κ-卡拉胶作为冰淇淋产品辅助性稳定剂的研究.pdf

第 卷第 期 年 月冷 饮 与 速 冻 食 品 工 业 ，!文章编号：（）!卡拉胶作为冰淇淋产品辅助性稳定剂的研究胡国华，!唐理文，周卫国（上海师范大学生命与环境科学学院，上海 ；上海大众科技研究发展有限公司，上海 ）摘要以 卡拉胶为辅助性稳定剂，通过对配料液粘度和制作出的冰淇淋的膨胀率、抗融性及其口感等特性进行单因素对比分析，结果表明 卡拉胶在冰淇淋中能有效提高冰淇淋的配料及产品品质。关键词卡拉胶；冰淇淋；稳定剂 ，；前 言卡拉胶（）又名鹿角藻胶、角叉胶，是从某些红藻中提取制得的一种由半乳聚糖组成的多糖类物质。世纪 年代，等人对卡拉胶的组成和结构进行了深入研究，证实卡拉胶是由，!吡喃半乳糖和，!吡喃半乳糖作为基本骨架交替连接而成的线性多糖。根据半酯式硫酸基在半乳糖上连接的位置不同，可分为 种类型，分别用希腊字母 、来表示，其中 、和 卡拉胶在食品工业中的应用较多，而在冰淇淋生产中，能有效利用的主要是 卡拉胶（）。当前，冰淇淋以其轻滑细腻的组织，紧密柔软的形体，醇厚持久的风味，以及丰富的营养和凉爽的口感，深受消费者喜爱。稳定剂是冰淇淋中关键的结构物质，是形成冰淇淋骨架网络和整体布局的主体物质。在冰淇淋中添加稳定剂，其作用在于提高冰淇淋浆料的粘度，改善油脂及含油脂固体微粒的分散度，延缓微粒冰晶的增大；改善冰淇淋口感、内部结构和外观状态；提高冰淇淋体系的分散稳定性和抗融化性等。目前应用最广泛的稳定剂是黄原胶、刺槐豆胶、瓜尔豆胶及 。刺槐豆胶、瓜尔豆胶和 单独或组合使用是较好的主稳定剂，然而，仅以它们作为主稳定剂制作出的冰淇淋会存在口感欠佳、冰晶粗大等一些缺陷。作者通过研究使用 卡拉胶作为辅助性稳定剂应用于冰淇淋中，效果理想，能较好地改善冰淇淋产品的质构、口感和外观，提高冰淇淋的配料及产品品质。材料与方法 主要原料）卡拉胶（精品）：上海大众凌伟公司；）魔芋粉（级）：海南多环公司；）黄原胶：山东淄博中轩公司；）瓜尔豆胶（）：印度雪龙公司；）分子蒸馏单甘酯（食用级）：广州轻工研究所；）全脂奶粉：上海光明乳业有限公司；）新西兰黄油：上海文德堡食品有限公司。主要仪器和设备高压均质机（型）、小型凝冻机、旋转粘度计（型）、凝胶强度测定仪（型）。!收阅日期：；修订日期：作者简介：胡国华（年生），男，工学硕士，讲师，主要从事功能性食品添加剂的研究与开发 试验方法 冰淇淋的工艺流程配料!灭菌!均质!冷却!老化!凝冻!成型!硬化!检验!成品 粘度测试方法）卡拉胶粘度的测试方法：称取 样品移入已干燥的 烧杯中，加蒸馏水 ，搅拌 后使样品充分扩散至水中，在沸水浴中加热，间歇搅拌 ，待升温至 ，冷却至确定温度后移入恒温槽中，用转子（预先加热）以转速为 旋转 ，待标尺盘上的指针保持稳定后，得出读数，重复两次，取平均值。）配料老化后粘度的测定方法：配料经老化终止后，在!时，移取 料液至 的烧杯中，用转子以不同的转速旋转 ，待标尺盘上的指针保持稳定后，得出读数，重复两次，取平均值。凝胶强度的测试方法 称取 样品置于已烘干的 烧杯中，加蒸馏水 ，搅拌使样品充分扩散、称重，然后采用沸水浴加热，间歇搅拌 ，取出称重，补充水分的蒸发量，再加热 ，取出样品，边搅拌边倒入 个称量瓶中，冷却至室温后放入 的恒温箱中，静置 后测定凝胶强度，重复两次，取平均值。膨胀率的测定方法老化终止后，取 烧杯（称重!）只，盛满浆料至烧杯杯口，称重!。凝冻后，将冰淇淋料液充满小杯，并将杯口刮平，称重!。同时做两个平行样，取平均值。膨胀率 （!）（!）抗融性的测试方法 在 的室温下，用小刀将冰淇淋切成一立方小块（称重为 ），放在筛网上，记录被融化后第一滴滴下的时间，重复 次，取平均值。冰淇淋品质的感官分析 由 位专业人士，对制作出的冰淇淋产品进行感官特征的评价。试验配方见表!。表 冰淇淋的原料表 原辅料名称配料比乳脂肪非脂乳固体甜味剂总固体物全脂奶粉 黄油 白砂糖 乳化稳定剂 水 合计 注：数据见下表表 乳化稳定剂的配比产品编号卡拉胶 瓜尔豆胶 黄原胶 魔芋粉 单甘酯 蔗糖酯 合计 对照 注：以上配料为 混合料中的添加量。结果与讨论 !卡拉胶的特性 !卡拉胶的粘度特性 在 时!卡拉胶能完全溶于水中，由于卡拉胶大分子没有分支结构及聚阴离子特性，所以它们可以形成高粘度溶液。粘度大小表明了胶体对水分包裹程度的高低。粘度数值依赖于浓度、温度、其它溶质的存在及其相对分子质量的大小。粘度随着浓度的升高而增加，这是线性荷电高分子的典型特点，也是高分子间的相互作用随浓度升高而增强的结果。这里主要通过温度、酸碱度来研究!卡拉胶粘度的变化。温度变化对!卡拉胶粘度的影响，见图。图!卡拉胶在不同温度下的粘度采用质量分数为 的精品!卡拉胶溶液来作试验，转速为 ，分别在 、的温度下测试产品粘度。从 至 ，粘度约下降 。粘度变化的区域主要在 到 之间，下降了约 ；而从 至 ，粘度下降最小，约 。将 的精品!卡拉胶溶液在 下冷藏 ，加热至 后再冷却至 ，其粘度下降约 。放在 下冷冻 ，冻融处理后的粘度损失约 ，卡拉胶溶液的这种冻融稳定性能保证冰淇淋产品的冻融稳定性。!卡拉胶溶液在 为!这样的范围内，粘度非常稳定，最大值为 ，最小值为 ，两者相差不到 。在冰淇淋生产中，为了形成甜中带酸的口感，会添加 的柠檬酸，加入柠檬酸后，配料的粘度略有下降，下降幅度一般不超过 。由于瓜尔豆 胶溶液的粘度受 值的影响较大，添加卡拉胶作为辅助性稳定剂就能适当调整配料的酸稳定性。!卡拉胶凝胶强度的特性凝胶强度的大小表明胶体对水分束缚力的强弱。凝胶强度对于冰淇淋的保型性、硬度有较大影响。用 的!卡拉胶作凝胶强度测试，水凝胶强度为 ，盐凝胶强度为 。卡拉胶的凝胶强度会随加热时间的变化而变化，具体数值见图。图 不同加热时间对!卡拉胶盐凝胶强度的影响由图 可知，!卡拉胶的凝胶强度会随加热时间的延长而降低，但降低幅度并不明显，这是因为卡拉胶在长时高温的条件下会部分降解生成卡拉二糖。在冰淇淋生产中，最好采用高温短时灭菌，减少凝胶强度的损失。卡拉胶对冰淇淋产品性质的影响 卡拉胶对料液特性的影响 将 个样品均质、老化后，在 的温度下，测定其粘度值，具体数值见表 和图。表 料液的粘度变化 产品编号料液粘度 对照 图 各料液在不同转速下的粘度变化由表 和图 可知，料液的假塑性较突出，在 号料液中，当转速从 加速至 时，粘度从 下降至 ，粘度损失约 ，而 、号粘度的平均损失约 ，在 号料液中，粘度损失 ，假塑性最为突出。随着卡拉胶用量的增加，其假塑性越来越明显。在冰淇淋的生产过程中，均质工序具有较强的剪切作用。剪切变稀后的溶液在静置后可恢复部分粘度，这种特性有利于灌注工序、成型工序，当然，粘度的下降必须适度，否则配料乳状液的稳定性将受到影响。从 号到 号料液中，溶液的质量分数从 逐渐增加至 ，粘度也明显上升。当转速为 时，粘度从 上升至 ，上升了约 ；当转速为 时，粘度上升了 ，在转速为 时粘度上升了 ，平均上升了 左右。虽然卡拉胶的用量较少，浓度变化不大，但粘度变化却非常明显，因此它不能作为主要的稳定剂使用，否则会造成粘度过大的缺陷。卡拉胶对成品品质的影响 见表。表!卡拉胶对冰淇淋成品品质的影响编 号 膨胀率 抗融性 产品口感对 照 略有砂质感，冰晶较粗大，口感单薄。略有砂感，冰晶较粗大，口感略显单薄。较细腻，无粗大冰晶，风味释放好。细腻滑爽，无粗大冰晶，风味释放好。细腻，无粗大冰晶，风味释放好。细腻，略有粘腻的口感，无粗大冰晶。注：测定产品抗融时以第一滴滴下的时间为准。冰淇淋既有细腻滑爽的口感，也有起砂的口感，这些差异是由于冰晶大小、形状、分布不同而造成的，而卡拉胶作为增稠剂，能提供粘度阻力，限制分子扩散，抑制水分子的迁移，防止冰晶长大，因而防止产品组织结构粗糙，改善口感。从表 中可知，随着卡拉胶浓度的变化，产品的膨胀率和抗融性都有不同程度的提高。但是在 号样品中，虽然抗融性和膨胀率最高，但是其口感略显粘腻。相对而言，号样品的口感最好，且膨胀率、抗融性和 号相差不大。且卡拉胶的添加量少，其成本也略低。将 个样品置于 下储藏 个星期后，口感没有变化，星期后，号样品中，有较明显的颗粒感，产品发硬；号样品略有砂质感，口感也略有发硬；号样品口感没有变化，依旧细腻滑爽，、也无变化。同时，产品的形状也略有变化，号产品的形状略有收缩，而其余几个样品均无变化，这说明卡拉胶对冰淇淋产品的保型性也有一定的作用。（下转第 页）欢迎，其价格也远高于普通的合成香料。目前我国已开始生产天然香料，全部用于出口。随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，以及回归自然意识的增强，天然香料必将在国产香精中得到广范应用。!新技术、新设备在香料工业中的应用随着气相色谱（）、高效液相色谱（）、质谱（）、核磁共振谱（）、红外分光光度法（）和紫光分光光度法（）在有机分子结构分析中的广泛应用，人们加快了对天然香料和食品成分的研究进展，发现了一批很有价值的新型香料化合物。年以前，已知天然香料中所含的化学成分只有 种左右，而至 年已达 种，年间增加了 倍。据近 年来，国外对数 种食品中含香成分的分离分析资料可知：大米成分 种，米饭 种，面包 种，牛肉 种，茶叶 种，咖啡 种，啤酒 种，葡萄 种等。从这些分析工作中发现了数以千计的新香料化合物。如马铃薯中已鉴定的 种化合物，包括 种烃类、种卤代烃、种酸、种醇、种醛、种酮、种酯、种呋喃、种吡嗪、种口恶唑、种噻唑和其它一些化合物。其中 乙基 乙烯基吡嗪等杂环化合物在马铃薯香味中起着重要的作用。在分离分析方面所作的大量工作，对确定主香成分及其分子结构有着重要意义，为用化学合成法制造新型香料化合物提供了依据。近年来，生物工程技术、计算机技术、超临界萃取技术、分子蒸馏技术、微波技术等在香料工业中的应用越来越广泛，这些新技术的应用，给古老的香料工业注入了新的生机和活力。如天然乳香香味剂的研制就是将微生物发酵、分析、分离等工程技术融为一体，取得了成功的实例。事实证明，新技术、新设备在香料工业中的应用必将对香料工业的发展带来飞跃，加速香料香精工业的发展。!市场竞争激励，人才是关键目前，国内香料香精市场呈三足鼎立格局，三资企业凭借雄厚的技术和经济实力优势，在中国香料香精行业具有巨大的潜力。据统计排名，世界前十位香料香精企业在中国凭借其著名的品牌，先进的技术，大规模的投入和规范的经营理念，发展速度十分迅猛，已成为高档市场的主体，领导着中国香料香精行业的潮流。但由于其生产成本高、品种少、本地化程度低、管理和经营策略还不能完全适应中国市场，从而使国有企业品牌仍占据了中国香料香精的主体，由于其历史悠久、品牌知名度高、质量稳定、价格偏低，受到广大用户的青睐。但国有企业的基础研究薄弱、技术含量偏低、经营手段不灵活、服务意识不强，而导致发展速度缓慢。乡镇企业则在国家政策的鼓励下，犹如雨后春笋，发展速度十分迅猛，凭借其价格低廉、经营灵活和服务周到赢得了用户的好评，其市场份额正在不断扩大。但对于大多数民营企业来讲，由于技术基础差，品牌知名度不够，要在如此竞争激烈的市场大潮中，生存发展必须引进技术力量，加强经营管理和应用服务。随着市场竞争的激烈，人才显得越来越重要，企业要在竞争大潮中生存求发展，必须广泛吸收技术开发、经营管理、应用服务等各方面的!人才。展望未来的发展，市场竞争就是人才的竞争。（上接第 页）!结 论卡拉胶是典型的能形成高粘度溶液的胶体，具有一定的热稳定性、酸稳定性和悬浮性，但由于其粘度很强，因此不适宜作为冰淇淋生产中的主稳定剂，而适用于作为辅助性稳定剂。加入适量的卡拉胶，可弥补其它主要稳定剂的不足，能很好地控制冰淇淋浆料的流变性，提高冰淇淋产品的膨胀率和抗融性改善冰淇淋产品的口感，抑制粗大冰晶的形成。通过实验研究得出，在冰淇淋生产中，添加卡拉胶的量应控制在 !以内，过少的添加量易导致冰淇淋产品的结构粗糙，产生大的冰晶，以及产品形状难以长时间保持，易收缩等情况，而大于 的添加量，虽然改善了产品的细腻度，但因为卡拉胶的高粘度性，会产生粘腻的口感。参考文献 许时婴，等 稳定剂在冰淇淋中的作用 冷饮与速冻食品工业，（）：!梁英红 冰淇淋配料的粘度控制 食品工业科技，（）：!杨湘庆主编 食品胶和工业胶手册 福建：人民出版社，我国冰淇淋和雪糕市场的未来走向一项由中国市场与媒体研究（）进行的专题调查表明，我国冰淇淋和雪糕市场的未来走向是：季节性消费逐渐淡化，合资品牌更加强化，家庭消费正在兴起。冰淇淋、高档雪糕等冷饮类休闲食品的消费季节性呈现出明显的淡化趋势，冰淇淋市场容量逐渐增大。目前，我国冰淇淋年产量已达 万，比去年增长了 以上。家庭装冰淇淋种类越来越多，特别表现在外资品牌的新品开发上，而这些品牌的新品往往成为市场的发展导向，如和路雪、阿波罗等高档品牌开发的家庭装冰淇淋新品。从调查数据分析，消费者购买最多的 个品牌是美登高、和路雪、伊利，这说明品牌在冰淇淋市场的领先地位，在短时期内似乎不可动摇。（资料来源：中轻网）#!-卡拉胶作为冰淇淋产品辅助性稳定剂的研究-卡拉胶作为冰淇淋产品辅助性稳定剂的研究作者：胡国华，唐理文，周卫国作者单位：胡国华,唐理文(上海师范大学生命与环境科学学院,)，周卫国(上海大众科技研究发展有限公司,)刊名：冷饮与速冻食品工业英文刊名：BEVERAGE&FAST FROZEN FOOD INDUSTRY年，卷(期)：2001,7(4)被引用次数：3次 参考文献(3条)参考文献(3条)1.许时婴 稳定剂在冰淇淋中的作用 1995(01)2.梁英红 冰淇淋配料的粘度控制期刊论文-食品工业科技 1998(06)3.杨湘庆 食品胶和工业胶手册 1987 引证文献(3条)引证文献(3条)1.胡国华.马正智.李慧.谢建平.仇小定 卡拉胶的复配特性及其在肉制品中的应用期刊论文-肉类工业 2007(9)2.胡国华.陈明.舒文.侯骏 瓜尔豆胶在冰淇淋中的应用期刊论文-冷饮与速冻食品工业 2002(3)3.浮吟梅.王林山.苏海燕 卡拉胶在食品工业中的应用期刊论文-中国食品添加剂 2009(5)本文链接：http:/