黄原胶与其它食品胶协同增效作用及其耐盐稳定性的研究.pdf

黄原胶与其它食品胶协同增效作用及其耐盐稳定性的研究 赵谋明 叶林 李少霞 徐建祥 彭志英(华南理工大学食品与生物工程学院,广州,510641)摘要以黄原胶、羟丙基淀粉、CM C-Na、瓜尔豆胶、刺槐豆胶、魔芋精粉等为主要研究对象,系统地研究了黄原胶与其它食品胶 2种或 3种之间的协同增效作用及其耐盐稳定性。研究结果表明:黄原胶与羟丙基淀粉、CM C-Na复配无协同增效作用,黄原胶与刺槐豆胶、魔芋精粉、瓜尔豆胶有良好的协同增效作用,两者或三者按适当比例配合后,耐盐稳定性显著提高,用量比任一单一胶少,而且使用成本大幅度降低,因此复配食品胶在高盐食品中使用具有明显的优越性和广阔的应用前景。关键词增稠剂耐盐性协同增效食品胶 增稠剂又称食品胶,是食品工业中用来提高食品溶液粘度或形成凝胶的一类重要的食品添加剂,它们在食品体系中常起着稳定、乳化、悬浮、保持水分、改善食品口感和外观等重要作用。黄原胶、变性淀粉、CMC-Na、瓜尔豆胶、刺槐豆胶、魔芋精粉是目前广泛应用的增稠稳定剂。增稠剂广泛应用于啤酒、布丁、甜点心、花色肉冻、雪糕、软糖、果酱、调味品等食品中。随着人民生活水平的提高,对调味品的需求量越来越大,对其质量的要求也越来越高,而增稠剂对调味品的品质起着极为重要的作用。调味品如酱油、蚝油、酱料等一个共同的特点是食盐含量高,因而要求在调味品中使用的增稠剂具有良好的耐盐性,避免增稠剂在调味品中盐析,造成产品在储存过程中不稳定,而严重影响产品的外观质量。目前国内外对增稠剂的研究,多侧重于各种增稠剂自身或复配时的溶解性、假塑性、增稠性、凝胶性、乳化性、持水性、耐酸性和悬浮稳定性等,而对单一增稠剂和复配增稠剂的耐盐性没有系统的研究和报道。本文系统地研究了单一胶和复配胶的耐盐特性,并重点探讨了几种食品胶之间的协同增效作用和耐盐稳定性,以求达到减少用量,降低成本,为食品工业更好地开发利用食品胶,尤其是为高盐食品优选食品胶提供理论和方法的指导。1 材料和方法1.1 实验材料黄原胶、耐酸 CMC-Na、羟丙基淀粉、瓜尔 豆 胶(0.1%:4 10-3Pa s;1%:2.2Pa s)、刺槐豆胶(0.1%:3.4 10-3Pa s;1%:1.090 Pa s)、魔芋精粉(0.1%:210-3Pa s;1%:6.26 10-2Pa s)、食盐,以上均为食品级原料。1.2 实验方法(1)粘度的测定:准确配制一定浓度的食品胶溶液,在 37 下用 NDJ-1型旋转粘度计以 30r/min的转速测定。(2)耐盐性的测定:准确配制一定浓度的食品胶溶液,加入 9%13%的食盐,按上述步骤测定其粘度,加入食盐后,胶溶液体系不稳定,粘度有波动,待其基本稳定,再隔 3d或一星期测一次,直至其粘度值不再下降为10食品与发酵工业Food and Fermentation IndustriesVol.25 No.2 第一作者:博士,副教授。国家自然科学基金资助课题(29872013)收稿时间:1998-11-27DOI:10.13995/ki.11-1802/ts.1999.02.003止,即得耐盐性曲线。(3)成本核算:按照每 t 胶的市售价格,计算生产每 t蚝油所需食品胶的成本。公式:元/kg蚝油=元/kg胶所要添加胶的百分含量。本实验采用蚝油作为研究应用的对象,经测定,蚝油盐分含量为 9%13%,粘度范围为 4.2 5.5 Pa s。2 结果与分析2.1 单一胶耐盐性的研究对黄原胶、羟丙基淀粉、CMC-Na 3种常用的食品胶进行耐盐性的研究,探讨了 3种常用食品胶的不同胶浓度在同一盐浓度下的耐盐特性,结果见表 1。表 1 单一胶的耐盐特性项目黄原胶羟丙基淀粉CM C-Na食盐含量(%)111111使用量(%)1.25.52.7起始粘度(Pa s)7.7006.6007.950稳定粘度(Pa s)4.8004.2004.880稳定天数(d)387粘度降低幅度(%)37.736.438.6成本(元/kg蚝油)0.7800.3850.675从表 1可以看出,黄原胶溶液的粘度在3d内很快达到稳定,耐盐性好,且用量少,故黄原胶为一种具有良好耐盐性的增稠剂,但成本高;羟丙基淀粉的粘度需 8d才稳定,且用量大,但成本低,从经济角度考虑较理想;CMC-Na从用量,稳定天数及成本均处于两者之间,也是一种较好的增稠稳定剂。2.2 复配胶耐盐性的研究2.2.1黄原胶与羟丙基淀粉,黄原胶与CMC-Na复配效果的研究表 2 黄原胶与羟丙基淀粉,黄原胶与 CMC-Na复配粘度特性黄原胶+羟丙基淀粉(总胶浓度%)粘度(Pa s)黄原胶+CM C-Na(总胶浓度%)粘度(Pa s)0.4+1.62.0000.3+2.01.4000.6+1.43.4000.3+2.43.1000.8+1.24.6600.6+0.80.5191.0+1.05.7800.6+1.20.6391.2+0.86.6000.9+0.22.6001.4+0.67.2600.9+0.43.400配制一系列黄原胶与羟丙基淀粉,黄原胶与 CMC-Na的复配溶液,调节两者之间的比例,测定粘度变化,结果见表 2。可以看出,随着黄原胶比例的增加,2种复配胶的粘度也不成比例地增加,这是由于黄原胶是一个高效 的增稠剂,其增稠性 比变性淀 粉和CMC-Na要好,但复配后溶液粘度并没有明显增加现象。2%黄原胶与羟丙基淀粉复配胶的粘度介于 2%黄原胶溶液的粘度与 2%变性淀粉溶液的粘度之间,黄原胶与 CMC-Na复配胶的粘度也介于同一浓度的黄原胶溶液粘度与 CMC-Na溶液粘度之间。由此可见,黄原胶与羟丙基淀粉,黄原胶与 CMC-Na之间并没有协同增效的作用。黄原胶与变性淀粉,黄原胶与 CMC-Na之间可以形成互溶溶液,但分子间并没有强烈的化学键作用。故这2种复配胶不符合本实验目的要求,不作耐盐性测定。2.2.2 黄原胶与刺槐豆胶,黄原胶与魔芋精粉复配效果的研究在黄原胶浓度为 0.1%1%之间取几个有代表性的数值,分别加入刺槐豆胶或魔芋精粉,测定其粘度,结果见表 3。表 3黄原胶与刺槐豆胶,黄原胶与魔芋精粉复配特性总胶浓度(%)粘度(Pa s)总胶浓度(%)粘度(Pa s)总胶浓度(%)粘度(Pa s)黄原胶+刺槐豆胶0.2+0.020.2250.5+0.041.5000.8+0.024.0000.2+0.030.3800.5+0.05微胨0.8+0.04-0.2+0.04-0.5+0.06-0.8+0.06-0.2+0.1-0.5+0.08-0.8+0.08-11第 25卷第 2期赵谋明等:黄原胶与其它食品胶协同增效作用及其耐盐稳定性的研究续表 3总胶浓度(%)粘度(Pa s)总胶浓度(%)粘度(Pa s)总胶浓度(%)粘度(Pa s)黄原胶+魔芋精粉0.2+0.050.8000.5+0.052.2000.7+0.042.0000.2+0.08-0.5+0.12.4000.7+0.07微胨 0.2+0.1-0.5+0.15-0.7+0.1-注:-表示形成凝胶 从表 3中看出,固定黄原胶在某一浓度,随着刺槐豆胶或魔芋精粉含量的增加,复配胶溶液的粘度也随着增加,且只要比例合适,立刻成为胨状。由此可见黄原胶与刺槐豆胶,黄原胶与魔芋精粉有极显著的协同增效作用。黄原胶与刺槐豆胶复配,总胶浓度为0.24%便能成为胨状,而与魔芋精粉复配,也只需 0.28%的浓度。本研究着重探讨粘度在4.200 5.500Pa s之间也能成为粘稠溶液的耐盐性,虽然增大黄原胶在复配胶中的比例可以达到目的,但从成本角度考虑不科学,因此,由于黄原胶与刺槐豆胶,黄原胶与魔芋精粉的协同增效性很显著,应寻找另一种复配胶的配方。2.2.3 黄原胶与瓜尔豆胶复配效果的研究在不同配比的黄原胶与瓜尔豆胶的溶液中,加入 11%的食盐,测定粘度的变化,结果见表 4。表 4 黄原胶与瓜尔豆胶复配后粘度特性序号黄原胶+瓜尔豆胶(%)开始粘度(Pa s)稳定粘度(Pa s)粘度下降幅度(%)成本(元/kg蚝油)1 0.2+0.74.200 0.330 92.14 0.235 2 0.2+0.85.8004.700 18.97 0.25 3 0.3+0.63.0001.700 43.3 0.285 4 0.3+0.74.7004.400 6.38 0.30 5 0.4+0.53.0002.200 26.67 0.335 6 0.4+0.63.9002.500 40 0.35 7 0.4+0.77.5004.920 34.4 0.365 8 0.5+0.56.3203.780 40.19 0.40 9 0.6+0.48.1001.700 79.01 0.45100.7+0.37.6004.500 27.63 0.5从表 4可以看出,黄原胶与瓜尔豆胶存在良好的协同增效作用,并存在一个合适的配比,配比合适,耐盐性非常好,如 No.4。若配比不合适,则耐盐性很差,如 No.1和 No.9。No.4 和 No.2的耐盐性曲线见图 1。从图 1看出,No.4的配比耐盐性非常好,加入食盐后的粘度下降幅度最小,第 5d粘度基本稳定,且与表 1对比,成本都低于 3种单一胶,从用量上看,总浓度 1%,也低于黄原胶、CMC-Na和羟丙基淀粉。因此,总浓度为1%,其中黄原胶占 0.3%,瓜尔豆胶 0.7%为最佳配比,其次为 No.2的配比,虽然耐盐性没有 No.4 好,但与羟丙基淀粉、CMC-Na相图 1黄原胶与瓜尔豆胶复配耐盐性曲线近,且用量也少,只有 1%,成本则比 No.4还低,因此,总浓度为 1%,黄原胶占 0.2%,瓜尔豆胶 0.8%的配比也较优。其他配比无论从耐盐性及成本考虑都不如 No.4。12食品与发酵工业Food and Fermentation IndustriesVol.25 No.2综合上述结果,黄原胶与刺槐豆胶协同增效性最显著,其次为魔芋精粉,两者都能与黄原胶形成凝胶。黄原胶与瓜尔豆胶也有良好的协同效果,但不如前两者,复配不能形成凝胶,但可以显著增加粘度和耐盐稳定性,而且彼此之间存在合适的配比,上述复配胶溶液的作用机理有待进一步的研究。刺槐豆胶与瓜尔豆胶分子由甘露糖和半乳糖组成。主链是-1,4键连接的甘露聚糖,半乳糖侧链经-1,6键与主链连接。经 X光衍射证实,刺槐豆胶的半乳糖侧链在主链上分布不均,分布密集区称毛发区,没有半乳糖侧链区称光滑区。毛发区与光滑区相间存在,协同增效作用可以推想为黄原胶分子双螺旋和刺槐豆胶分子的光滑区相互嵌合形成三维网状结构,网眼中结合大量水分子,使其粘度数倍增加或胶凝化,分子之间的这种嵌合作用及其耐盐稳定性有一合适的配比。但由于瓜尔豆胶分子上半乳糖支链较多,其协效性不如刺槐豆胶。魔芋精粉是由 D-葡萄糖和 D-甘露聚糖以-1,4键结合的高分子多糖,易与黄原胶分子双螺旋结构发生嵌合作用,因此其增粘协效性也显著。2.2.4 黄原胶与刺槐豆胶、瓜尔豆胶复配效果的研究由于黄原胶与刺槐豆胶具有极其显著的协同增效作用,故黄原胶能与刺槐豆胶、瓜尔豆胶三者复配,使其获得浓稠溶液而不成胨状。结果见表 5。表 5黄原胶与刺槐豆胶、瓜尔豆胶复配粘度特性序号黄原胶+刺槐豆胶+瓜尔豆胶(%)开始粘度(Pa s)稳定粘度(Pa s)粘度下降幅度(%)成本(元/kg蚝油)10.2+0.02+0.75.5002.54053.820.25920.2+0.01+0.95.8005.460 5.86 0.28930.3+0.01+0.63.9003.50010.270.29740.3+0.01+0.74.7003.40027.660.31250.5+0.01+0.55.1004.35014.710.41260.7+0.02+0.34.0003.50012.500.524图 2黄原胶与刺槐豆胶、瓜尔豆胶复配耐盐性曲线从表 5和图 2中可以看出,No.2配方的粘度下降幅度最小,而 No.1虽然成本最低,但耐盐性最差,故此配比不宜采用。从图 2看出,No.2的曲线平缓,表明耐盐性极佳,粘度下降少,3d内基本达到稳定。虽然 No.3、5、6耐盐性也不较好,但从成本考虑,No.2最佳,No.2总胶浓度为 1.11%,用量最少,故黄原胶、刺槐豆胶、瓜尔豆胶的含量分别为 0.2%、0.01%、0.9%时耐盐性最好,用量最少,成本最低。2.2.5 黄原胶与魔芋精粉、瓜尔豆胶复配效果的研究在黄原胶与魔芋精粉中加入瓜尔豆胶,调整配比,以求得到粘度高但不成胨状的配比。其结果见表 6。从表 6和图 3中可以看出,No.1粘度下降幅度最大,其次为 No.3和 No.6。而 No.3和 No.5的配方达到稳定时的粘度都小于4.000 Pa s,均 不宜采用;耐盐性最 好为No.4,粘度下降最少,且第 4d基本达到稳定,成本也比应用黄原胶与变性淀粉少,用量只有1.11%,故此配方最佳;No.2的配方虽成本最低,用量很少,只用 1.01%,但耐盐性不理想,且起始粘度高,不利于生产操作,并在放置13第 25卷第 2期赵谋明等:黄原胶与其它食品胶协同增效作用及其耐盐稳定性的研究表 6黄原胶与魔芋精粉、瓜尔豆胶复配耐盐特性序号黄原胶+魔芋精粉+瓜尔豆胶(%)开始粘度(Pa s)稳定粘度(Pa s)粘度下降幅度(%)成本(元/kg蚝油)10.2+0.01+0.76.0001.64072.670.238520.2+0.01+0.88.1005.30034.570.253530.3+0.01+0.74.3002.36045.120.306540.3+0.01+0.86.2005.58010.000.321550.4+0.03+0.54.0001.640 410.345560.4+0.03+0.65.1402.92043.190.360570.7+0.03+0.44.7004.400 6.38 0.5255图 3黄原胶与魔芋精粉、瓜尔豆胶复配耐盐性曲线过程中粘度变化较大;No.7配方虽耐盐性好,但成本太高,故均不宜采用。综上所述,黄原胶与刺槐豆胶、瓜尔豆胶、魔芋精粉的复配,由于它们之间存在协同增效作用,故得出以下几种耐盐性好、用量少、成本低的配方。结果见表 7。通过本文中所进行的研究,可得出如下结论:复配胶的成本比最便宜的变性淀粉成本还要低,且能克服单一胶存在的缺点,耐盐性好,表 7 几种最佳复配胶配方复配胶名称比例含量(%)稳定天数(d)开始粘度(Pas)稳定粘度(Pas)粘度下降幅度(%)成本(元/kg蚝油)黄原胶+瓜尔豆胶0.3+0.754.7004.400 6.38 0.300.2+0.87 85.8004.70018.970.25黄原胶+刺槐豆胶+瓜尔豆胶0.2+0.01+0.935.8005.460 5.86 0.289黄原胶+魔芋精粉+瓜尔豆胶0.3+0.01+0.846.2005.58010.00 0.3215因而能广泛用于高盐食品中,上述研究结果为复合增稠剂在高盐食品中的应用提供了理论和方法的指导。3 结论(1)单一胶中黄原胶为最理想的耐盐性增稠稳定剂,用量少,耐盐性好,但成本高。羟丙基淀粉虽然成本低,但耐盐性较差。(2)黄原胶与羟丙基淀粉复配,黄原胶与CMC-Na复配并没有协同增效作用,不能大幅提高粘度而减少用量。黄原胶与刺槐豆胶、魔芋精粉等复配具有极为显著的协同增效作用,在浓度极低时便成胨状。(3)黄原胶与刺槐豆胶、魔芋精粉、瓜尔豆胶两者或三者按照适当的比例配合可显著提高粘度和耐盐稳定性,达到用量少、成本低和提高使用效果的目的。参考文献1 彭奇均,孙培冬.食品科学,1996(6):12 162中国食品添加剂生产应用工业协会编著.食品添加剂手册.北京:中国轻工出版社,19963 袁南英.食品科学,1986(11):1 54 汪文陆,王庆华.食品工业,1996(3):19 205 秦莹.食品工业,1996(5):30 316 刁虎欣等.食品与发酵工业,1997,23(1):69 727 蒋兴仁.食品科学,1987(8):13 188 王卫平.食品与发酵工业,1997,23(1):7680(下转第 18页)14食品与发酵工业Food and Fermentation IndustriesVol.25 No.2New Process for Separation&Purification of Polysaccharidefrom Spirulina platensisZhang Yinliang Li Hongqi Gao Jun Shen Zhongyao(Department of Chemical Engineering,Tsinghua University,Beijing,100084)Lin Wenhan Fu Hongzheng(State Key Lab.of Natural and Biomimetic Durg,Beijing Medical University,Beijing,100083)ABSTRACT New process was proposed to improve the traditional process.Protein removalratio,polysaccharide yield,operation time,the amount of organic solution,etc,were com-pared in this paper.The TCA method,used to remove protein instead of Sevag method,notonly reduces the loss of polysaccharide but also increase the removal ratio of the protein.Theoperation time of the new process was 5 h short comparing with the traditional one.Purifiedby DEAE-Sepharose and Sephadex-G50 column,two polysaccharide fractions were obtained.The molecular weight of these two fractions were 12600 and 16000,and the composition offraction 1 is D-glucose,D-mannose,D-galactose,glucuronic acid,fraction 2 is D-glucose,D-xylose,L-rhommose and glucuronic acid respectively.Key word Spirulina platensis,polysaccharide,separation and purification(上接第 14页)9王卫平.食品与发酵工业,1997,23(3):75 7910 林炜.华南理工大学硕士研究生论文,199811 Masakuni Tako.Carbohydrate Polymers,1991,16:239 25212Mannion R O et al.Carbohydrate Poly-mers,1992,19:91 9713姜雪珍等.无锡轻工业学报,1986,4:27 3814 Mannion R O et al.Carbohydrate Poly-mers,1993,21:53 5815杨永利,郭守军.天然产物研究与开发,1995,9:29 32Study on Synergistic Interaction and Stability of Salt ToleranceBetween Xanthan Gum and Other Common Food GumsZhao Mouming Ye Lin Li ShaoxiaXu Jianxiang Peng Zhiying(College of Food&Biotechnology,South China University of Technology,Guangzhou,510641)ABSTRACT This paper has made further studies on the synergistic interaction and stabilityof salt tolerance between xanthan gum and other common food gums.It turns out that thereis no synergistic interaction between xanthan gum and hydroxypropyl starch,CMC-Na.Xanthan gum and guar gum,locust bean gum,konjak flour have great synergistic interac-tion.If two or three of them mix with proper proportion,the stability of salt tolerance willgreatly improve and the consumption is less than any other simple gum,further more,thecost will decrease a lot.So the complex thickeners have a obvious superiority and wide uti-lization in high salty food.Key word thickeners,salt tolerance,synergistic interaction,food gum18食品与发酵工业Food and Fermentation IndustriesVol.25 No.2