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瓜尔豆胶的特性及其在食品中应用进展

发布日期:2016-08-14 19:17:29
  瓜尔豆胶(Guar Gum)也称瓜尔胶、胍胶,是到现在为止国际上广泛应用的食用胶体之一。瓜尔豆胶是从瓜尔树胚珠中离合出来的一种可食用的多糖类化合物。瓜尔树广泛地栽种于印度及巴基斯坦等地,出处于当地干旱和半干旱田区广泛栽培的一年生草本抗旱农业作物,该农业作物属积年生豆科植物,瓜尔胶由该豆科植物瓜尔豆(Cyamopsis tetragonolobus)的营养物质经碾磨加工而成。瓜尔豆胶为自然产生的高分子亲水胶体,主要由半乳汁糖和甘露糖聚合而成,归属自然产生的半乳甘露聚糖,是一种出处牢稳、价钱相对便宜、粘度高、用场广的食物胶,也是一种常见的食物质量改良剂。自1993年瓜尔豆胶打入中国市场以来,因为其良好的特别的性质和较低价的价钱,要得瓜尔豆胶已渐渐地变成中国食物工业用量最大的食物胶之一。近年来,经过化学改性要得瓜尔豆胶的散布性、粘度、水合效率和溶液公开度等特别的性质大大增长,瓜尔豆胶的应用价值获得进一步提高。
  (一)瓜尔豆胶的结构组成
  瓜尔豆胶中有功能效用的多糖是瓜尔糖(Guaran),其主键为(1→4)-β-D-甘露糖单位,侧键则由单个的α-D-半乳汁糖以(1→6)键与主键衔接接。均匀在主键上每两个甘露糖单位中有一个半乳汁糖单位在C-6位与之相联,甘露糖各占一半乳汁糖之比为1.8:1(约为2:1),与其说在每两个甘露糖单位中的第二个上有规律地散布有一个半乳汁糖侧键基团,倒还不如说半乳汁糖的散布是随心无规则的,由于在其主键的有一点区段上并没有半乳汁糖,而在另一点局部则是高代替区,特别在离子强度很低的事情状况下,这种平均无分支的区段被觉得能与黄原胶形成聚合物,最后结果萌生弱的粘度增效效用。
  (二)瓜尔豆胶的物理化学特别的性质
  瓜尔豆胶出处于广泛栽培的一年生草本抗旱农业作物Cyamopsis tetragonolobus,这种豆科植物主要成长在印度和巴基斯坦等地的干旱和半干旱田区,瓜尔豆普通含14——17百分之百的豆壳,35——42百分之百的营养物质和43——47百分之百的胚芽。瓜尔豆胶是由瓜尔豆的胚珠去皮去胚芽后的营养物质局部经彻底整理、干燥粉碎后加水、再施行增大压力水分解、再用20百分之百酒精沉淀,离心离合后干燥、粉碎而得。商品胶普通为白的颜色至嫩黄褐色自由流动的面子,靠近无臭,也无其他不论什么异味,普通包括75——85百分之百的多糖,5——6百分之百的氨基酸,2——3百分之百的不溶性纤维及1百分之百的灰分。依据粒度和粘度瓜尔豆胶可分为不一样的等级。
  瓜尔豆胶是中性多糖,分子量约20——30万,在冷水中就能充分水合(普通需求两钟头),能散布在热或冷的水中形成粘稠液,1百分之百水溶液粘度在4——5Pa.s之间,具体粘度决定于于粒度、制备条件及温度,为常见自然产生的胶中粘度无上者。瓜尔豆胶散布于冷水中约2钟头后就闪现很强粘度,往后粘度渐渐增大,约24钟头后达到无上点,粘稠力为小粉糊的5——8倍,若再加热则迅疾达到无上粘度。瓜尔豆胶溶液的粘度随胶粉粒度直径的减小而增加;水合效率则随温度的升涨而加快。瓜尔豆胶液假如在85℃时制备,10分钟即可充分水合达到最大粘度,但长时间高温处置将造成瓜尔豆胶本身降解,使粘度减退。与大部分数高分子量聚合物同样,瓜尔豆胶及其衍有生命的物质在普通事情状况下呈假范性的流变特点标志,不过,它的假塑度没有像黄原胶那样子大,然而这两种聚合物复合起来运用有表面化的协同增稠性,会有助于乳制品什么的产品的牢稳。普通而言,0.5百分之百以上的瓜尔豆胶溶液已呈非牛顿流体的假范性流体特别的性质,具备搅稀效用。下图为1百分之百瓜尔豆胶液粘度随温度的变动事情状况。
  瓜尔豆胶的水溶液为中性,PH变动在3.5——10范围内对胶溶液的流变特别的性质影响不很表面化,普通在PH6.0——3.5范围内随pH减低,粘度也有所减低,在pH6——8范围内,其溶液粘度可达到最大值,pH10以上则迅疾减低(图2-3)。所以瓜尔豆胶溶液在PH2——7这么的PH范围内粘度相相比较较牢稳。瓜尔豆胶溶液pH在8——9时可达最快水合速度,不过大于10或小于4则水合速度很慢。因为这个,在应用时应等瓜尔豆胶充分水合后再调节溶液pH值。一样,溶液中有蔗糖等其他强需水剂存在时,也会造成瓜尔豆胶的水合效率减退,实际应用中,也应等瓜尔豆胶充分水合后再添加蔗糖。
  瓜尔豆胶是一种溶胀高聚物,对它来说,水是惟一的通用溶剂,然而也能以有限的溶解度溶解于与水混溶的溶剂中,如酒精液中,这个之外瓜尔豆胶具备令人满意的无机物质的盐类类兼容性能,能力受一价金属盐的存在,如氯化钠等的液体浓度可高达60百分之百;但重价金属离子的存在可使溶解度减退。在扼制溶液pH的条件下,瓜尔豆胶能与交联剂,如硼酸盐、金属离子等反响生成稍带弹性的粘质,瓜尔豆胶还能形成一定强度的水溶性薄膜。与其它多糖类事物同样,瓜尔豆胶及其衍有生命的物质在pH3或以下的酸性溶液中会造成降解,被水分解的是糖甙键,最后结果粘度非常快失去。在轻度偏碱的pH值下,链段恢复末端β-位的截断反响,会使链不迅速缩减,这一过程比酸水分解要慢。瓜尔豆胶加热至颀长温度时可造成热降解,瓜尔豆胶溶液加热至80——95℃并连续不断一定时间,就可失去粘度。
  瓜尔豆胶是直链大分子,链上的羟基可与某些亲水胶体及小粉形成氢健,瓜尔豆胶与麦子小粉共煮可达更高的粘度,瓜尔豆胶还能与某些线型多糖,如黄原胶、石花胶糖和κ-型卡拉胶互动而形成复合体,瓜尔豆胶与黄原胶有一定程度的协同效用,这种互动比卡拉胶与槐豆胶之间的效用则相对较弱。瓜尔豆胶与卡拉胶则无协同效应。在低离子强度下,与阴离子聚合物和阴离子外表活性剂合适后有加强粘度的协同效用,这些个阴离子化合物被吸附在中性聚合物上,并因为这个扩张了瓜尔豆胶的分子,这是在所吸附的带阴离子的功能基团之间发生互相摈斥效用的最后结果。如参加电解质,导入相反的离子因此中和了阴离子电荷,并故而毁伤了协同效用。
  因为瓜尔豆胶出处牢稳,廉价,商品化的瓜尔豆胶衍有生命的物质也早已问世。化学改性可使瓜尔豆胶变更在溶剂中的散布状态,粘度、水合效率、溶液公开度等特别的性质大大增长,瓜尔豆胶的衍有生命的物质的研讨与研发,使瓜尔豆胶衍有生命的物质已变成瓜尔豆胶出产应用中非常关紧的组成局部,产品有离子型的羧甲基瓜尔胶钠(CMG)和非离子型的羟丙基瓜尔胶(HPG)等。
  (三)瓜尔豆胶在食物工业中的应用
  瓜尔豆胶与数量多水的氢结合能力,使它在食物工业中有着广泛的应用。在食物工业上瓜尔豆胶主要用作增稠剂、持水剂,也可用作悬浮剂、分疏松粉末、粘结剂等,还能避免脱水收缩,加强质地和口感,一般单独或与其他食用胶复配运用。用于色拉酱、肉汁中起增稠效用,用于面粉和水发酵制成的食品和糕点中可起到持水的效用,用于冰淇淋中使产品消融不迅速,面制品中促进口感,便捷面里避免吸油过多,烘干制品中延长老化时间,肉制品内作黏合剂,也用于奶汁食品中增加涂布性等。在几种常见食物中的具体应用如下所述。
  在挂不熟悉产中,瓜尔豆胶可谓是最理想的粘结剂,制面过程中添加0.2——0.6%的瓜尔豆胶,因为胶体与氨基酸互动形成网络团体,使面粉做的细条状食品外表光溜,不易断,增加面弹性,在面粉做的细条状食品干燥过程中,避免结连,减损烘焙时间,口感好,制成的面粉做的细条状食品耐煮,不断条。
  在即食便捷不熟悉产中,添加0.3%——0.6%瓜尔豆胶可起到两重效用:一方面使和好的成块的面软而韧,割切成面粉做的细条状食品时不易断开,成型时也不易起毛边;另一方面,在油炸时,胶体变更了面粉做的细条状食品与油接触的外表拉力,迅疾闭合因为水份挥发时形成的微孔,也可谓瓜尔豆胶在面粉做的细条状食品外表形成一层薄膜,阻挡食用油渗入,不惟可以节约食用油,加工后的即食面滑而不油腻,增加面粉做的细条状食品韧性,水煮不混汤。同时胶体与面中的混合蛋白形成网状团体,避免小粉分子游离到炸面的食用油中,延迟了油的酸败。而运用CMC(羧甲基纤维素钠)就不可以阻挡食用油渗入面粉做的细条状食品。
  一般新奇面粉和水发酵制成的食品和糕点安放一、两天后会干硬,添加瓜尔豆胶后能使面粉和水发酵制成的食品和糕点保存更多气眼,增大大小,保存水份,使之在两天至四天仍维持水份,能表面化改善烘干食物的质量。
  在果汁饮品加工中,先将多少瓜尔豆胶经迅速拌和,溶解于小量果汁内,而后将此溶液参加数量多果汁内,使最终瓜尔豆胶的液体浓度不超过0.5%。对即溶果汁干粉,则加不超过0.05%瓜尔豆胶于果汁干粉混合即可。参加瓜尔豆胶于果汁饮料可避免油环的形成。瓜尔豆胶不可以防止果汁饮品因果肉囊及其他固体沉淀而闪现的不清洁,但它可以减轻沉淀过程,粒子愈小,沉淀愈慢,更关紧的是,只要轻轻摇摆容器,瓜尔豆胶能使已沉淀的物体容易再次均匀散开,不会形成小块。
  冰淇淋:小量瓜尔豆胶固然不可以表面化地影响这种混合物在制作时的粘度,但能给予产品滑溜和糯性的口感。额外一个益处是使产品不迅速熔融,并增长产品抗骤热的性能。用瓜尔豆胶牢稳的冰淇淋可以防止因为冰晶生成而引动颗粒的存在。
  制造时,将瓜尔豆胶,食用糖及制冰淇淋的其他干料成份混拼凑,而后参加果汁,水,牛乳等,最终瓜尔豆胶的液体浓度不超过0.5%——1.0%。
  罐头食物:这类产品的特点标志是尽有可能不含流动态的水,瓜尔豆胶则可用于稠化产品中的养分,并使肉菜固体局部外表粉和水发酵制成的食品一层稠厚的肉汁。特别的、不迅速溶胀的瓜尔豆胶有时候还可以用于限止装罐时的粘度。
  奶汁食品:在软奶汁食品加工中瓜尔豆胶能扼制产品的稠度和廓张性质。因为胶能接合水的特别的性质,使更广而细腻和更平均的涂敷奶汁食品可能带更多的水。
  调味汁和色拉调味品:在调味汁和色拉调味品中,利用了瓜尔豆胶在低液体浓度下萌生高粘度这一基秉性质,要得这些个产品的质构和流变等感官质量更加优质。
  到现在为止,瓜尔豆胶在食物出产加工领域被广泛运用,其市场相当广大宽阔。美国食物药物管理条例规定的所准许的瓜尔豆胶在食物出产中的应用实际的例子及其最大添加量。
 
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