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黄原胶的性能及其应用

发布日期:2014-12-02 18:19:14
黄原胶的性能及其应用研究
黄原胶的性能及其应用
黄原胶的性能及其应用,黄原胶(Xanthan gum)是由甘蓝黑腐病野油菜黄单胞菌Xanthomonas campestris以碳水化合物为主要原 料,经好氧发酵生物工程技术产生的一种高粘度水溶性微生物胞外多糖.1969年美国FDA批准黄原胶可 用做食品添加剂,1983年世界卫生组织和国际粮农组织批准黄原胶可作为食品工业中的稳定剂、乳化剂、 増稠剂f1].中国1992年颁布黄原胶作为食品添加剂的国家标准.随着国内食品工业的发展,黄原胶的市场 需求量日益増大,预计到2000年国内市场需求可达10 000 t.本文仅就这一新型食品添加剂的功能性质作 以概述,黄原胶的性能及其应用,旨在提高国内食品加工行业认识,开发新的加工食品.
1黄原胶的分子结构和理化性能
1.1黄原胶的分子结构
黄原胶是由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸组成的“五糖重复单元”结构聚合体, 分子比为2 8 :3 :2 :1. 7 :0. 51 ~ 0. 63,它的分子量在5X 106道尔顿之间.黄原胶分子的一级结构是由P-1. 4 键连接的D-葡萄糖基主链与三糖单位的侧链组成,其侧链由D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸交替连接而成,分 子比例为2:1,三糖侧链由在C一6位置带有乙酰基的D-甘露糖以a1. 3键与主链连接,在侧链末端的D- 甘露糖残基上以缩醛形式带有丙酮酸(图1).黄原胶的分子侧链末端含有丙酮酸基因的多少,对其性能有 很大影响.在不同溶氧条件下发酵所得黄原胶,其丙酮酸含量有明显差异,一般溶氧速率小,其丙酮酸含量 低.黄原胶的二级结构是侧链绕主链骨架反向缠绕,通过氢键维系形成棒状双螺旋结构.黄原胶的三级结 构是棒状双螺旋结构间靠微弱的非共价键结合形成的螺旋复合体.黄原胶具有长链高分子的一般性能,但 它比一般高分子含有较多的官能团,在特定条件下会显示独特性能.它在水溶液中的构象是多样的,不同 条件下而表现不同的特性.
1.2黄原胶的理化性能
1.21假塑流变性黄原胶 溶液是一种典型的假塑性流 体,其溶液粘度随剪切速率的 増加而明显降低,随剪切速率 的减弱而粘度又即刻恢复.剪 切速度为零时(静止状态)黄 原胶分子以双螺旋网状聚合体 状态存在,低浓度时仍有较高 的粘度.在高剪切速率下,聚合 体结构解聚为无规则线团结构 使粘度迅速降低,当剪切速率 解除时,分子结构再次恢复到 聚合体状态,使溶液粘度瞬间
 
恢复到最大.图1黄原胶的分子结构
1.22增稠性黄原胶具有
良好的増稠性能,特别是在低浓度下具有很高的粘度.300X 1〇_6的黄原胶溶液能产生90 cp的有效粘度. 同浓度下黄原胶溶液的粘度是明胶的1⑴倍.
1.23稳定性
1.23. 1热稳定性黄原胶溶液在一定的温度范围内(一4°C~93°C)反复加热冷冻,其粘度几乎不受影 响.1%黄原胶溶液(含1% KCl)由25°C加热到120°Q其粘度仅降低3%
1. 2 3. 2酸碱稳定性黄原胶溶液对酸碱十分稳定,在pH 5 ~ 10之间其粘度不受影响,在pH小于4和大 于11时粘度有轻微的变化.黄原胶能在5%NOH, 5%压8〇4, 5%KCl, 10%HAC和柠檬酸中长期存放 (2590 d)粘度基本保持不变.
1. 2 3. 3对盐类稳定性黄原胶溶液能和许多盐溶液混溶,粘度不受影响.它可在10%KCl, %NaCU0% C£k,5%Na2⑴3溶液中长期存放(5 °C,90 d)粘度几乎保持不变[2 .
1.23. 4对酶降解反应的稳定性许多的酶类如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和半纤维素酶等酶都不能使 黄原胶降解.
1. 2 4悬浮性和乳化性由于黄原胶理化性质稳定,因而具有良好的悬浮性和乳化性.1%的黄原胶溶液 具有约50 dyn cm_2的承托力.黄原胶借助于水相的稠化作用,可降低油相和水相的不相溶性,能使油脂乳 化在水中,因而它可在许多食品饮料中用作乳化剂和悬浮稳定剂.
1.2 5与增稠剂的协效性黄原胶可与大多数合成的或天然的増稠剂配伍,黄原胶的性能及其应用,如和槐豆胶、瓜尔胶、卡拉 胶、魔芋胶等都能互溶,混溶后使混合胶粘度显著提高[34].
2黄原胶在食品工业中的应用
2.1饮料
黄原胶的流变性使果汁具有良好的灌注性,并能赋予饮料爽口的特性,可在低pH值下完全溶解,并 且用低浓度溶液能长时间有效地悬浮果肉,使制品保持风味、浓度、口感和组织的均一稳定,同时黄原胶的 稳定效果明显优于其它胶,具有较强的热稳定性.一般的高温杀菌对其不会有影响,可用于各种果汁饮料、 果肉饮料、植物蛋白饮料等,用量为0. 08 % ~ 0. 3 %.
2. 2冰淇淋类
在冰淇淋、雪糕中黄原胶能调整混合物粘度,使其具有均匀稳定的组成,组织滑软.由于黄原胶的粘度 和温度的关系有可塑性和剪切性能,故在加工操作时粘度下降,阻力减小,有利于工艺进行,而在冷却老化。
粘度恢复,有利于提高膨胀率,防止冰淇淋组织中大冰晶的形成,使冰淇淋口感润滑细腻,同时提高 了产品的冻融稳定性,而且在融化时奶油和水混合均匀,不会产生浆液分离现象.一般老化时间2~ 3 h,用
2. 3面食制品
在面条、拉面、方便面生产中,黄原胶是很好的值得推广的添加剂.加入黄原胶,増强了面团的筋力,压 出的面片有韧性,烘干时降低断条率,同时改善产品口感吃口有筋,清新爽滑.对油炸方便面还可节省用 油,降低成本在速冻铰子和馄饨皮中加入黄原胶,能提高产品的口感,减少烂皮和混汤度;在馅类产品 中加入总量的0. Q5%~0. 1%的黄原胶,可以有利于汤汁的保水,保证产品在开水中煮透,汤汁香味浓郁, 并可提高和改善口感.黄原胶用作面包、蛋糕等的填充剂成分,可延长这些产品松软的时间、延长产品的货 架寿命.
2.4调味品
黄原胶优良的耐盐耐酸碱性可完全取代酱油中的传统増稠剂淀粉等,可以克服淀粉沉淀的缺点,且能 使酱油细腻均一,提高挂壁性和着色性,延长货架期.果酱,豆酱等风味调制酱,用黄原胶作増稠稳定剂,使 酱体统一,涂拌性好,不结块,易于灌装,且提高口感.
2.5肉制品
黄原胶可以増加肉制品持水性,提高出品率,防止冷藏期淀粉返生,延长货架期.对方火腿、圆火腿这 些肉块制品,需经腌制剂腌制,不应开始就加入黄原胶,否则粘液层会影响腌制剂的渗透,一般在腌制完后 再加入1%的预先配制好的黄原胶溶液,再加入其它辅料,搅拌均匀后装灌或注入肠衣.对午餐肉、红肠等 肉糜制品在斩拌肉时,可直接将预先配制好的黄原胶溶液倒入搅拌机,然后再加入淀粉之类的辅料.黄原 胶用量0. 1%~0. 3%.
2.6乳制品
在制成一定浓度的奶液(酸牛奶、豆奶、调香奶等)中加入黄原胶,黄原胶的性能及其应用,搅拌溶解后进行均质,形成对蛋白质 粒子的保护膜耐高温消毒的热冲击,可以増加产品粘度,防止沉淀分层,提高乳制品稳定性.
3黄原胶的应用前景
过去10 a中,黄原胶的生产及应用在我国的研究得到长足的发展,但生产技术上与国际相比仍很落 后,应用技术也仅仅在饮料行业较为成熟,因此,研究如何提高黄原胶质量,降低生产成本及其在其它众多 领域中的应用技术是今后的研究方向.黄原胶在石油、化妆品、卷烟工业的应用一直尚处在理论研究阶段, 其在众多行业的工业化应用研究方面具有广阔的前景.
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