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%)从25℃加热到120℃.其粘度仅降低3%。
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,粘度大使和小值相差不到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。
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的抗氧化和抗酶解能力,许多的酶类如蛋白酶、、纤维素酶和半纤维素酶等酶都不能使黄原胶降解。
1.耐酸、耐盐的增稠稳定剂 应用于各种果汁饮料、浓缩果汁、调味料(如酱油、蚝油、沙拉调味汁)的食品中。黄原胶的稳定效果明显优于其它胶,具有较强的热稳定性,一般的高温杀菌对其不会有影响,可用于各种果汁饮料、果肉饮料、植物蛋白饮料等,用量0.08%~0.3%。黄原胶优良的耐盐、耐酸碱性可以完全取代酱油中的传统增稠剂淀粉等,可以克服淀粉沉淀的缺点,且能使酱油细腻均一,提高挂壁性和着色性,延长货架期,果酱、豆酱等风味调制酱,用黄原胶作增稠稳定剂,使酱体统一,涂拌性好,不结块,易于灌装,且提高口感。
.乳化剂 作为乳化剂用于各种蛋白质饮料、乳饮料等中,防止油水分层和提高蛋白质的稳定性,防止蛋白质沉淀,也可利用其乳化能力作为起泡剂和泡沫稳定剂,如用于啤酒制造等。在以豆类蛋白为主的乳化体系中加入0.02%的黄原胶后,乳化性明显提高,并使混合体系具有高的剪切率和热诱导的高粘特性。
填充剂 作为稳定的高粘度填充剂,可广泛应用于各类点心、面包、饼干、糖果等食品的加工,在不改变食品的传统风味的前提下,使食品具有更的保形性,更长的保质期,更良好的口感,有利于这些食品多样化和工业化规模生产。在各种冷冻食品生产中,黄原胶具有防止其失水,延缓老化,延长保质期的作用。
国内黄原胶生产开发的现状
黄原胶在国际上开发早的是美国,法国、日本和英国紧随其后。目前世界上食用级黄原胶约两万吨,工业用两万吨。自八十年代以来,黄原胶的需求量正以每年10%的速度递增,其应用领域之广、价格之昂贵是许多其它微生物多糖所无法比拟的。
我国对黄原胶的开发研究始于二十世纪六十年代,虽然起步较晚,但我国科技工作者依靠自己的智慧和力量,在无任何资料可供鉴的情况下,毅然从自然界中筛选出黄原胶生产菌株,并研制开发出高附加值的发酵产品-黄原胶;并于八十年代投入商业化生产。九十年代中期国内黄原胶生产厂家已星罗棋布,诸如山东的中轩、江苏的金湖、河北新合、甘肃顺兴、河南天冠都相继建成投产。伴随和十五规划目标,国内黄原胶生产厂家将增至数十家,黄原胶生产将成为我国发酵领域的又一新兴产业。
由于我国在黄原胶领域起步较晚,尤其是黄原胶的应用领域开发研究较晚,致使国内生产厂家不能根据用户需求生产不同规格的黄原胶。同时其应用领域也受到限制,致使国内黄原胶生产厂家普遍存在规模过小的特点。这种小规模的黄原胶生产,不能发挥其的规模效益;只能加速黄原胶市场的无序竞争,不利于企业自身的资金积累和滚动发展,同时各生产厂家只顾眼前利益,而忽视了黄原胶生产的开发应用和技术创新,从而也使黄原胶的质量在近几年几近徘徊不前。目前国内黄原胶产量3000吨/年,有效需求 5000吨/年,为此国内每年需进口黄原胶达2000吨之多。尽管如此,黄原胶的发展前景仍十分诱人。
黄原胶是以5分子糖为一单元,由与此相同的单元聚合而成的高分子多糖物质。每一单元由2分子葡萄糖、2分子甘露糖和1分子葡萄糖醛酸组成。其主链由β-葡萄糖通过1,4-糖苷键相连而成的2分子葡萄糖为单元,其结构与纤维素结构相同,相间在葡萄糖的C3上连有2分子甘露糖和1分子葡萄糖醛酸构成侧链。在侧链上有酸及羧酸侧基。因其侧链含酸性基团,在水溶液中呈多聚阴离子,构成黄原胶的立体结构:带阴离子的侧链缠绕主链形成螺旋结构,分子间靠氢键形成双股螺旋,而双股螺旋结构间又是靠微弱的非共价键维系,形成规则的“超级接合带状的螺旋聚合体”。其所具有的特性能跟含有的酸有关,通常情况下黄原胶中酸含量的高低可以用来衡量其性能的优劣。
原胶为类似白色或淡粉末,可溶于水,不溶大多数。水溶液对温度、pH、电解质浓度的变化不敏感,故对冷、热、氧化剂、酸、碱及各种酶都很稳定。在低剪切速度下,即使浓度很低也具有高粘度。如1%黄原胶水溶液的粘度相当于同样浓度明胶的100倍。本品水溶液具高假塑性,即静置时呈现高粘度,随剪切速率增加粘度降低;剪切停止,立即恢复原有粘度。
黄原胶可广泛应用于石油开采、化工、食品、医药、农业、染料、陶瓷、造纸、纺织、化妆品、建筑和制造等20余个行业约100多种产品中。为了便于保藏和运输,一般都将其制成干品。它的干燥有不同的处理方法:真空干燥、滚筒干燥、喷雾干燥、流化床干燥以及气流干燥。由于它是热敏性物质,不能承受长时间的高温处理,因此使用喷雾干燥使它的溶解性变差。滚筒干燥虽然热效率较高,但机械结构较复杂,用于大型工业化生产目前还难实现。带有惰性球的流化床干燥,因兼有强化传热传质以及研磨粉碎的功能,物料滞留时间也较短,所以适合像黄原胶那样的热敏性黏稠物料进行干燥。
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
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。
对酶解反应的稳定性 黄原胶稳定的双螺旋结构使其具有强的抗氧化和抗酶解能力,许多的酶类如蛋白酶、、纤维素酶和半纤维素酶等酶都不能使黄原胶降解。
黄原胶(食品级)黄原胶(工业级) 黄原胶又称黄胶、汉生胶,黄单胞多糖,是一种由假黄单胞菌属发酵产生的单孢多糖,由于它的大分子结构和胶体特性,而具有多种功能,可作为乳化剂、稳定剂、凝胶增稠剂、浸润剂、膜成型剂等,广泛应用于国民经济各领域。黄原胶被誉为“工业味精”,是目前世界上生产规模大且用途极为广泛的微生物多糖。
应用于面制品
黄原胶在面食制品中。是值得推广的添加剂。在挂面、拉面、方便面生产中,加入黄原胶,增强了面团的筋力,压出的面片有韧性,烘干时降低断条率,同时改善产品口感,咀嚼有筋,清新爽滑,对油炸方面还可节省用油,降低成本。在速冻饺子馄饨皮中加入黄原胶,能提高产品的口感,减少烂皮和混汤度;在馅类产品中加入总量的0.05%~0.1% 的黄原胶,可以有利于汤汁的保水,产品在开水中煮透,汤汁香味浓郁,并可提高和改善口感,黄原胶用面包、蛋糕等的添加剂成分,可增加松软度和延长产品的货架期。
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。
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。