天然增稠劑之——瓜爾膠
年8月25日,日清食品公司的創(chuàng)始人安藤百福(已故,原名吳百福,日籍臺(tái)灣人)銷售了全球第一袋方便面——袋裝?“雞湯拉面”以后,方便面得到了極大的發(fā)展,2007年方便面的全球銷售量大約為979億包,全世界平均每人消費(fèi)15包。公司預(yù)測(cè),如果消費(fèi)量繼續(xù)保持增長(zhǎng),10年后方便面的全球銷量有望翻一番,達(dá)到2000億包。目前消費(fèi)方便面最多的國(guó)家是中國(guó),其后依次為印度尼西亞、日本和美國(guó)。速食方便面給我們的生活帶來(lái)了極大的方便,其中的配料也是數(shù)不勝數(shù),本篇文章主要介紹其中的食品添加劑之一?,公認(rèn)的天然增稠劑之一——瓜爾膠瓜爾膠?:瓜爾膠從產(chǎn)于印度、巴基斯坦等地的瓜爾豆(瓜爾豆在民間,其果實(shí)作為緩瀉劑,并使用于因膽汁而引起的疾病。葉子可治夜盲癥;煮熟的種子作成膏藥用于治療頭脹痛、肝大以及骨折而引起的腫脹。瓜爾豆全草燒成灰,與油混合,調(diào)勻涂敷治療燙傷。)種子的胚乳中提取得到,主要成分為半乳甘露聚糖,我們通常所說的瓜爾膠指的是瓜爾糖,其結(jié)構(gòu)是由D甘露糖通過β-1,4甙鍵連接形成主鏈,在某些甘露糖上D-半乳糖通過α-1,6甙鍵形成側(cè)鏈而構(gòu)成多分枝的聚糖,從整個(gè)分子來(lái)看,半乳糖在主鏈上呈無(wú)規(guī)分布,但以兩個(gè)或三個(gè)一組居多。這種基本呈線形而具有分支的結(jié)構(gòu)決定了瓜爾膠的特性與那些無(wú)分支、不溶于水的葡甘露聚糖有明顯的不同。因來(lái)源不同,瓜爾膠的分子量及單糖比例不同于其它的半乳甘露聚糖。瓜爾膠的分子量約為100萬(wàn)——200萬(wàn),甘露糖與半乳糖之比約為1.5一2/1。?瓜爾膠的主要成分:
瓜爾膠的性質(zhì)
瓜爾膠為白色或淺黃色,可自由流動(dòng)的粉末,略微帶有豆腥味,易吸潮。瓜爾膠在水溶液中表現(xiàn)出典型的纏繞生物聚合物的性質(zhì),一般而言,0.5%以上的瓜爾膠溶液已呈非牛頓流體的假塑性流體特性,沒有屈服應(yīng)力。瓜爾膠在冷水中就能充分水化(一般需要2h),能分散在熱水或冷水中形成粘稠液,具體粘度取決于粒度、制備條件及溫度,瓜爾膠為天然膠中粘度最高者。?瓜爾膠是一種溶脹高聚物,水是它的通用溶劑,不過也能以有限的溶解度溶解于與水混溶的溶劑中,如乙醇溶液中。此外由于瓜爾膠的無(wú)機(jī)鹽類兼容性能,其水溶液能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)一價(jià)鹽離子(Na+、K+、Cl-等)表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐受性,如食鹽的濃度可高達(dá)60%;但高價(jià)金屬離子的存在可使溶解度下降。
瓜爾膠分子主鏈上每個(gè)糖殘基都有兩個(gè)順式羥基,在控制溶液pH值的條件下,將會(huì)通過極性鍵和配位鍵與游離的硼酸鹽、金屬離子進(jìn)行交聯(lián),生成具有一定彈性的水凝膠,此外還能形成一定強(qiáng)度的水溶性薄膜。瓜爾膠與大多數(shù)合成的或天然的多糖具有很好的配伍和協(xié)同增效作用,如瓜爾膠與黃原膠、海藻酸鈉、魔芋膠和淀粉等都能混溶產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),使混合膠的粘度大大提高,甚至形成凝膠。這種增效作用通常與溫度、pH值和金屬離子等有關(guān)。
瓜爾膠水溶液的熱穩(wěn)定性較差,短時(shí)間內(nèi)加熱到40℃,很快就能獲得最高粘度,但是冷卻后能恢復(fù)到原來(lái)的數(shù)值,另外長(zhǎng)時(shí)間的高溫處理將導(dǎo)致瓜爾膠降解而使粘度降低,在80-95℃加熱一段時(shí)間,主鏈糖苷鍵斷裂,就會(huì)喪失粘度,同時(shí),溶液?jiǎn)适Я藷峥赡嫘?,粘度不能恢?fù)。
瓜爾膠作為一種天然高分子化合物,能被一些酶和細(xì)菌所分解。常見的酶是半乳糖酶和甘露糖酶。抑制酶和細(xì)菌的方法是在溶液中加入NaS2O3和NaN3。
因其具有較好的水溶性和交聯(lián)性,?且在低濃度下能形成高粘度的穩(wěn)定性水溶液,所以被作為增稠劑、穩(wěn)定劑、粘合劑而廣泛應(yīng)用。
雖然瓜爾膠具有很好的水溶性和增稠性,但瓜爾膠往往具有下述缺點(diǎn):水不溶物含量高;不能快速溶脹和水合,溶解速度慢;粘度不易控制;耐電解質(zhì)、耐剪切性較差。
上述缺陷的原因是固態(tài)下瓜爾膠分子通常以卷曲的球形結(jié)構(gòu)存在,大量羥基基本被包裹在分子內(nèi)部,不僅沒有表現(xiàn)出應(yīng)有的水溶性,反而由于分子內(nèi)氫鍵作用,使得其水溶性大大降低。為了降低瓜爾膠的水不溶物含量,加快其水合速度,改善其耐鹽耐剪切性能,通常的方法是對(duì)其進(jìn)行化學(xué)改性。?通過化學(xué)改性在其高分子鏈上引入新的親水基團(tuán),使親水基團(tuán)裸露在蜷曲結(jié)構(gòu)之外,從而改善水溶性,增加粘度的穩(wěn)定性,降低水不溶物的含量,以滿足不同行業(yè)的需求,擴(kuò)大瓜爾膠的應(yīng)用領(lǐng)域。
瓜爾膠化學(xué)改性的方法很多,主要分為四類:?(一)官能團(tuán)衍生,這類方法是基于瓜爾膠的糖單元上的活潑羥基在一定條件下,可發(fā)生醚化、酯化或氧化反應(yīng),生成醚、酯等衍生物;(二)接枝聚合,該方法是基于一定條件下,一些引發(fā)劑可使瓜爾膠或乙烯基類單體產(chǎn)生自由基,從而進(jìn)行聚合反應(yīng),如丙烯酰胺的接枝;?(三)酶法,該方法是利用酶降解而改變瓜爾膠的性質(zhì);(四)金屬交聯(lián)法,主要利用瓜爾膠的交聯(lián)性。瓜爾膠主鏈上的鄰位順式羥基可以與硼及一些過渡金屬作用形成凍膠。
官能團(tuán)的衍生化方法有很多,根據(jù)取代基與瓜爾膠成鍵的方式可分為:醚化瓜爾膠,氧化瓜爾膠,以及酯化瓜爾膠等;根據(jù)取代基種類的不同又可分為以下幾類:非離子瓜爾膠;陽(yáng)離子瓜爾膠;陰離子瓜爾膠;陰陽(yáng)兩性瓜爾膠;羥烷基陰離子瓜爾膠;羥烷基陽(yáng)離子瓜爾膠。
瓜爾膠主要的用途:
冷凍食品:用于冰淇淋、膏狀食品和冷凍蛋糕等,起保持水份、抑制冰晶和穩(wěn)定劑作用。
方便食品:用于方便面面體,改善面體柔韌,控制含油量。
烘焙食品:用于面包、糕點(diǎn)和西餅皮,用作面團(tuán)改良劑,吸收大分子,延長(zhǎng)保存期。
奶制品:在酸奶、果凍和醬料中保持殺菌后的質(zhì)地。
頂料和醬料:沙拉醬、腌菜和燒汁中抗酸和用為乳化穩(wěn)定劑。
速溶粉:布丁醬、甜點(diǎn)和飲料的快速凍水份分散增稠作用和作為結(jié)構(gòu)介質(zhì)。??罐頭食品:在碎肉、嬰兒食品和動(dòng)物罐頭中減少濺出、稠度控制和防止脂肪轉(zhuǎn)移。飲料:抗酸劑、增稠劑、泡沫穩(wěn)定劑、懸浮劑,應(yīng)用于椰奶、啤酒、果糖和無(wú)糖飲料。
奶酪生產(chǎn):增加凝結(jié)速度,增加柔和度。??動(dòng)物食品:作為預(yù)混料的懸浮劑和造粒劑。
目前國(guó)內(nèi)出售瓜爾膠的企業(yè)有與勝利油田為鄰的東營(yíng)市信德化工有限責(zé)任公司、杭州華博生物科技有限公司等。
人們對(duì)于添加劑往往是談虎色變,很多人盲目的指責(zé)添加劑,夸大添加劑的危害,誠(chéng)然,有些添加劑的確是很傷身體,比如說三聚氰胺,但很多的添加劑還是在很大程度上改善了我們的生活,改善了我們的味覺享受,比如本文介紹的瓜爾膠,我們不得不承認(rèn),人類已經(jīng)離不開添加劑了。回頭我們?cè)賮?lái)談?wù)動(dòng)嘘P(guān)方便面的問題,方便面常為人們所詬病,其原因主要有以下幾方面:
一是油脂含量高
二是含有一定的添加劑(無(wú)害的除外)
三是最近被很多人所關(guān)注的丙烯酰胺問題。所有淀粉類食品在高溫烹調(diào)(超過120℃)中都會(huì)產(chǎn)生這種致癌物還有就是因?yàn)榉奖忝嫠街氲某煞质蔷郾揭蚁┑年P(guān)系,然而聚苯乙烯本身不耐熱,遇上熱水后常與湯汁混在一起下肚而凝結(jié)在胃壁上造成無(wú)法正常消化食物,如長(zhǎng)期食用,可能會(huì)造成腸胃方面的癌癥。調(diào)味料包也有可能為了長(zhǎng)久保存也因此大量添加防腐劑等。因此,綜上,我們吃方便面的時(shí)候應(yīng)該多間隔幾天,讓我們的身體及時(shí)的排除有害的物質(zhì)后再吃。
海藻酸鈉的韌性更好,要從原料、配方和生產(chǎn)技術(shù)三個(gè)方面入手。