盐 卡拉胶 琼脂 明胶 淀粉
食品增稠剂作用及原理
1、改善食品体系的稳定性
增稠剂分子结构中含有许多亲水基 团，如羟基、羧基、氨基和羧酸根等， 能与水分子发生水化作用，其分子质点 水化后以分子状态高度分散于水中，形 成高黏度的单相均匀分散体系——大分 子溶液。
2、起泡作用和稳定泡沫作用
增稠剂可以发泡，形成网络结构，它 的溶液在搅拌时像小肥皂泡一样，可包含 大量气体，并因液泡表面黏性增加使其稳 定。
其稳定作用通过黏度的改变或在含水的分散介 质中胶凝作用而赋予食品胶体长期的稳定性。
用途：
它是在食品工业中有广泛用途的一类重要的食 品添加剂，被用于充当胶凝剂，增稠剂，乳化 剂，成膜剂，泡沫稳定剂，润滑剂等。
增稠剂在食品中添加量通常为千分之几，但却 能有效地改善食品的品质和性能。
其化学成分除明胶、酪蛋白酸钠等为蛋白质外， 其它大多是天然多糖及其衍生物，广泛分布于 自然界。
（3）由含蛋白质的动物原料制取的增稠剂
来源 成分 增稠剂
从动物的皮、骨、筋、 乳等原料中提取的 蛋白质
明胶 皮冻 蛋白冻
制作皮冻
原料 新鲜猪肉皮 清水或骨头汤
原料
去毛 洗净 旺火上煮 用手指能捏碎的程度
剁碎 调味料
凝结成皮冻
盛入容器内
小火慢慢熬煮 呈稠液状
（4）以天然物质为基础的半合成增稠剂
（a）以纤维素、淀粉为原料，在酸、 碱、盐等化学原料作用下，经过水 解、缩合、提纯等工艺制得。
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低强度的凝胶。
如：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。
（3）增稠剂的凝胶作用
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。