結(jié)冷膠是一種利用生物技術(shù)開發(fā)的新型微生物多糖,以其安全和獨(dú)特的理化性質(zhì),越來越受人們關(guān)注,作為乳化劑、懸浮劑、增稠劑、穩(wěn)定劑、膠凝劑、成膜劑和潤(rùn)滑劑,被廣泛的應(yīng)用于
食品、制藥、日化等各個(gè)領(lǐng)域。
一、結(jié)冷膠的特性
1、可逆凝膠和不可逆凝膠形成機(jī)理
結(jié)冷膠是一種線型聚合物,當(dāng)有電解質(zhì)存在的時(shí)候可形成凝膠.它對(duì)鈣、鎂離子特別敏感,用鈣鎂等二價(jià)離子做離子源形成的凝膠要比用鈉鉀等一價(jià)離子有效的多,鈉鹽和鉀鹽也可以導(dǎo)致凝膠,但其所需濃度約比二價(jià)離子大25倍,且這類凝膠是可逆的!如果用于溶解結(jié)冷膠的水中已經(jīng)含有或已經(jīng)添加一定量離子,尤其是鈣鎂等二價(jià)離子,即使加熱到100度也很難使結(jié)冷膠充分水化。所以一般先將結(jié)冷膠在去離子水中加熱至70-75度水化,然后在該溫度或大于該溫度下加入電解質(zhì),這時(shí)尚不會(huì)形成凝膠,一直冷卻至30-50度時(shí)方能形成凝膠,鈣離子適合濃度為4-6MMOL,這種凝膠再加熱時(shí)不會(huì)溶化,如果要使結(jié)冷膠溶于含有無機(jī)鹽的自來水中,特別是碳酸鈣含量高于180PPM以上的硬水時(shí),則需加入螯合劑來降低水中有效鈣離子濃度,如檸檬酸鈉或檸檬酸氫鈉。螯合劑可以阻止結(jié)冷膠與水的鈣鎂等離子結(jié)成復(fù)合物。
2、結(jié)冷膠應(yīng)用原理
應(yīng)用時(shí),如果水中鈣離子含量超過40PPM,就應(yīng)該使用檸檬酸鈉、焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉等螯合劑,其用量還需考慮體系中形成凝膠所需要的鈣鎂等二價(jià)離子濃度。螯合劑控制凝膠強(qiáng)度的機(jī)理和海藻鹽一樣,通常選擇在中性PH值下只能微溶的二水硫酸鈣為鈣離子源,采用干法與檸檬酸鈉等螯合劑并與結(jié)冷膠一起混合,溶解于冷水并加熱讓其充分水化后,再趁熱加入檸檬酸:由于酸性條件下二水硫酸鈣溶解度加大,有效鈣離子隨時(shí)間不斷增加,使冷卻成型后的凝膠強(qiáng)度不斷上升,使用螯合劑還能使結(jié)冷膠溶解于含60%的蔗糖或高果糖漿的熱溶液中,體系中含有蔗糖有利于提高結(jié)冷膠的透明度。
溫度上升時(shí)結(jié)冷膠溶液粘度下降,冷卻后粘度又完全恢復(fù),加入適量離子后當(dāng)溫度降低到體系的凝膠形成溫度后即能迅速形成凝膠,其凝膠形成溫度取決于膠濃度及鹽離子濃度,離子濃度增加導(dǎo)致凝膠形成溫度上升,同時(shí)也使得凝膠強(qiáng)度加大,但超過一定范圍后(與離子種類無關(guān))凝膠強(qiáng)度開始下降。與瓊脂凝膠類似,結(jié)冷膠也有凝膠溫度和融化溫度之差,融化溫度值也與體系中的離子濃度和種類有關(guān),其范圍在70-130度之間,使用鈣離子0.03%的0.2%的結(jié)冷膠溶液,凝膠融化溫度可達(dá)到120度以上。結(jié)冷膠液一般在PH4-10之間比較穩(wěn)定,與其他親水膠體如洋槐豆膠、瓜爾豆膠、CMC、黃原膠等復(fù)配一般都會(huì)降低凝膠強(qiáng)度而增加凝膠的脆弱性。
其優(yōu)點(diǎn)有:單體膠能在極低的用量下(0.05%)即可形成透明凝膠,加熱殺菌對(duì)其影響很小,酸性凝膠的貨架期相當(dāng)長(zhǎng),可分別制成熱逆和熱不可逆的凝膠,組織結(jié)構(gòu)可以從脆到韌性的任意轉(zhuǎn)變,在PH305-7.0之間均能形成凝膠,其抗老化作用表現(xiàn)在對(duì)玉米等淀粉糊在儲(chǔ)藏過程中的老化及粘度升高的抑制,且其不容易導(dǎo)致酶解,為食品加工提供良好的靈活性,在微生物培養(yǎng)基和植物組織培養(yǎng)中也有優(yōu)良特征。
二、在七彩星懸浮飲料中的應(yīng)用配方
1、七彩膠粒:
下面介紹海藻酸鈉制造膠粒的方法:
要點(diǎn):
1)膠液用水需用RO水,因?yàn)槿绻煤}、鎂等二價(jià)離子的水在溶膠過程中容易使海藻酸鈉結(jié)塊、凝固等,膠液濃度在1.5%左右,濃度過高滴注時(shí)容易拖尾巴,濃度過低,容易形成線狀,凝膠力不夠難以成型。
2)加熱95度,攪拌狀態(tài)溶解,保溫10-15分鐘(這也是殺菌的過程)。
3)加入預(yù)先用兩性溶劑溶解好的油溶性色素(一般為天然色素),攪拌均勻,消除膠液表面氣泡。
4)氯化鈣溶液濃度為1.5-2.5%。
5)染色后的膠液滴注在孔徑3-4MM的篩網(wǎng)上,在氯化鈣溶液中固化30MIN,以增加彩珠的硬度。
6)完成后用RO水進(jìn)行漂洗,除去氯化鈣的苦澀味,備用。
7)結(jié)冷膠也可制成熱不可逆膠粒,但相對(duì)成本較高,需要與其他膠體復(fù)配,達(dá)到性價(jià)比。
2、懸浮液配方:
采用結(jié)冷膠、卡拉膠、魔芋膠、乳酸鈣、麥芽糊精、磷酸鹽螯合劑復(fù)配即可,如南京宗世華食品科技研發(fā)中心的懸浮劑產(chǎn)品效果就不錯(cuò)。下面介紹單體結(jié)冷膠的應(yīng)用:
結(jié)冷膠0.02%檸檬酸鈉0.05%蔗糖10%麥芽糊精0.25%乳酸鈣0.165%(輕質(zhì)碳酸鈣0.055%)檸檬酸0.25%食鹽適量乙基酚適量香精適量RO水定容至100%
要點(diǎn):
1)結(jié)冷膠與檸檬酸鈉、蔗糖、麥芽糊精干混(實(shí)際生產(chǎn)中有部分甜味劑替代白糖),緩慢倒入RO水,加熱90度,攪拌狀態(tài)溶解,并保溫15分鐘。
2)剩余原料預(yù)先用其5-10倍的90度RO水調(diào)成溶液備用。
3)結(jié)冷膠等完全溶解后,可加入鈣溶液,3分鐘后加入總配方量的五分之一檸檬酸溶液,以增加鈣的溶解度(特別是在使用碳酸鈣時(shí)必需加酸才能溶解,因?yàn)樘妓徕}本身不溶于水,只是價(jià)格便宜,遇酸后溶解形成檸檬酸鈣),此步驟溶液溫度一直保持在85-90度。
4)過濾后,加入RO水,降溫至60度以下,依次加入、甜味劑、防腐劑、酸液及其他添加劑。每加一種間隔3-5分鐘,并保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)。
5)RO水定容至100%。
6)灌裝:一般采用二次灌裝,即先把膠粒灌入瓶中再灌入液體封口。
7)這類產(chǎn)品為酸性,用巴氏殺菌即可,即90-95度,15-20分鐘。