加尔加姆,也叫瓜胶,是目前国际上广泛使用的一种服用胶体溶液。瓜豆胶是从瓜尔树籽中提取的可食用的化学物质,具有核甘酸。耐旱粮食作物在印度尼西亚和塔吉克斯坦等地广泛种植,这种黍是通过胚乳从瓜尔豆中提取的,在当地干旱地区大量种植。瓜豆胶是以半乳糖和甘露糖为主要原料合成的一种天然高分子亲水性胶体,是纯天然的半乳糖甘露聚糖,具有光洁、价廉、高粘度、用途广泛等特点,在食品工业中应用广泛。由于其高品质、价廉物美的特点,从1993年瓜尔豆胶进入我国市场到现在,华东理工大学食用添加剂调料研究组认为瓜尔豆胶已逐渐成为我国食品工业中常用的食品胶之一。近年来,随着有机化学改性材料的不断发展,瓜尔豆胶的分散、粘度、水化速度和溶液清晰度等性能进一步提高,瓜尔豆胶的应用价值得到了进一步提高。
㈠瓜尔豆胶的构造组成。
加兰是一种糖,作用于瓜尔豆胶,它的主键是-β-D-甘露糖(1→4),而它的侧键则与另外两个α-D-半乳糖和(1→6)主键相连。在主键上与C-6位连接的甘露糖主键上每2个甘露糖企业有一个半乳糖企业,与之相比,甘露糖与半乳糖企业1.8:1(约为2:1),而不是每2个甘露糖企业中的第二个甘露糖企业中有规则地布满一个半乳糖侧键官能团,更不是无规则地布满半乳糖,因为在其主键上,有些部分不存在半乳糖,而在其他部分则是高替代区,特别是在电离度很低的情况下,这类匀称无支系的部分被认为可以与黄原胶形成高聚物,结果导致粘度较低的提质增效作用。
㈡瓜尔豆胶的物理性质。
桫椤是一种广泛种植的黍属植物,主要生长在干旱地区,如印度尼西亚和塔吉克斯坦。瓜尔豆一般含豆皮14-17%,胚乳35-42%,胚芽43-47%。瓜尔豆胶是将瓜尔豆种子剥去胎芽后的胚乳部分,经脱水、干燥、粉碎后再进行水解充压反应,再用20%乙醇沉淀,离心分离,经干燥、粉碎后得到的。本品胶粉一般为白色至浅棕色,随意流动性较大,贴近无味,无其它任何气味,一般含有75~85%的糖分,5~6%的蛋白质,2~3%的不可溶化学纤维和1%的灰分。根据颗粒大小和粘度分布,瓜尔豆胶可以分为不同的等级。
瓜尔豆胶含糖中性化,含量在20~30万左右,在凉水中可以充分水化(一般需要两小时),可以分散在冷水或热水中生成浓密液,1%水溶液粘度在4~5Pa.s之间,实际粘度取决于粒度分布、制备标准和温度,一般天然橡胶中粘度最高者为瓜尔豆胶。凉水中分散的瓜尔豆胶粘剂在2小时左右表现出很强的粘度,之后粘度慢慢增大,24小时左右达到最高,粘度高达木薯淀粉糊的5~8倍,若再次加热,粘度可迅速达到最高。随着胶粉粒径的减小,瓜尔豆胶水溶液的粘度增大,水化速率也随之增大;假如用85℃的水处理瓜尔豆胶,10分钟内可使水充分分解至较大的?粘度,但长时间的高温处理会使?瓜尔豆胶自身溶解,使粘度下降。像大多数高含量的高聚物一样,瓜尔豆胶及其化合物在一般情况下具有假塑性的流变性特征,然而,它的假塑性不如黄原胶那样大,但这两种复合高聚物的应用具有显著的协同增稠性,将有利于乳品这类产品的稳定。一般情况下,高于0.5%的瓜尔豆胶溶液是一种假塑性液体,具有搅拌稀化作用。下图是1%瓜尔豆胶粘度随温度变化的情况。
水溶性瓜尔胶溶液是一种中性溶液。在3.5~10范围内,酸碱度的变化对胶液的流变性能危害不大。一般随着pH值在6.0~3.5范围内的降低,粘度降低,在6~8范围内达到最高粘度,在pH10以上迅速降低(图2-3)。所以在PH2~7等PH范围内,?瓜尔豆胶水粘度相对稳定。在8~9点瓜尔豆胶溶液pH值达到较快水化率,但高于10或低于4则水化率较低。因此,应用瓜尔豆胶时要等充水后再调整溶液的pH值。与此类似,有绵白糖等其它强需粉剂存在溶液中时,也会导致?瓜尔豆胶的水化速度降低,在具体应用中,还应等瓜尔豆胶充分水化后再加绵白糖。
瓜尔豆胶是一种增溶聚合物,对它来说,水是唯一通用的有机溶剂,但也可以在酒精液等与水相混合的有机溶剂中,以相对有限的溶解度溶解,除此之外,瓜尔豆胶还具有良好的碳酸盐相容性,能够承受一价金属盐的存有,浓度值可达60%,如食用盐等;而价格较高的金属离子的存有,则使溶解度降低。以操作溶液pH为标准,瓜尔豆胶可与偶联剂,如硼酸盐、金属离子等反应,形成轻微可塑性的粘质,同时也可生成具有一定抗压强度的水溶性塑料薄膜。像其他的核甘酸化学物质一样,瓜尔豆胶和各种化合物在pH3或以下的酸碱溶液中会引起?溶解,被水解成糖苷键,导致极快失去粘度。对开链后端β-位的恢复,在pH值偏弱的情况下,断开反应会使链的延迟减小,整个过程比酸水解反应慢。在加温至极温度的过程中,瓜尔豆胶会引起热溶,在加温至80~95℃的过程中,一定的时间内,瓜尔豆胶的粘度会下降。
由于瓜尔豆胶来源稳定,物美价廉,商业瓜尔豆胶化合物也早已面世。通过对材料进行有机改性,可以改变瓜尔豆胶在有机溶剂中的分散程度,使其粘度、凝固速度、水溶性等性能进一步提高,科学研究开发了瓜尔豆胶化合物,使瓜尔豆胶成为一种重要原料,其生产的产品包括无机化合物羧甲基瓜尔胶钠(CMG)和非无机化合物羟基丙基瓜尔胶(HPG)等。
(三)瓜尔豆胶在食品行业的应用。
华东科技大学食用添加剂与调料研究组认为,瓜尔豆胶与许多水的融为一体,使其具有了在食品行业广泛应用的能力。食品业上瓜尔豆胶主要用作增粘剂、持粉剂,也可以用作粒剂、增稠剂、粘接剂等,还可以避免?脱干收拢,改善材料和味道,一般独立使用或与其它食用明胶混合使用。用于沙拉酱、果汁水中起增稠作用,在面包和点心中可起持水作用,用于冰淇淋使商品溶化迟缓,在食品中提高口味,避免在泡面中加入?油,在糕点烘焙产品中增加脆化时间,在肉制品中加入粘合剂,也用于奶酪中增强施胶性,等等。以下是一些常见的食品类别的实际应用。
瓜尔豆胶是制作面条最理想的粘合剂,在面条中加入0.2~0.6%的瓜尔豆胶,可使面条表面光洁,不易折断,延展性好,不粘结,缩短干燥时间,口感好,制作而成的面条耐煮、耐磨。
2.在制作既食泡面时,加入0.3%~0.6%的瓜尔豆胶可以有两方面的效果:一方面使面糊具有柔韧性,切成面条时不易开裂,成型时不易起毛刺;另一方面在煎炸时,胶体溶液改变了面条与油接触的表面支撑力,快速封闭,因水分蒸发而产生的微孔板,还可以说瓜尔豆胶在面条表面形成一层塑料膜,阻隔食用油渗入,不仅能节省食用油,生产加工后的既食面条不但光滑不油腻,而且能增强面条的延展性,清煮不混汤。此外,面条与粘液形成网状组织,避免?木薯淀粉分子结构分散在油面上,减缓油面的劣化。但是,使用CMC(羧甲基纤维素钠)不能阻止食用油渗入面条。
3.一般新鲜面包和点心放置一、二天后会干结,再加上瓜尔豆胶,可使面包和点心保持出气孔大,体积大,保藏水分,在二、四天后仍能保持水分,可大大提高蛋糕面包的品质。
4.在生产加工果汁保健饮品时,先将多个瓜尔胶快速拌和,溶解于少量果汁中,然后将该水溶液加入大量的果汁中,使最终的瓜尔胶浓度值不超过0.5%.对即溶果汁粉,则可将瓜尔胶与果汁粉混合,浓度不超过0.05%.将瓜尔胶加入到果汁饮料中,可避免?气环。瓜尔豆胶虽然不能阻止果汁健康饮品中因瓜皮囊和其固态沉定而呈现出的混浊,但却能缓解整个沉定过程,颗粒越小,沉定越慢,更重要的是,如果轻轻摇晃玻璃瓶,瓜尔豆胶可使已沉定的物体很容易再次均匀散开,不容易再出现一小块。
5.冰淇淋:小量瓜尔豆胶可以赋予产品以粘度,虽然在生产过程中不会对粘度造成重大危害,但却不会对产品的口感造成影响。另外,还可以延缓商品的熔化,提高?商品抗骤热的性能。使用瓜尔豆胶水的冰凌可以防止由于冰晶的形成而导致的颗粒积聚。
在制作过程中,将瓜尔豆胶和其他颗粒料与冰淇淋混合,再加入果汁、水、牛乳等,瓜尔豆胶浓度值最终不超过0.5%~1.0%.6罐装产品:本品尽量保持不流动,瓜尔豆胶可加入高粘度液体,并将一层稠厚的汁液包裹在菜肉的固体部分表面。特有的慢溶瓜尔胶有时也可以用来控制罐装时的粘度。
7.乳酪:软质乳酪生产过程中,瓜尔豆胶可控制商品砂浆的稠度和外散性。由于胶合剂可以融合水的特性,所以涂覆乳酪可以更滑润,更均匀。
8.调味酱和沙拉酱:在调味酱和沙拉酱中,使用了瓜尔豆胶,它的基本特性是粘度低,浓度低,从而使产品具有更高的品质,如口感和流变性。
目前,瓜尔豆胶已广泛应用于食品生产加工行业,其市场前景广阔。表格2.1列出了英国食品类药品管理条例中允许使用瓜尔豆胶和更大?加量的食品生产案例。
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发布日期:2020-11-02 13:00:45
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