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    1. 果膠

      線形多糖聚合物

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      高酯果膠
      高酯果膠

      高脂果膠(HM)是指酯化度大于50%的果膠。高酯果膠通常從柑桶皮、蘋果皮渣及甜菜廢柏、西瓜皮、芒果渣等原料中提取的粉末狀或是液體制品。高酯果膠在較低的pH條件下具有較好的凝膠性能,同時因其具有較高的酯化度而對產品的溶解性、增稠性、凝膠性質有顯著的影響。

      高酯果膠基本參數

      產品名稱高脂果膠用途增稠劑、膠凝劑、穩定劑、乳化劑
      性狀果膠為白色或帶黃色或淺灰色應用領域食品、醫藥、日化及紡織行業

      高脂果膠的分類

      高酯果膠還可分為快凝、中凝和慢凝三種類型。快凝果膠的酯化度在70%以上,慢凝果膠的酯化度在65%以下。三種果膠的凝膠速度、凝膠溫度不同,在食品工業中的具體用途也不同。

      高脂果膠的穩定性

      高酯果膠在pH值2.5~4.5之間是穩定的。高酯快凝果膠在低pH值條件下會脫酯以及水解,快凝果膠經過脫酯可變為慢凝的果膠,而慢凝果膠再脫酯逐步具有低酯果膠的特性。

      高酯果膠在pH值5以上會部分失穩且明顯衰變。由于在較高pH值條件下的這種不耐性,在生產過程中很難將果膠溶液的pH值調高。當堿滴定液加入到果膠溶液的同時在瞬間接觸的界面上會發生衰變。

      高脂果膠的制備方法

      果膠的制造一般是在低酸堿值下以熱水抽取,生產粉末果膠時,用醇類沉淀后干燥、粉末化,所抽出的果膠是HMP果膠,如果在酸性或堿性下進行脫酯化,可制得LMP果膠,抽取條件或脫酯化條件的改變,可得到各式各樣的果膠。

      高脂果膠的凝膠特性

      高酯果膠榕液要形成凝膠需具備在pH2.0~3.8范圍、體系內可溶性固形物(如蔗糖等)含量至少大于55%的條件,冷卻后能形成非可逆性凝肢,凝膠能力隨DE值上升而加大,高酯果膠在含量為0.3%時即可制成凝膠。

      果膠在pH4時最穩定,當pH接近中性時(pH5~6),高酯果膠僅在室溫下是穩定的;在較高溫度下,由于β-脫酯作用,其凝膠性能會急速喪失。在低pH下提高溫度,會同時發生脫酶反應和聚合物的降解,其中脫酯作用表現得尤為迅速。

      高酯果膠的膠凝作用和形成的凝膠結構受許多參數的影響。其中最主要的參數有果膠濃度、酯化度、相對分子量、乙酰化度,果膠分子的支鏈、pH值、離子強度、水分活度、糖的類型以及膠凝介質的冷卻速度等。高酯果膠的凝膠作用顯示了感官上的滯后現象,即融化溫度比凝膠溫度高。在應用時,融化溫度太高以至于膠凍再次融化時,必使其組織遭到破壞。因此高酯果膠的膠凍通常為“ 熱力學不可逆的”。

      影響高脂果膠凝膠強弱的因素

      1、體系pH(pH降低,coo-數目減少,果膠分子相互間排斥力減小)

      2、果膠質量及DE值(質量好,成膠能力好;DE值越高,脫水化程度越大)

      3、果膠含量(體系中果膠含量越高相互間越容易形成結合區)

      4、可榕性固形物種類(含量越高,爭奪水分子越激烈)

      5、可溶性固形物種類(不同物質爭奪水分子的激烈程度不同)

      6、溫度持續時間及冷卻速率

      高脂果膠的應用

      高酯果膠是果膠類型里面的其中一種,一般用作增稠劑;膠凝劑;穩定劑;乳化劑。主要是用于固形物含量較高的產品里形成凝膠,一般會使用在高糖果醬上。高酯果膠只能在可溶性固體含量高于65%和pH在2.0~3.8之間形成凝膠。凝膠形成是在交聯聚合物的交界區,其中主要是氫鍵和甲基之間的斥力使得糖和水可進入果膠網狀物區域。高酯果膠制成的凝膠劑具有穩定的和短的結構,而且是清澈的,具有良好的風味,用于高糖果醬中特別明顯。

      在果膠濃度低于凝膠濃度時,果膠可用作增稠劑,如用于改善低糖含量果汁飲料的口感,則有良好的果昧增進作用;在果醬、果凍及其他高糖耐儲食品中作膠凝劑;在糖果、餅干、糕點中作夾心;高酯果膠還可用來制造果香棉花糖、水晶軟糖、拌砂軟糖以及無糖糖果等。色拉醬以前多用黃原膠作黏膠劑和乳濁穩定劑。由于果膠具有良好的酸穩定性和清爽利口的味道,它對改進色拉醬的特性所起的作用超過了黃原膠。

      HM果膠可應用于穩定直接酸化或發酵制成的酸奶制品。當pH降低到低于酪蛋白等電點的pH(約4.6)時,HM果膠同酪蛋白反應防止凝聚。HM果膠體的保護作用可使消毒過的酸奶制品延長貯存期。

      表1高酯果膠的應用

      作用 優先選用的類型 選用原因 應用濃度/%
      瓶裝果醬 膠凝劑 快速凝固 允許在高溫(85~95℃)下, 裝料和加蓋(裝瓶不必消毒),果肉無漂浮 0.2~0.5
      5~10kg瓶裝果醬 膠凝劑 中速凝固 采用對熱敏感的包裝或將果醬裝入容量為5~10kg的瓶內任其慢慢冷卻, 但要求在裝料前冷卻到70-75℃ 0.2~0.6
      大容器包裝果醬 膠凝劑 慢速凝固 要求裝入大容器之前冷卻到60℃ 0.2~0.7
      果凍 膠凝劑 慢速凝固 在膠凝前要求所有的氣泡從果凍中逸出 0.3~0.5
      面包果凍 膠凝劑 特別快速凝固 要求在70℃時裝入大容器內, 在烘烤爐溫下凝膠的結構不受干擾時, 果醬穩定 0.5~1.0
      果膠果凍 膠凝劑 最慢凝固 高固體含量(76%~78% ), 為了有足夠的沉淀時間, 要求用最慢凝固的果膠 1.0~2.5
      充氣糖食 膠凝劑 特別慢凝固 高固體含量(70% ~78%), 加工過程某些設備的加工溫度低, 故要求用慢凝固果膠 0.7~2.0
      冷凝固果醬餅果凍 膠凝劑 快速凝固
      控制可溶性固體含量為61%的冷糖漿的凝固, 加入50g/100mL的檸檬酸使pH約為4.0
      控制可溶性固體含量為30%的冷凝固果醬餅果凍的凝固, 2~4次液態糖使pH約為2.9
      0.6~1.0
      最終產品
      0.6~0.8
      果子凍基料
      2~4
      長效巴氏殺菌發酵牛乳飲料及牛乳-果汁飲料 膠凝劑 特別快速凝固 使酸牛奶在不發生乳凝的情況下進行巴氏滅菌, 必須檢查果膠的保護膠體效應 0.4~0.7
      檸檬濃縮飲料 膠凝劑 快速凝固 在生產過程中形成凝膠以獲得穩定作用,該凝膠必須快速形成 0.1~0.2
      果汁 膠凝劑 特殊HM果膠 統一校準到固定黏度 0.05~0. 10
      水果飲料 膠凝劑 特殊HM果膠 統一校準到固定黏度 0.05~0. 10

      高脂果膠用量參考

      果醬、果子凍、果凍:起膠凝作用,成品細膩,富有彈性和韌性,增加香味,使口感幼滑爽口,用量參考:0.3%-0.6% 。

      棒冰、冰淇淋:起乳化穩定作用,成品口感細膩,滑爽。用量參考: 0.1%-0.2%

      酸奶,乳酸菌, 果汁: 起穩定, 增稠作用, 可延長制品的保存期, 具有天然水果風味, 用量參考: 0.1%-0.3%

      焙烤食品:提高面團的透氣性,增強口感,延長保質期。用量參考:面粉量的0.3%-0.8%

      高脂果膠使用方法

      將果膠和3-4倍的細白糖拌勻,加入80℃的純凈水攪拌溶解,溶解濃度2.5%-4%,溶解好后按比例加入各種制品中。

      參考資料
      1.果膠.中國化工制造網[2013-02-27]
      2.李鳳林、黃聰亮、余蕾食品添加劑:化學工業出版社[2008]
      3.東風.食品化學.北京:化學工業出版社[2007]
      4.胡國華.功能性食品膠[]
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