食品增稠剂综述报告

食品增稠剂综述报告

化学化工学院091130012陈杨帆

摘要：本文先对食品增稠剂进行概述，从其分类、理化性质、用途等方面入手介绍了增稠剂这种重要食品添加剂。然后详细介绍了四种具体的食品增稠剂，着重介绍其在食品工业上的应用。

关键字：食品增稠剂

引言：我们常常在酸奶的配料表上看到“卡拉胶或明胶”等字样，其实这两种物质都属于食品增稠剂。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花形成粘稠、滑腻或胶冻液的大分子物质，又称食品胶[1]

通过在食品中添加适量的增稠剂可以起到改善食品的外观，提高食品的口感等多方面作用。食品增稠剂已经成为食品添加剂中重要的一类。

（一）食品增稠剂概述1.1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花形成粘稠、滑腻或胶冻液的大分子物质，又称食品胶。而食品增稠剂不单单只有增稠的作用，它是一类食品添加剂的总称，这类食品添加剂可以充当胶凝剂、增稠剂、乳化剂、成膜剂、持水

剂、黏着剂、悬浮剂、晶体阻碍剂、泡沫稳定剂、润滑剂等[1]

。

在食品中需要添加的食品增稠剂其量甚微，通常为千分之几，但却能有效又经济地改善食品体系的稳定性。其化学成分大多是天然多糖及其衍生物（除明胶是氨基酸构成外），广泛分布于自然界[1]。

1.2食品增稠剂的分类

迄今世界上用于食品工业的食品增稠剂已有40余种，根据其来源，大致可分为四类。

1.2.1由植物渗出液制取的增稠剂

由不同植物表皮损伤的渗出液制得的增稠剂的功能是人工合成产品所达不到的。其成分是一种由普她平躺和其他单糖缩合的多糖衍生物，在它们的多羟基的分子链中，穿插一定数量的对其性质有一定影响的氧化基团，这些氧化基团在许多情况下常以羟基盖、镁或钾盐的形式存在，儿不以自由羧基的形式存在。阿拉伯胶、田菁胶均属于此类增稠剂[1]。

1.2.2由植物种子、海藻制取的增稠剂

由陆地、海洋植物及其种子制取的增稠剂，在许多情况下，其中的水溶性多糖相似于植物受刺激后的渗出液。它们经过精细的专门技术处理而制得的，这些增稠剂都是多糖酸的盐，其分子结构复杂。瓜尔胶、卡拉胶、海藻酸等属于此类[1]。

1.2.3由含蛋白质的动物原料制取的增稠剂

这类增稠剂是从动物的皮、骨、筋、乳等原料中提取的，其主要成分是蛋白质。明胶、酪蛋白等属于此类[1]。

1.2.4以天然物质为基础的半合成增稠剂

按加工工艺又可分为两类：

1.2.4.1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。羧甲基纤维素钠、变性淀粉、海藻酸丙二醇酯等属于此类[1]。

1.2.4.2真菌或细菌（特别是由它们产生的酶）于淀粉类物

质作用时会产生另一类用途广泛的食品增稠剂。它是将淀粉几乎全部分解为单糖，紧接着这些单糖又发生缩聚再缩合成新的分子。

这种新缩聚的大分子具有以下的特点：每一个葡萄糖残基除了第四碳原子仍保留原有的结构之外，部分或全部地发生羟基部位的部分氧化、大分子链间的交联、羟基上的氢原子被新的化学基取代等反应。黄原胶等属于此类[1]。

1.3食品增稠剂的结构和流变性

食品增稠剂改善食品的色、香、结构和食品相对稳定性的作用大小取决于增稠剂分子本身的结构和它的流变性，因此研究食品增稠剂的结构和流变性的关系可为食品增稠剂的应用提供有力的理论依据。

1.3.1食品增稠剂的黏度和浓度的关系

牛顿液体是指应力与应变成正比的流体，此比例系数称流体的黏度。假塑性流体是一种非牛顿流体，其应力和切变速度关系曲线通过原点，但二者不成直线关系。多数食品增稠剂在较低浓度时符合牛顿液体的流变特性，而在较高浓度下呈现假塑性。

1.3.2食品增稠剂的协同效应

当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形成高强度的凝胶。例如卡拉胶和槐豆胶，黄原胶和槐豆胶，黄菁胶和海藻酸钠，黄菁胶和黄原胶之间都有相互增效的协同效应[1]。

由于这种协同效应的存在，所以可以采用复合配制的方法，即按一定比例使两种增稠剂混合以产生无数种复合胶并从中筛选出满足特定食品生产需要的复合胶，以最低用量达到最好效果。

1.3.3增稠剂的胶凝作用

增稠剂大分子的高相对分子质量以及它们所形成的大分子聚集体，大分子链之间的交联和配合，大分子链的强烈溶剂化都有利于体系三维网络结构的形成，有利于形成凝胶。

在增稠剂所形成的凝胶中，增稠剂的大分子之间只形成松弛的三维网络状结构。在切向力的作用下凝胶的稀化、摇溶或者触变现象都证明了凝胶松弛三维网络结构的存在。这种现象特别有利于食用涂抹酱，因为切变力可破坏松弛网状结构从而使酱变稀，但只要外力一停止后经过一段时间又可以重新冻结成凝胶，这就使得在涂抹食用酱时可以均匀覆盖。

（二）卡拉胶

2.1卡拉胶的来源

卡拉胶是1862年Stanford从皱波角叉菜中提取出来的物质，它属于海藻胶范畴并是其重要组成部分，而海藻胶又是海藻工业的主体。我国的卡拉胶海藻在北方主要有角叉菜属海藻，在南方主要有麒

麟菜属和沙菜属海藻，我国的海南岛、东沙群岛和西沙群岛的麒麟菜属海藻资源相当丰富[2]。

2.2卡拉胶的理化性质

食品级的卡拉胶为白色至淡黄褐色、表面皱缩、微有光泽、半透明片状体或粉状物，无臭或有微臭，无味，口感粘滑，在冷水中会膨胀[3]。它是一种天然高分子化合物，无一定的分子量，它的结构特征都是由1，3苷键键合的β-D-吡喃半乳糖残基和1，4苷键键合的α-D-吡喃半乳糖残基交替地连接而成的线性多糖。其化学反应性主要归因于半酯式硫酸盐集团ROSO3具有强阴离子性。由于卡拉胶的游离酸不稳定，因此在市场上只能买到其稳定的钠、钾和钙盐，一般可买到混合盐。卡拉胶稳定性强，干粉长期放置不易降解而且在中性和碱性溶液中也很稳定，但在酸性溶液（pH≤4.0）中易发生水解[3].

2.3卡拉胶的应用

卡拉胶用作天然食品添加剂已有多年的历史，它是一种无害而又不能被人消化的植物纤维。

2.3.1凝固剂

卡拉胶具有形成半固体状凝胶的特点。

最典型的应用就是制作水果冻。用琼脂做成的果冻弹性不够，价格较高；用明胶做成的果冻凝固和融化点低，制备和贮存都得低温冷藏；用果胶是需要加高浓度的糖并要调节至适当的pH才能凝固。

而卡拉胶没有这些缺点，其在室温下即可凝固，成型后的凝胶呈半固体状，透明度好而且不易倒塌。

而在软糖中使用卡拉胶作为凝固剂，软糖的透明度好，水果香味浓，甜度适口，爽口不黏牙[1]。

2.3.2稳定剂

卡拉胶本身稳定性强，在中性和碱性溶液中能保持稳定，但在酸性溶液（pH≤4.0）中易发生水解。

在制作冰淇淋中使用卡拉胶作稳定剂可使脂肪和其他固体成分分布均匀，防止乳浆分离以及冰晶在制造与存放时增大，使冰淇淋组织细腻、结构良好、润滑适口[2]。

2.3.3悬浮剂

卡拉胶能作为水果汁的悬浮稳定剂，在果汁中加入卡拉胶能使果肉颗粒均匀地悬浮在果汁中，减缓下沉速度从而改善引用时的口感。

(五)阿拉伯胶

3.1阿拉伯胶的来源

阿拉伯胶是由一种称为阿拉伯胶树的非洲豆科类植物因创伤或逆境引起的树干分泌物，属于树胶的一种，由于多产于阿拉伯国家而得名[4].在各种可以产生树胶的合金欢树种类已达1100多种，它们大多数都能在一定条件下分泌一定量的树胶，但成为商品阿拉伯胶中的80%来自于阿拉伯树[5]。

3.2阿拉伯胶的理化性质

天然阿拉伯胶快大多为泪珠状，略透明，呈琥珀色，无味而可食。精制阿拉伯胶粉为白色，约由98%多糖和2%的蛋白质组成[5]。这种多唐书高聚物具有以阿拉伯半乳糖为主的、多支链的复杂分子结构。

在食品体系中加入阿拉伯胶并不影响该体系原有的色、香、味。阿拉伯胶不溶于油和多数有机溶剂，但在其溶解度范围内可以完全地溶于热水或冷水中，形成清澈而胶黏的溶液。在水中加入阿拉伯胶可以降低水的表面张力[1]。

3.3阿拉伯胶在食品工业中的应用

阿拉伯胶在食品工业中的应用取决于：（1）其保护胶体或稳定剂的作用；（2）其水溶液的胶黏性；（3）其增稠能力；（4）在低热值视频的配方中，阿拉伯胶本身的低消化性。

阿拉伯胶在食品中的主要功用就是通过它提供的粘度、流变性和特征使产品达到所要求的性质。

柠檬油、柑橘油和其他饮料中香料的乳化剂就是利用阿拉伯胶的乳化能力。虽然其他的胶也可以起到同一作用，但最大量地、最广泛使用的仍然是阿拉伯胶，这是因为它容易溶解于水，价格低廉和具有卓越的特性。

3.3.1糖果点心制品

阿拉伯胶广泛地应用于糖果、点心制造，其原因首先是它具有防止糖分结晶的能力，其次是它具有增稠、增浓的能力。阿拉伯胶可作为蜜饯的透明糖衣。阿拉伯胶还可以作为乳化剂，使脂肪能均匀地分布在整个糖食糕点中，以防止脂肪在糖食糕点制造过程中聚集而漂浮于表面形成易于养花的油脂表层。

3.3.2牛奶制品

阿拉伯胶可作为稳定剂用于冷食品如冰淇淋、不含乳脂的冷

冻甜食。这是由于阿拉伯胶具有强吸水性，可结合大量的水并以水化的形式保持这些水分，在冰淇淋内部形成更精细的结构，以防止冰晶的析出。但使用阿拉伯胶的主要缺点就是所制的冰淇淋入口不能速溶。

(五)明胶

4.1明胶的来源

明胶在自然界并不存在，它属于胶原纤维的衍生物。它不是一种化学上的均一实体，它是由天然存在的胶原蛋白人工制备得到的。明胶代表的是一类多肽，具有一定的分子大小、分子形状和电荷分布。

4.2明胶的理化性质

胶原的最基础结构是由2-氨基及氨基酸以多肽键连结在一起的聚合物。胶原加热水解就可以获得胶原的水解产物——明胶，即胶原蛋白经不可逆的加热水解反应使分子间键部分断裂后转变为水溶性产物。在结构上明胶是由氨基酸组成的大分子，具有典型的蛋白质特性。

干明胶几乎是无色或略带淡黄色、无味、无臭，无挥发性、透明而坚硬的非晶体物质。温水是明胶最普通的溶剂[1]。

4.3明胶在食品工业上的应用

明胶在食品中油许多用途，如粘合剂、乳化剂、稳定剂、增稠剂、澄清剂、打泡剂和保水剂，而最重要的无疑是作为凝冻剂。它在这方面的作用可以说是无可比拟的，独一无二的。

4.3.1凝胶化作用

在通常使用的凝胶化（凝冻）剂中，明胶是独一无二的。它可以在浓度低至1%或以下仍可形成热可逆性的凝胶，例如当温度升至30-40摄氏度时即融化成溶液[6]，即具有“入口即化的特点”。

4.3.2用作搅打剂

明胶由一定的发泡能力，能形成稳定的气溶胶，凝固温度低发泡速度快。目前一般糕点使用的搅打剂是鸡蛋或其他助剂，但均不及明胶那样使用简便。当根据不同的制作需要把一定量的明胶打入糕点后，可使制品表面光泽，内部柔软、送面，并能增加烤发性，且易于脱模，尤其在制作装饰蛋糕等多层花样精巧的糕点时更能显示出明胶的成型丰满且稳定的优点。

4.3.3稳定剂

明胶可以用于不同类型的酸奶，最突出的作用是稳定剂。明胶可使低脂酸奶达到类似高奶油含量酸奶的组织状态提高其被消费者接受的能力。在酸奶制品中，明胶分子的功能是形成弱的凝胶网状结构，防止乳清渗出和分离。

(五)羧甲基纤维素钠

5.1羧甲基纤维素钠的来源

羧甲基纤维素钠简称CMC，是最主要的离子型纤维素胶。通常用短棉绒（α-纤维素含量高达98%）或木浆为原料，通过氢氧化钠处理后再与氯乙酸钠反应而成。

5.2CMC的理化性质

商品CMC有食品级及工业级之分，后者带有较多的反应副产物。CMC有不同的取代度，不同的取代度也影响产品的特性，地区带度的产品溶液为触变性流体，而较高取代度的则为假塑性流体。

CMC是白色或微黄色粉末，无臭无味，易溶于水成高粘度的溶液，不溶于乙醇等多种溶剂[1]。在水中的分散度与取代度和其分子质量有关。其结构是由2个葡萄糖组成的多个纤维二糖构成，纤维素大分子的每个葡萄糖中有3个羟基，其羟基被甲基醚化。水是CMC唯一的最好溶剂。

5.3CMC在食品工业上的应用

5.3.1结构蓬松作用

由于CMC优良的流变特性及其凝胶稳定特性，一方面防止制品脱水收缩，另一方面可提高制品的膨胀率。由于CMC得粘度与温度的关系具有可逆性，当冰淇淋产生溶糖时，CMC在较高温度时粘度较小，而冷却、老化阶段则随温度下降粘度升高，这样有利于制品膨胀效率的提高。

5.3.2增稠改善口感

CMC由假塑性，口感爽快，同时其良好的悬浮稳定性可使制品保持风味、浓度、口感的均一性，如可用于果汁饮料、汤汁、调味汁、速溶固体饮料等。

（六）总结

食品增稠剂作为食品添加剂中重要的组成部分，其的独特性能

吸引了许多人进行研究，这一领域已经发展得较为成熟。增稠剂的来源丰富，既有天然的也有人工半合成的，其在食品工业中的广泛应用使其与我们的生活息息相关。现在的研究方向在于如何提高增稠剂的效能以及寻找合适的混合配方以得到更高性能的复配增稠剂。

参考文献

[1].黄来发，洪文生，黄恺食品增稠剂北京：中国轻工业出版社，2000.7

[2].隋战鹰卡拉胶在食品工业中的应用沈阳师范学院学报（自然科学版）

55-57，第19卷第1期，2001.1

[3].浮吟梅，王林山，苏海燕卡拉胶在食品工业中的应用中国食品添加剂

开发应用版

[4].中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M]（第九卷第一分册）

北京：科学技术出版社，1996：676-691

[5]张建荣,舒云波，马晓伟阿拉伯胶的性质研究农产品加工学刊第4期（总第169期）2009.4

[6]缪进康从明胶分子学的角度讨论明胶的功能性质明胶科学与技术第28卷第4期2008.12