食品膠又稱增稠劑（Thickeners),是一種能改善食品的鞠 理性廣、增加食品的粘稠性、賦予食?以柔滑適〇感、且具有 穩(wěn)定乳化狀態(tài)和懸濁狀態(tài)作用的親水性高分子化合物。食品膠 在食品工業(yè)中的應用主要取決于其粘度/而影響其水溶液粘度 的因素很多》對單一食品膠來說，除了膠的種類、來源、聚合 度、分子ft及膠溶液濃度、臟、拌值、鹽及非鹽物質等的影 響外。還荽受如工過程中的攪拌、海合、均質、泵送等機械作 用的影響》本文從飲料生產的特點出發(fā)，對低濃度黃原膠、瓊 臘、海藻酸納和瓜爾膠等常用食品膠溶液的耐盆性作了比較研 究，同時探討了乙醇、蔗糖及檸摟酸等非鹽物質對溶液粘度的 影響。
1材料與儀器1.1材料黃原膠（山東溜博中軒生物制品公司)；瓊臘（福建石W);海藥酸鈉（山東青島)：瓜爾膠（印度蔗糖（云南）等原料均為食品級《NaCI、KCK CaC!2 等鹽NajOVI^SCV NSJHK)4 等金厲鈉鹽，乙酵（成都化學試剤廠)、梓樣酸（重慶東方試劑 研究所> 等非鹽物質均為分析純試布h 欹為高純據(jù)of with 0.25% guar gum or 030% sodtum alginate, it had the viscosity of 0.30% sodium alginate O.iO% xaiUhan gum,Non'Sali miitfinai1.2主要儀器NDJ.l型旋轉粘度計（上海天平儀器廠 CS-50!型超級恒溫器（重慶實驗設備廠>;JJ-〗型無級變速攪拌器（深圳天南海北公司)； 6!4?型電子交流穩(wěn)壓器（湖北宜昌電工儀器廠）c2實驗方法 2.1耐鹽性試驗溶液配制及粘度測定用40?5CTC高純水制濃度分別力0.2■的黃原膠溶液、 0,60%的海藻酸鈉溶液、0,50%的瓜爾膠溶液；用忉^高純水 將瓊脂充分溶解后配制成滾度為0,20%的溶液，再用大 肚囁管將各膠體溶液分注于若干直徑Stos的燒杯中，隨機抽取 相同溶液三份為一組，詐為平行樣。
用高純水常溫配制系列濃度的各種茲溶液*各取iOOml注 人以上各試樣，并用It拌器攪拌均勻f使各試樣中陰陽離子的 滾度分別達到表1所承水平。
以上溶液配制時將溶液和水的密度視為1.0g/mh研究陽離 子對食品膠溶液粘度的影響時，各種陽離子的鹽均采用鹽酸 鹽，其陽離子濃度按表1S制，即在各個濃度水平下氣離子的 濃度對不同的鹽相等，溶液粘度的差異在其它條件相同時應主 要由陽離子的差異造成。同樣，考察陰離子對食品膠溶液粘度 的影響時，各種鹽均采用鉆鹽，則在各個濃度水平下的溶液粘 度的差異主要是由陰離子的不同造成的a鹽濃度(mol/L)
陽離子cr陰離子濃度水平Na+〇
roHga_cFeJ'〇
Al3’〇
CO廣0SO嚴0HPO42~Q23450.000060.000180,00060,0018￡L0卿 6Q. 000180.00060.00X80.00003-0.000090.00030,00090,000030.000090,00030*0009^ O.D0002D.0D0060.00020.00060.0C0G20.000060,00020.0006.0*00006O.OOC180,0006D.G0180.000030-000090.00(330,00090.000030.0*0009D.00030.00090.000030.000090.0003QJ3Q090.006 0*018 0-006 0.018 0,0030.0090.003(“0090.0020.0050.002 0.00$ 0.006 Ds〇13 0,0030.0090.Q030^0090.0030*00^_J90.06Q,180-06 0.16D.030-Q90.030,090*02 0,06 0.02 0.06 0.06 0.18 0.030,03D.030.09D,030.0910 11*0*6 IA 0.6i.80.30.90,30,90.2 0.6 0,2 0.6 p.60,30、90.30,$0.30,9表變鹽的濃度水平注"的濃度水平只對瓜爾膠溶液配制。
采用NDP丨型旋轉粘度計零號轉子測量所配各溶液粘度， 轉子轉速I2r/mb,測量時用CS-501型超級恒溫器保證試樣溫 度恒溫在〗：51^2.2非鹽物質影晌試驗溶液配制及粘度測定食品膠的制樣方法與2.1相同，在平行樣中分別加注〗Mml 各系列濃度的蔗糖溶液、乙醉溶液及梓檬酸溶液并攪拌均勻， 除乙醇釆用體積百分比濃度外，其余試劑均按重蟄百分比濃度 配制。
采用NW-1型旋轉粘度計零號轉子測量所配各溶液粘度，轉 子轉速12r/min，測最溫度2 0 *C,由CS-50!型超級恒溫器控制《2結果與分析3,1濃度為O.iO%的黃原膠溶液的耐鹽性以溶液中離子濃度為橫座標，溶液粘度為縱座標。在半 對數(shù)座標紙上作圖（由于零取對數(shù)無意義，因而以s X 1〇4代替陰陽離子濃度為零的空白值)，其結果見圖1、圖2?由圖1 可見，含Na+、K' C，、Mg>的金屬鹽對低濃度黃原膠溶液 的枯度影響規(guī)律類似，在10-%1〇丨/L數(shù)最級濃度范圍內，溶液粘 度基本上保持不變，在丨〇■'到10々m〇l/L的數(shù)量級濃度范圍內， 隨著鹽添加量的增加，溶液的粘度急_下降，到l<HmoUL的數(shù) 量級濃度范圍后，隨著鹽濃度的增加，溶液站度下降緩慢甚至 基本上保持不變。在相間的摩爾濃度下，陽離子價數(shù)相同的鹽， 溶液粘度變化曲線基本上保持一致。含二掛金屬鹽的膠溶液粘 度比含一價金屬鹽的低4含三價金屬鹽的膠溶液在丨OMol/L的 濃度數(shù)量級下，也引起溶液粘度7降》在10-3md/L的鹽濃度數(shù) 量級以上’黃原膠溶液迅速轉變成一種絮凝狀的不溶性沉淀。 這種沉淀可能是由于黃原膠分子側鏈的羧酸根與高價金屬離子 形成難溶性的鹽而致，也可能是髙價陽離子在不同分子間通過 離子鏈產生架橋作用，使分子成束狀凝聚所致。
不同明離子在不同濃度下對0.丨0%濃度的黃原膠溶液楮度 的影響見圖2,從圖中可以看到四種離子Ci、CO/-、SO廣、 HPO/的存在對0.10%濃度的黃原膠溶液粘度的揍響差異很 大》C!% SO/?的添加濃度在！O^nol/L的數(shù)量級以下時對港液 粘度影響不大，在l(Hmo]/L至10-2nwl/L的數(shù)量級濃度范圍內造成溶面度急趨下降。在胸艦難面量級以上，隨著￡ 濃度的增加溶液黏度變化不大，HPO,在！〇-3_鋪濃度數(shù)量 級以下對黃原膠溶液粘度的影響與a-、SO,1-差羿不大，而在2 X10-3至3 X丨0-2m〇|/L的濃度區(qū)間，其對溶液粘度的降低效應 明顯低于so廣和C1-，在3.0 X 10-2moi/L的濃度以上，黃原膠 溶液的鉆度又隨KP0/-的濃度增加面迅速上■升s cas?濃度在10- %1〇1江數(shù)量級的濃度以下，黃原膠溶液的粘度隨奢CO,濃度 的增加迅速上升，在2.0Xi<HmoW.的濃度爾近達到a高值， 之后隨著C032?的濃度增加溶液粘度又迅速下降，在丨〇-imoyL 的數(shù)量級濃度范圍內漸趨平緩《實驗中還發(fā)現(xiàn)黃原膠在純水中是略呈乳白色的混濁溶液，當 加人離濃度的余后，膠體溶液透明度會路有增加，加人■NajCC^ 同加人其它鹽相比效果更為顯著》并旦_人他;《>3鑌度在價 4m〇l/L以上的黃原膠溶液，黃原膠的溶解性得到明顯改善。
3-2濃度為0.3的的海藻酸鈉溶液的耐茲性不同濃度的陽離子、陰離子對0.3W濃度的海藻酸鈉溶液 秸度的影_晃_3、圈I執(zhí)a中可以發(fā)現(xiàn)，愉' K：' MgH離 子對OJO%濃度的海藻酸鈉溶液糊度的影響與其對黃原膠溶液 的影響類似，在丨(rtn〇〗/L的數(shù)量級濃度以下，對溶液粘度影響 不大；在10■??10_2mo!/L的數(shù)量級濃度范圍內，海藻酸納溶液 枯度隨S濃度的增加而急劇下降在丨O-bot/L的數(shù)量級濃度以 上變化趨于平緩=陰離子對溶液粘変的影響_線與W離子類 齓不再費述。
■中纖海度為瞻纖液體系，Oi8% Fe^ AP賴屬離子又播液的胸潘_(；常大?Ca2?離利g度：^斯面！/ L以上，溶液形成凝膠體系；F，離子濃度2X〗爐mo!/L以上， 溶液鍛成不溶性塊狀沉淀AP離子則使溶液產生一種現(xiàn)白色的 粘稱沉淀物，這是由于這些高價金M離子在溶液中形成了相應 的不溶性海藻酸鹽所致，通過調節(jié)溶液的pH值或加人磷酸鹽 緩沖劑或整合荊還可以臠節(jié)膠凝過程的時間《3,3濃度S*2S%的瓜爾肢溶液的_鹽性不興_離子、陰離子對L254苽爾膠溶液粘度的影響?zhàn)D圖5, 圖6所示。從圖中可以看出，同本實驗的其它三種食品膠相比， 0,25%濃度的瓜爾膠溶液對大多數(shù)陰陽離子的影響表現(xiàn)出了很強 的耐受性-在離子濃度為l〇_s?l,Sffi〇l/L范;圍內，除Fe1*外，其 它五種陽離子使溶液粘度的下降都不超過2 [)% ,T F—對溶液粘度 的影_非常特殊，在很低的濃度CS X 10-、2-0 X lO-Moi/t) 引起溶液粘度的急劇下降，在2.0 X 10、〇i/L赴達到極小值， 隨后溶液粘度隨濃度的增加而上升?
3.4濃度為SK1G%的瓊脂溶液的耐鏈性圖？、圈S描述了陪臠子。陰離子對濃度的瓊盤溶液 糧度的影響趨勢=從圖中可以看出，_陽離子對瘠液轱度的影 _類似> 在^^^仏的數(shù)量級濃度范_內，溶液粘度基本上保 持不變；在10“?Kr3m〇i/L數(shù)量級濃度范圍內，溶液粘度急劇 下降：Wkol/L的數(shù)量級濃度以上，體系粘度又趨穩(wěn)定，夕卜加 鹽的濃度再增加對體系粘度影響不大》
3.52醇對低漆。度食品膠溶液轱度的影晌黃原膠、海藻黢鈉、瓜爾膠及。瓊脂等四種低濃度食品膠溶 液粘度隨乙醇濃度變化的曲線見? ；).從圖中可以著出，乙醇3025m n液粘"度(cp> f0fxjo^ IX 10*^ J X\ XI X I0-1} XIS離子濃度（moi/L、）
陽離子濃度（mol/L)
圖7陽離子對瓊脂溶液粘度的影響圖含量對四種低濃度食品膠溶液枯度的影響是類似的，即隨著乙 醉濃度的增加。溶液粘度亦增髙。但不同膠體溶液粘度增加的幅度有差異，即0.30%海蒱酸納>0.25%瓜爾膠>0,10%黃尿膠 >瓊臘a乙醇是一種比水更弱的給質子極性溶劑，其醇羧基也可以 通過氫鍵與水和膠多糖相互作用。從極性來看，乙醇的極性應 介于水和膠多糖之間，與相似相溶原理類似，乙酵的加人可能 是改善了膠多糖分子與水分子間的極性差異，從而改善膠多糖 分子之間、膠多糖分子與水分子之間的結合力，以此來影響體 系的粘度。因此，四條曲線增幅上的差異除了因膠體種類不同 外，還與溶液濃度有關。
圖11 擰様酸對低濃度食品膠賽液軲度的影響3.6蔗糖對低濃度食品膠溶液粘度的影響蔗糖對四種低濃度食品膠溶液粘度的影響見圖W ■>從圖中可以看到鹿糖使G.2SI濃度的瓜爾膠和D. 30%濃度的海藻酸鈉 溶液的枯度明顯增加，而使0.1飩濃度的瓊脂和^?濃度的 黃原膠溶液枯度略有下降。
蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖構成的二糖，其分子 結構單元與膠多糖類似》它的存在可能會干擾黃原膠和瓊臘兩 種膠多糖分子自身間相互靠近，減弱膠多糖分子間的作用力。 從而降低這兩種膠體形成的有序網格結構的效能 > 因此溶液的 粘度略有下庳。在海藻酸納和瓜爾膠的水溶液中，膠多糖分子 主要通過分子間的機械纏繞形成一種無序的空間網格結構。蔗 糖分子的存在一方面可以通過吸附一部分水分子形成一些大的 分子團填充于網格間增加體系的固態(tài)性能；另一方面，二糖分 子有可能在膠多塘分子間產生一種架橋連接，從而增強膠多糖 分子間的作用力，使溶液粘度上升。
3-7檸様酸對低濃度食品膠溶液粘度的影響檸檬酸對四種低濃度食品膠溶液粘度的影響見圖1從圖 中可以看出，0.25*的瓜爾膠溶液枯度幾乎不受擰橡酸的影響? 游于0.1G*的黃原膠溶液、G.10%的瓊膽溶液、Q.3〇%的海藻酸 納溶液，檸樣酸濃度在〇。以上就會引起體系粘度的急S下降。但當檸檬酸濃度增加到0.2戕以上，這三種溶液的粘度保 持最低值而不再變化》
檸檬酸對食品膠溶液粘度的影響主要是體系PH值變化引起 的，若從體系的PH值對粘度的影響來考慮，圖11所示的結果 與文獻3中所得結論相符《4結論4.1四種低濃度食品膠（0.10%的黃原膠、0-301的海藻 酸鈉、0.25*的瓜爾膠、U的的瓊臘）中，苽爾膠溶液對鹽的 耐受性最好t即大多數(shù)陰PB離子都不會影啕低濃度苽爾膠溶液 的粘度》
4-2常用金?鹽陽離子及Ci' SG/?對低濃度黃原膠溶 液糧度的影響與陰、陽離子對低濃度海藻酸鈉溶液和低濃度瓊 臘溶液粘度的影_有類似規(guī)律肩外加鹽濃度在一定范圍內會 使膠體溶液粘度下降《因此在實際生產中應注意調節(jié)鹽濃度以 避免溶液粘度下降s4.3乙醇能gi變低濃度食品膠箱液的粘度e乙醉濃度增加，溶液軲度亦增加。且各種膠體溶液變化規(guī)律一致5因此， 在含乙酵飲料生產中添加低濃度食品跤溶液有肋于提髙產品的 穩(wěn)定性。
14雜面顯iffel雛度;^膠獅蒸?液的粘度， 但使低濃度瓊臘及黃原膠溶液的賴度略為降低。因此t在飲料 生產中當使用瓊滕或黃原膠作增稱劑時5宜少用蔗糖?
4.5姆療麋^膠溶液的枯度幾乎不受檸檬酸的影響； 而低濃度海藻酸鈉、黃原膠及瓊臘溶液的粘度均會受檸檬酸影響而大幅度降低。
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