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黄原胶

摘要

黄原胶,又称黄胶、汉生胶,浅黄色至白色可流动粉末,稍带臭味,是一种自然多糖和重要的生物高聚物,由甘蓝黑腐病野油菜黄单胞菌以碳水化合物为主要原料,经好发酵生物工程技术产生的。1952年由美国农业部伊利诺斯州皮奥里尔北部研究所分离得到的甘蓝黑腐病黄单胞菌,并使甘蓝提取物转化为水溶性的酸性胞外杂多糖而得到。

黄原胶-结构

黄原胶分子由D—葡萄糖、D—甘露糖、D—葡萄糖醛酸、乙酰基和丙酮酸构成,相对分子质量在2×106~5×107之间,它的一级结构是由β—(1→4)键连接的葡糖基主链与三糖单位的侧链组成;其侧键由D—甘露糖和D—葡萄糖醛酸交替连接而成,分子比例为2:1;三糖侧链由在C6位置带有乙酰基的D—甘露糖以α—(1→3)链与主链连接,在侧链末端的D—甘露糖残基上以缩醛的形式带有丙酮酸,其高级结构是侧链和主链间通过氢键维系形成螺旋和多重螺旋。黄原胶的二级结构是侧链绕主链骨架反向缠绕,通过氢键维系形成棒状双螺旋结构。黄原胶的三级结构是棒状双螺旋结构问靠微弱的非共价键结合形成的螺旋复合体。

黄原胶-性能

黄原胶是目前国际上集增稠、悬浮、乳化、稳定于于一体.性能最优越的生物胶。黄原胶的分子侧链末端含有丙酮酸基团的多少,对其性能有很大影响。黄原胶具有长链高分子的一般性能,但它比一般高分子含有较多的官能团,在特定条件下会显示独特性能。它在水溶液中的构象是多样的,不向条件下表现不同的特性。

1. 悬浮性和乳化性

黄原胶对不溶性固体和油滴具有良好的悬浮作用。黄原胶溶胶分子能形成超结合带状的螺旋共聚体,构成脆弱的类似胶的网状结构,所以能够支持固体颗粒、液滴和气泡的形态,显示出很强的乳化稳定作用和高悬浮能力。

2. 良好的水溶性

黄原胶在水中能快速溶解,有很好的水溶性。特别在冷水中也能溶解,可省去繁杂的加工过程,使用方便。但由于它有极强的亲水性,如果直接加入水小而搅拌不充分,外层吸水膨胀成胶团,会阻止水分进入里层,从而影响作用的发挥,因此必须注意正确使用。黄原胶干粉或与盐、糖等干粉辅料拌匀后缓促加入正在搅拌的水喂,制成溶液使用。

3. 增稠性

黄原胶溶液具有低浓度高粘度的特性(1%水溶液的粘度相当于明胶的100倍),是一种高效的增稠剂。

4. 假塑性

黄原胶水溶液在静态或低的剪切作用下具有高粘度,在高剪切作用下表现为粘度急剧下降,但分子结构不变。而当剪切力消除时,则立即恢复原有的粘度。剪切力和粘度的关系是完全可塑的。黄原胶假塑性非常突出,这种假塑性对稳定悬浮液、乳浊液极为有效。

5. 对热的稳定性

黄原胶溶液的粘度不会随温度的变化而发生很大的变化,一般的多糖因加热会发生粘度变化,但黄原胶的水溶液在10—80℃之间粘度几乎没有变化,即使低浓度的水溶液在广阔的温度范围内仍然显示出稳定的高粘度。1%黄原胶溶液(含1%氯化钾)出25℃加热到120℃.其粘度仅降低3%。

6. 对酸碱的稳定性

黄原胶溶液对酸碱十分稳定,在PH为5—10之间叫其粘度不受影响,在PH小于4和大于11时粘度有轻微的变化。在PH3—11范围内,粘度最大使和最小值相差不到10%。黄原胶能溶于多种酸溶液,如5%的硫酸、5%的硝酸、5%的乙酸、10%的盐酸和25%的磷酸,且这些黄原胶酸溶液在常温下相当稳定,数月之久件质仍不会发生改变。黄原胶也能溶于氢氧化钠溶液,并具有增稠特性.所形成的溶液在室温下十分稳定。黄原胶可被强氧化剂,如过氯酸、过硫酸降解,随温度升高,降解加速。

7. 对盐的稳定性

黄原胶溶液能和许多盐溶液(钾盐、钠盐、钙盐、镁盐等)混溶,粘度不受影响。在较高盐浓度条件下,甚至在饱和盐溶液中仍保持其溶解性而不发生沉淀和絮凝,其粘度几乎不受影响。

8. 对酶解反应的稳定性

黄原胶稳定的双螺旋结构使其具有极强的抗氧化和抗酶解能力,许多的酶类如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和半纤维素酶等酶都不能使黄原胶降解。

黄原胶-毒性

小鼠经口LD50>10 g/kg。ADI不需要规定

黄原胶-应用添加量

使用产品 用量(%) 效 用

果汁饮料 0.1-0.3 增稠悬浮作用、口感滑爽、风味自然

冰淇淋 0.1-0.3 多微孔、无冰凌、缩短老化时间、使产品组织细腻

酱油、蚝油 0.05-0.1 耐盐性好、增加稠度、适用于做调味汁、增强挂壁性及附着性

冷冻甜食 0.1-0.2 结合水、产生稠度及细腻度、防脱水

烘焙食品 0.5-1.5 果馅成型、适用于各种馅料

胶凝体 0.5-1.5 甜食凝胶、调味、果冻成型

软饮料 0.01-0.3 悬浮剂、助泡剂、不分层、增稠度

色拉调味 0.1-0.3 利于成型、防止析水

方便面 0.2-0.3 增加韧性、改善咀嚼感、节省油耗、保持水份

香肠 0.2-0.3 利于成型、改善灌肠、保持水份与油性

肉罐头 0.1-0.2 便于调料、使汤冻化

干酪 0.2-0.5 加速凝孔、防脱水收缩

蛋糕 0.1-0.3 增加微孔、松软、延长货架寿命

面包 0.1-0.2 松软、最适用于含粗纤维的黑面包

脱水食品 0.2-0.4 加快复原速度、保持色泽味道

医药、化妆 0.2-1.0 定型剂、悬浮剂、保湿剂、具有增稠、附着、润滑作用

牙膏 0.4-0.6 易于牙膏膏体成型、提高牙膏附刷性能、分散性好、口感滑爽

宠物罐头 0.1-0.3 使碎肉易于凝固成型

鱼虾饲料 0.5-2.0 粘合剂,使用于鱼虾幼苗饲料,鱼药

石油业 0.2-0.4 具有良好的流变形,是最优质的钻井泥浆稳定剂

烟丝 0.1-0.3 防止烟草碎断、烟草香料乳化及保湿粘合剂,适用于烟草薄片

印染 0.5-1.5 载色剂、粘附剂、方便于颜料分散,着色和增色

陶瓷 0.3-1.0 适用于做陶瓷釉料的悬浮稳定剂

农药 0.1-0.3 适用于农药胶悬剂及各种水剂,具有良好的稳定性

胶体炸药 0.5-2.0 浆状、胶体、防水炸药

水溶涂料 0.2-0.3 适用于水溶性涂料、乳胶漆、具有良好的稳定性、易于喷涂

黄原胶-使用方法

黄原胶在大多数以水为基相体系内完全溶解,但由于它有极强的亲水性,如果直接加入水中而搅拌不充分,外层吸水膨胀成胶团,从而阻止水份进入里层,进而影响作用的发挥,因此必须注意正确使用:

取一份黄原胶用十份或以上其它干燥的原料,如食品制作中的糖、味精、盐等物调匀,然后慢慢倾倒在搅拌中的水里,浸泡约两小时,继续搅拌至完全溶解。

黄原胶-在食品工业中的应用

自1996年允许作为食品添加剂使用以来,黄原胶已被食品工业广泛接受,因为在低浓度下就能提供优良的加工和储藏稳定性。按照我国食品添加剂使用卫生标准,黄原胶可以用于面包、冰激凌、乳制品、肉制品、果酱、果冻、饮料中,具体使用见下表。

用途用量(%)作用

液体饮料0.1~0.3增稠、混悬、提高感官质量

固体饮料0.1~0.3更易成型、增强口感

肉制品0.1~0.2嫩化、持水、增强稳定性

冷冻食品0.1~0.2增稠、增加细腻度、稳定食品结构

调味品0.1~0.3乳化、增稠、稳定

馅类食品0.5~1.5便于成型、增强口感

面制品0.03~0.08增强韧性、持水、延长保质期

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