结冷胶

微生物胞外多糖

结冷胶 > 结冷胶产品中心 >高酰基结冷胶

高酰基结冷胶
高酰基结冷胶

高酰基结冷胶(HA),又称天然结冷胶或未碱处理结冷胶,经少动鞘脂单胞菌发酵后未经脱酰基处理所得,呈类白色的干燥可自由流动的粉末,在热水中溶解,具有耐酸、持水性佳、对果浆和不溶性成分具有极佳的悬浮稳定性、与其它亲水胶体配伍好等特性。高酰基结冷胶可产生柔软、富有弹性和不具有脆性的凝胶,可按一定比例混合使用、或结合其他胶体复配使用,可生产出各种各样食品。

高酰基结冷胶有良好的结构复原特性,在豆奶、牛奶酸乳、酸奶及巧克力奶制品有优良应用特性,用于焙烤奶制品食品馅可增香料作用及有固定作用,用于果酱中可使果酱直接用温开水冲调而使体系保持悬浮稳定,用于面点中可增加面制品的弹性、韧性,减少断条,改善口感,使口感更加爽口劲道,用于蛋糕、奶酪等甜食中可以达到保湿、保鲜、保型的效果,另外,高酰基结冷胶也可应用于冷饮、肉制品等食品中。

高酰基结冷胶基本参数

产品名称高酰基结冷胶产品别名天然结冷胶、未碱处理结冷胶
英文名称High Acyl Gellan Gum性状类白色粉末
粒度(%)80目≥98溶解性热水中溶解
凝结条件冷却凝胶温度70~80℃ (158~176℉)
热可逆性热可逆对阳离子敏感性不太敏感

高酰基结冷胶结构

高酰基结冷胶分子主链上重复单元由4种糖单位组成,依次为(1,3)β-D-葡萄糖、β(1,4)-D-葡萄糖醛酸、(1,4)β-D-葡萄糖、(1,4)α-L-鼠李糖,高酰基结冷胶的分子模式。如图1所示。

高酰基结冷胶结构图

高酰基结冷胶的每个重复单元上平均有1个酰基在(1,3)β-D-葡萄糖上,这种酰基分为乙酰基和甘油酰基两类,分别接在葡萄糖残基的第6个碳原子和第2个碳原子上,甘油酰基的平均比例是乙酰基的两倍。由于分子中乙酰基和甘油酰基的存在使得高酰基结冷胶与低酰基结冷胶呈现不同的凝胶特性。

高酰基结冷胶质量指标

项目 要求
产品特性 类白色、无味、流动性粉末
含量 85~108%
溶解性 溶于水,形成黏稠液体,不溶于乙醇
钙离子凝胶试验 通过
粒度 ≥95%通过60目
干燥减量 ≤15.0%
灰分 ≤15.0%
pH值 5.5~7.5
乙醇残留 ≤750mg/kg
凝胶强度(1.0%水溶液) 450~650g/cm2
氮含量 ≤3%
≤2mg/kg
≤2mg/kg
≤1mg/kg
≤1mg/kg
菌落总数 ≤10,000cfu/g
酵母和霉菌 ≤400cfu/g
大肠杆菌 ≤30MPN/100g
沙门氏菌 阴性

高酰基结冷胶提取方法

首先调节发酵液pH值至4~4.5,升温至90℃,维持1O~30min,灭酶杀死菌体,然后加入2%~3%发酵液体积的电解质溶液,反应30min,最后加入异丙醇固液分离,固态进行真空干燥。

高酰基结冷胶特性

溶胶特性

结冷胶溶于水后,分子之间会自动聚集形成双股螺旋结构,双螺旋进一步聚集可形成三维网状结构。但是有研究表明,高酰基结冷胶溶胶体系在较高温度下不稳定,可能是因为在高温下双螺旋二聚体或其他的分子交联只是暂时的,通过快速的解离再重新交联导致了体系的不稳定。

离子对溶胀温度有很大的影响,钠离子会增加溶胀温度,热溶液的黏度比低酰基结冷胶高,在pH为7的中性条件下十分稳定,在酸性pH为3.5条件下高酰基结冷胶可被水解。

高酰基结冷胶分散在冷水中时能呈现极高的黏度,但对盐溶液较为敏感,这就在一定程度上限制了高酰基结冷胶作为增稠剂的应用。同时高酰基结冷胶溶胶还具有很高的触变性。

溶胶-凝胶转变特性

溶胶凝胶转变机制决定了高酰基结冷胶的凝胶性质,如结构稳定性以及流变特性。高酰基结冷胶酰基含量不同,溶胶凝胶转变特性亦不同,酰基含量越低,温度滞后现象越明显,凝胶温度越低。

凝胶特性

a、弱凝胶性

由于结构的不同,高、低酰基结冷胶呈现不同的凝胶特性。高酰基结冷胶在无阳离子存在下即可形成热可逆凝胶,当有阳离子存在时,游离酰基键可相互作用形成稀疏的分子间交联。低酰基结冷胶在25℃形成坚硬、脆性的凝胶,而高酰基结冷胶链于72℃形成柔软、弹性的凝胶,且无温度滞后性。

但在高温下高酰基结冷胶比低酰基结冷胶在构象上更有次序,在双螺旋结构形成和聚集比低酰基结冷胶更稳定。在高酰基结冷胶聚合物中,乙酰基位于双螺旋结构的边缘,对非结合的双螺旋结构没有空间位阻效应,但当双螺旋结构聚集时,乙酰基有一定的影响。甘油酰基位于双螺旋结构的内部,当羧基旋转形成二聚体时,通过改变离子键特性以减小空间位阻,因此高酰基结冷胶凝胶呈现出弱凝胶特性。

b、流变学特性

高酰基结冷胶呈现出较高的屈服应变及屈服应力,而杨式模量较低,这也从另一方面说明了高酰基结冷胶形成的是柔软、弹性凝胶,而低酰基结冷胶形成的是坚硬、脆性凝胶,表明了甘油酰基对高酰基结冷胶三维结构起着稳定性影响。

对高酰基结冷胶的特性黏度进行测定发现,高酰基结冷胶中的柔性链比非柔性链所占的流体动力学体积小。当结冷胶溶液稀释浓度低于无规则线圈交联浓度时,高酰基结冷胶为易变的无规则卷曲聚合物,若稀释浓度高于此浓度则呈现强零剪切黏度浓度依赖性,可能是结冷胶分子间相互作用以及聚合物链的物理性交联。随着剪切速率的增加,高酰基结冷胶呈现出假塑性流体的特性。

c、持水性

凝胶持水性是凝胶特性的一个重要参数,凝胶持水能力的大小直接影响到其质构特性和产品成本。高酰基结冷胶在不同钙离子浓度的条件下,经过60min离心处理仍能保持84%持水性能,高酰基结冷胶能呈现如此高的持水性能与其双螺旋主链上存在较多的氢键有关,而对钙离子不敏感可能是由于甘油酰基改变了离子键结合特性。

d、稳定性

在受到较小变化的外力剪切作用下高酰基结冷胶仍能具有良好的空间网状凝胶体,仍能很好地起到悬浮、稳定作用,具有很好的抗剪切能力。同时,该结冷胶在低剪切速率及静止时具有很高的黏度,因此具有很好的运输性能及货架稳定性。

高低酰结冷胶的性状特点比较

酰基基团对结冷胶的性质有非常显著的影响。高酰基型可以产生柔软、富有弹性和不具有脆性的凝胶,而低酰基结冷胶可以产生坚实的,不具有弹性,但是很脆的凝胶。

高低酰结冷胶的性状特点比较


高酰基结冷胶(HA) 低酰基结冷胶(LA)
分子量  1~2@106道尔顿
2~3@105道尔顿
溶解性 热水中溶解 热水或冷水(加螯合剂)中溶解
凝结条件 冷却 阳离子,酸,可溶性固形物
凝胶温度 70~80℃(158~176℉) 30~50℃ (86~122℉)
热可逆性 热可逆 热稳定
对阳离子敏感性 不太敏感 很敏感,特别是二价阳离子

高酰基非澄清型结冷胶特性和功能

高酰基非澄清型结冷胶是多功能彩88彩票凝剂,有胶凝、固定及结膜作用。

高酰基非澄清型结冷胶特性

剪切可逆的凝胶

热可逆的凝胶

极好的香料散发性能

可和其他水溶胶共用

和淀粉有协同作用

有极佳的赋形作用

弹性凝胶

增强口感

高酰基非澄清型结冷胶水溶液特性

溶胀在冷无离子水中,钠离子会增加溶胀温度

其凝胶结构促成高粘度

加热会引起粘度大量降低

热溶液的粘度比低酰基结冷胶高

在pH7中性条件下十分稳定

高酰基非澄清型结冷胶水合特性

离子对溶胀温度有很大影响

离子对水合温度有轻微影响

在100℃以下溶于水

高固体量增加水溶液所需温度

pH能降低水溶液所需温度

投料次序很重要:先以高速搅拌投入高酰基非澄清型结冷胶在热水后再投入糖、酸及离子等。

高酰基结冷胶应用

高酰基结冷胶是目前市场上性能优异的增稠剂、稳定剂之一,并具有优良的凝胶特性,相较于其他彩88彩票体,高酰基结冷胶凝胶具有良好的风味释放性、较高的热稳定性、较好的持水性、悬浮性、热可逆的柔韧性等,这些特性成就了高酰基结冷胶在应用上的广泛性和优越性。

高酰基结冷胶的胶体溶解性对阳离子敏感性相对弱些,可与一价、二价可溶性盐复配使用,胶体的悬浮、稳定性作用也需要阳离子的辅助作用,溶胶温度85℃以上,适用PH范围3.4-7.5。高酰基结冷胶常应用于非透明的饮料或食品中,如乳制品、粗粮饮料、植物蛋白饮料、鲜榨果汁或蔬菜汁饮品、保健饮料、肉制品等,也可与CMC、瓜尔胶、微晶纤维素、果胶、卡拉胶等胶体复配使用以拓宽其应用范围。

高酰基结冷胶在乳制品中应用

中性乳制品

高酰基结冷胶可直接用于乳制品中,在中性乳制品中,可单独使用0.025%~035%高酰基结冷胶这一胶体与一定量的钠盐或钙盐作为稳定剂,能达到悬浮固形物、消除絮凝现象等效果,并且具有增稠、爽口等特点。

酸性乳制品

在酸性乳制品中,可0.02%~03%高酰基结冷胶与0.2%~0.4%羟甲基纤维素钠(CMC)复配,再与一定量的钙盐配伍使用作为稳定剂,其中CMC作为保护剂,高酰基结冷胶能起到悬浮固形物,增稠、稳定的作用。

发酵酸乳

在发酵酸乳中,则可以再复配一定量的瓜尔豆胶作为保护剂,以防止蛋白絮凝沉淀。高酰基结冷胶在乳制品中代替卡拉胶、明胶、海藻胶和果胶的使用,具有与酪蛋白相溶-低反应性,不会形成挂壁、低用量、良好的结构复原特性等优点。

高酰基结冷胶在果汁、悬浮饮料中应用

与黄原胶相比,高酰基结冷胶具有优越的耐酸、耐盐性,稳定范围广,在酸性果汁、非透明悬浮饮料中应用更能体现出这一优点。

酸性果汁

在酸性果汁中应用,要达到同样的稳定体系效果,高酰基结冷胶添加量仅有黄原胶的1/7~1/8,并且在饮料状态、口感上比黄原胶都具有明显的优点。

悬浮饮料

在悬浮有大颗粒果肉的饮料中,相比其它几种有悬浮性能的胶体,高酰基结冷胶也具有很低的添加量,在不复配其它胶体的情况下仅有0.025%左右,并且相比卡拉胶、果胶、瓜尔胶等,高酰基结冷胶在悬浮饮料体系中的pH应用范围在酸性、中性悬浮饮料中都能应用。

高酰基结冷胶在食品中的特性及用途

特性 用途
疑胶性 果冻、馅料、甜食、果酱等
稳定剂 饮料、乳制品、冰淇淋、色拉调料等
增稠剂 果酱、内肠、馅料等
粘弹性 面制品
黏着性 糖霜、糖衣
凃膜性 蜜饯、糖果
持水性 糕点(如蛋糕、奶酪饼等)

高酰基结冷胶在植物蛋白类饮料中应用

在植物蛋白类饮料中的应用。植物蛋白类饮料是近几年国内发展最快的软饮料行业,植物蛋白类饮料以植物果仁、果肉为主要原料,其蛋白质、维生素含量高,在饮料行业中也属于高端产品,因此饮料体系对稳定剂的性能要求也高,目前国内生产植物蛋白饮料所用稳定剂基本都是几种胶体复配而成,对配比参数、应用方法都较为严格,并且在高温杀菌后一般胶体性能损失都比较大,高酰基结冷胶应用在植物蛋白饮料中不仅耐高温性能好,本身也具有增稠、稳定蛋白的作用,单独使用时用量在0.03%~0.04% 之间,也可与其他亲水性胶体复配使用,如: 卡拉胶、瓜尔胶、刺槐豆胶等,其复配后的协同作用也能达到良好的稳定效果。

高酰基结冷胶在粗粮饮料中应用

粗粮饮料是近几年来发展相当迅速的饮料行业,粗粮中含有丰富的不可溶性纤维素,对人体消化系统和血液系统等身体健康都有重要作用,因此近几年来国内较多的饮料厂商都在开发粗粮类饮料,粗粮饮料的基本工艺路线为:粗粮浸泡-熟化-磨浆-稳定剂添加-均质-糊化-灭菌-灌装,工艺比较简单,但对稳定剂要求也是比较高,效果不好容易岀现絮凝沉淀、析水等现象,粗粮饮料体系中的淀粉含量较高,本身稠度比较大,添加胶体的量不宜过大,否则会影响口感,但也要起到稳定的作用,高酰基结冷胶的使用相比其它胶体而言,均具备上述要求,添加量低0.025%左右,稳定效果好,并且适合饮料的糊化和高温灭菌程序。

高酰基结冷胶在肉制品中应用

传统的肉制品如火腿肠、香肠、肉排等大部分都是使用黄原胶或明胶作为赋形剂,起稳定肉制品结构组织状态的作用。近年来也有较多的生产商用高酰基结冷胶作为肉制品赋形剂,相比其它胶体而言,高酰基结冷胶在火腿肠中应用具有更好的耐温性、持水性、弹性,使体系更饱满,也具有更爽口的口感。在肉排中应用,高酰基结冷胶的高粘性能更好地起到粘合肉块的作用,使肉排的食用效果更为丰富。

高酰基结冷胶在食品工业中应用前景

高酰基结冷胶是具有重要商业价值的微生物胞外多糖,其生产周期短,不受气候和地理环境条件的限制,安全无毒、理化性质独特等优势而得到研究和开发,基于其优越的凝胶性能,在食品、制药、化工等领域有着广泛的应用前景。

目前,低酰基结冷胶在食品行业已经得到了相对广泛的应用,而对高酰基结冷胶研究的匮乏限制了其应用。但是高酰基独特的凝胶特性,可以提供优良的质地和口感、高持水性可以改进食品在贮藏中的持水能力、与其他食品胶的良好配伍性,可以增进食品稳定性及改善组织结构,获得最佳的质构特征。

高酰基结冷胶在国内研究及制约因素

近年来,随着国内对高酰基结冷胶的逐步研究,其在多种食品饮料中应用的优越性逐步被人们所认识到,但仍没有被很好地推广。目前制约高酰基结冷胶应用推广的因素主要有:国内开发研究起步晚,相比低酰基结冷胶,高酰基结冷胶的工艺技术要求更高,国内生产高酰基结冷胶的厂家也较少,并且国内企业对高酰基结冷胶的特性及应用研究不够深入,尤其是高难度的工艺技术造成生产成本高,市场价格也就高,虽然应用的优越性较多,但较高的成本也让很多用户望而却步。这些因素都严重制约了高酰基结冷胶的应用推广。

不过,高酰基结冷胶应用的优越性正在被越来越多的用户所认知,而国内的生产开发也在不断快速地发展,相信在不久的将来,高酰基结冷胶的生产工艺会更加成熟、应用研究更加广泛。

参考资料
1.R Mao, J Tang, B. G. Swanson. Texture properties of high low acle mixed gellan gels [J].Carbohydrate Polymers,[2000,41:331-338]
2.S. Matsukawa.T Watanabe. Gelation mechanism and network structure of mixed solution of low- and high-acyl gellan studied by dynamic viscoelasticity, CD and NMR measurements [J] Food Hydrocolloids[2007,21:1355-1361]
3.L. G. Fonkwea, G. Narsimhana. A. S. Cha. Char-acterization of gelation time and texture of gelatin and gelatin polysaccharide mixed gels [J]. Food Hydrocolloids, 2003[2003,17:871-883]
版权所有 创联彩88彩票网    闽ICP备16015125号-2    增值电信业务经营许可证:闽B2-20180218   客户服务邮箱:  

在线
客服

在线客服服务时间:9:00-18:00

选择下列产品马上在线沟通:

  • 会员服务
  • 厂家合作
  • 广告合作

客服
热线

400-808-1878
7*24小时客服服务热线

微信
客服

创联彩88彩票网微信二维码 微信客服在线沟通
顶部
0