实验指导书

食品添加剂实验指导书

实验一增稠剂的黏度特性

一、概述

增稠剂是食品加工中常用的添加剂之一，其主要作用是保持食品的稳定性，而这种功能是通过食品体系的黏度实现的。食品胶一般都能溶解或分散在水中，发生水化作用产生增稠或提高流体粘度的效应，因此几乎所有的食品胶都具有增稠效果。但对于不同的食品胶，增稠效果并不一样。大多数食品胶在很低浓度(1%)时就能获得高粘度的流体，但也有一些胶体即使在很高的浓度下也只能得到较低粘度的流体。食品胶中，主要的增稠剂有：瓜尔豆胶、黄原胶、刺槐豆胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠等。

增稠剂多为高分子亲水胶体，溶于水后的溶液具有一定的粘性，其粘性的大小（即黏度）受多种因素的影响，包括增稠剂的种类、溶液的浓度、体系的温度和PH制以及体系中其他组分等。因此，掌握增稠剂的黏度特性对于更好的掌握和使用增稠剂有着重要的意义。

本实验分别以瓜尔豆胶、黄原胶为研究对象，研究浓度、温度、剪切速率、离子强度、加热和冻融等对其粘度的影响。并在此基础上研究瓜尔豆胶和黄原胶的复配性能，研究其在不同配比(2:1,3:2,1:1,1:2)、不同混合胶浓度时的协同增效作用。

二、实验目的

1、掌握增稠剂黏度测定的原理和方法；

2、了解常用的黏度剂的使用方法；

3、掌握影响增稠剂黏度的因素

三、实验原理

当牛顿流体在毛细管中处于层流状态时，在t时间内通过毛细管的溶液量Q与毛细管两端的压力差△P、毛细管半径R及管长之间的关系遵循Hagen-Poiseuille定律： Q/t=∏△PR4/8ηl (1)

式中，η为溶液黏度。根据上式可得

η=∏△PR4t/8QL （2）

当毛细管黏度确定后，∏△PR4/8QL为定值，设其为A，由有：

η=A△Pt （3）

利用已知年度的标准溶液（通常为蒸馏水），通常对比标准溶液与待测溶液通过毛细管的时间，就可以求出待测溶液的粘度。即：

η/η

0= A△Pt/ A△P

t

（4）

因△P与溶液密度ρ相关，于是

η=η

0〔ρt/ρ

t

〕 (5)

四、实验原料与仪器

1、增稠剂

瓜尔豆胶、黄原胶、果胶、阿拉伯胶、海藻酸钠

2、仪器

烧杯、容量瓶、量筒、毛细管粘度计、电炉、磁力搅拌器、铁架台、秒表、NDJ-1旋转粘度计、恒温水浴锅、酸度计

五、实验方法

1、结构及相对分子量对黏度的影响

（1）分别称取海藻酸钠、果胶、明胶、卡拉胶、阿拉伯胶等不同结构、不同相对分子量的增稠剂1%，置于烧杯中，加入适量的蒸馏水，在磁力搅拌器上搅拌至溶解。

将完全溶解的增稠剂溶液分别倒入容量瓶中，用蒸馏水定容。

（2）取一定量的蒸馏水倒入毛细管粘度计中，用吸耳球将其吸至中间管中，上液面超

过刻度线M

1。将粘度计固定在铁架台上，并保持液面水平。用秒表记录蒸馏水通过M

1

至M

2之间所需要的时间t

，重复三次，取平均值。

（3）取与蒸馏水等量的各种增稠剂溶液，按上述步骤测定个时间t的平均值。

（4）根据公式5，因各种增稠剂的浓度≤1%，因此，ρ≈ρ

故可根据下式计算各种增稠剂溶液的粘度：

η=η

0〔t/t

〕（6）

（5）NDJ-1旋转粘度计的使用：

①安装好旋转粘度计，注意要调节水平螺钉，保持仪器的水平。

②测定：将被测液体置于不小于70ml的烧杯或直筒形容器中，准确控制被测溶液温度保持在25℃，并将保护架装载仪器上。选择适当转子，装入仪器，并使转子逐渐浸入被测溶液中，直到转子的背面标志和液面相平为止，调整仪器的水平，选择转速为60r/min，按下指针控制杆，开启电机开关，转动变速旋钮，使所需要的转速向上，对准速度指示

点，放松指针控制杆，使转子在液体中旋转，经过多次旋转（一般控制在20-30s），待指针稳定后，按下指针控制杆，使读书固定下来，再关掉电机，读取读数。重复上述操作，测定其它增稠剂的粘度。

2、黄原胶粘度性能研究

1）、浓度对黄原胶粘度的影响

配制若干个浓度分别为0—1%（如：0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0. 5%）的黄原胶溶液，在25℃、12rpm下测其粘度，记录结果于下表中。每个浓度重复3次，取其平均值。以浓度为横坐标、粘度平均值为纵坐标作图，得一浓度对粘度的影响曲线（如附录3），并对此结果进行分析。

在0—100℃取若干个温度(如：25℃、40℃、50℃、60℃、70℃)，并分别在其温度下测0.3%黄原胶溶液的粘度，粘度计转速均为12rpm。每个温度重复3次，结果记录于下表中。以温度为横坐标、粘度平均值为纵坐标作图，得一温度对粘度的影响曲线，并对此结果进行分析。

分别在6rpm、12rpm、30rpm、60rpm下测0.3%黄原胶溶液的粘度，测定温度均为25℃。每个转速重复3次，记录结果于下表中。以转速为横坐标、粘度平均值为纵坐标作图，得一转速对粘度的影响曲线，并对此结果进行分析。

用同一样品分别调节pH=3、5、7、9、11时，在25℃12rpm下测其粘度，记录结果并作图分析。

5）离子强度对黄原胶粘度的影响

在25℃、12rpm下，分别测定0.3%黄原胶溶液在0%、5%、10%、15%氯化钠溶液中的粘度，记录结果并作图分析。

6）加热和冻融对黄原胶粘度的影响

0.3%黄原胶溶液置于高压蒸汽灭菌锅内以1.05kg/cm2压力灭菌30min；或置于低温冰箱内-18℃冷冻3.5小时，然后在室温下融化。在25℃、12rpm下测其粘度，记录结果并作图分析。

3、瓜尔豆胶和黄原胶的复配性能研究

研究瓜尔豆胶和黄原胶在不同配比(1:0,2:1,1:1,1:2,0:1)、不同混合胶浓度(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)时的复配性能。在25℃、12rpm下测其粘度，每个重复3次取平均值，结果记录于下表中。以配比为横坐标、粘度平均值为纵坐标作图，得到复配胶浓度分别在0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%时配比对粘度的影响曲线（如附录3），并对此结果进行分析。

七、思考题

1、各种增稠剂的特性。

2、影响增稠剂粘度的因素。