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食品级黄原胶应用性能检测方法的研究

发布日期:2015-02-05 14:56:46
食品级黄原胶应用性能检测方法的研究和蔗糖
食品级黄原胶应用性能检测方法的研究
食品级黄原胶应用性能检测方法的研究黄原胶(Xanhan gun )是野油菜黄单胞菌(Xanhononas canpestris)以碳水化合物为主要原料,经发酵产生的一种微 生物胞外杂多糖。其分子结构为D■葡萄糖、D甘乳糖、D葡 萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸组成的‘‘五糖重复单元”结构聚合 体。黄原胶分子的一级结构是由蔗糖苷键连接的D葡 萄糖基主链与三糖单位的侧链组成,其侧链由D甘露糖和 D■葡萄糖醛酸交替连接而成,黄原胶分子侧链末端以缩醛的 形式含有丙酮酸。黄原胶在氯化钠水溶液中主要以多分子 缔合状态存在,少量以单分子状态存在,且为蠕状链,缔合 状态的分子呈分段的双股螺旋构象,这是黄原胶的二级结 构。黄原胶的双螺旋依靠微弱的共价键形成网状立体结构, 这是黄原胶的三级结构,它在水中以液晶的形式存在m。黄 原胶独特的分子结构,使其具有增粘性、协效性、假塑性、良 好的分散作用和乳化稳定性能等[2。
黄原胶国家标准GB 1388(-2007对黄原胶的性能要求在 粘度方面,只要求测定%% KCl与1%黄原胶混合后的粘度及 其剪切值[3J。而在众多食品中,黄原胶添加量很少高于
05% [4-5J,且大多食品对其耐盐、耐酸、耐温等性能要求较 高[& 61。笔者介绍食品级黄原胶应用性能的一种检测方法, 更加准确的反映食品级黄原胶的性能,为食品级黄原胶质量 分析提供更加合理的参数。
1材料与方法
11材料黄原胶由郸城财鑫糖业有限责任公司提供。取 不同批次黄原胶样品,食品级黄原胶应用性能检测方法的研究,分别编号为样1、样2样3样4样5 样6蔗糖、NaCl柠檬酸均为分析纯。KARW20型数显电 动撹拌机(四叶片螺旋桨叶),美国Waring 1 L实验室高速撹 拌器,BrookfiledDV-型粘度计,电子天平(精确度0 01 g), 座式蒸汽灭菌锅。
1 2方法
12 1蔗糖及NaC财黄原胶粘度的影响 1 2 1 1只加蔗糖。称取294 6 g离子交换水(pH值7 0 左右,电导率5左右,下同)于Waring撹拌器中。a黄原胶与 蔗糖混合后溶解:称取0 90 g(0 3%)黄原胶与4 50 g (1. 5% )蔗糖,混合后用W aring 1 x 2 000 r/m in撹拌约45 m in h黄原胶溶解后加蔗糖:称取0 90 g( 0 3% )黄原胶,用 Wariig 1 x 2 ⑴0 r/m n撹拌约 30 m n后加入 4 50 g( 1 5% ) 蔗糖继续撹拌约15 mi。待a或b黄原胶及蔗糖完全溶解 后测粘度(温度保持在25°C左右,S62 1 5 r/min下同)。
1 2 1 2只加NaC。称取296 1 g离子交换水于Waring撹 拌器中。a黄原胶与NaC l混合后溶解:称取0 90 g(0 3% ) 黄原胶与 3 00 g( 1 0%. ) NaC r混合后用 Waring 1 x 2 000 r/mi撹拌约45min b黄原胶溶解后加NaCl称取0 90 g (0 3%.)黄原胶用 W ariig 1 x 2 000 r/m in撹拌约 30 m in后加 入3 00g( 1 5% )NaCl继续撹拌约15min待a或b黄原胶 及NaCl完全溶解后测粘度。
1 2 1 3黄原胶离子交换水粘度。称取299 1 g离子交换 水于Wariig撹拌器中,加入0 90 g黄原胶,1 x 2 0⑴r/m ii 撹拌约45 mi,待黄原胶完全溶解后测粘度。
1 2 1 4黄原胶与蔗糖混合溶解后加NaC。称取486 0 g 离子交换水和7 50 g( 1 5% )蔗糖于Waring撹拌器中,以约
05x2 000 r/min撹拌时缓慢加入1. 50g(0 3% )黄原胶,调 节撹拌速度约为1 x2⑴0 r/m in撹拌30 m in后加入5 00 g (1. Q%)NaCl继续撹拌15min=待黄原胶、NaCl完全溶解后 测粘度(S62 1 5 r/min下同),该溶液记做A溶液。取所得 A溶液装入120 m广口瓶并塞紧瓶塞,用灭菌锅121 °C加热 15 m in冷却至25 °C后测粘度。
122黄原胶的耐盐、耐酸、耐温性能
12 2 1耐盐试验。取120 0 g A溶液于500ml烧杯中,缓 慢加入24⑴gNaCl(2Q/c.),开启KA RW20电动撹拌800 r/min撹拌约15min待NaCl溶解后测粘度。将所得溶液装 入120 ml广口瓶并塞紧瓶塞,用灭菌锅121 °C加热15 mi,
tb==.5s3s>^^
1 2 2 2耐酸试验。取133 3 gA溶液于5⑴ml烧杯中,开 启电动撹拌8⑴r/m in先加入1 0 m 110%柠檬酸溶液,撹拌 约15m in测粘度(相当于添加固体柠檬酸0 075%);再加入 1 0m 1 10%柠檬酸溶液,撹拌约15m in测粘度(相当于添加 固体柠檬酸共0 15%.)。取所得溶液装入120 ml广口瓶并 塞紧瓶塞,用灭菌锅121 °C加热15 min冷却至25 °C后测 粘度。
12 2 3耐温试验。取120 0 gA溶液装入120ml广口瓶 并塞紧瓶塞,食品级黄原胶应用性能检测方法的研究,用灭菌锅121 °C加热15 m in冷却至25 °C后测 粘度。取120 0 g A溶液装入120 ml广口瓶并塞紧瓶塞,放 入沸水浴(实测温度为98 ±0 5 °C)加热30 m n冷却至25 °C后测粘度。
2结果与分析
21蔗糖及NaCl对黄原胶粘度的影响由表1~ 2可知,
黄原胶和蔗糖体系与黄原胶去离子水体系(空白试验)相比, 少量的蔗糖可以提高黄原胶体系粘度,且黄原胶溶解后再加 入蔗糖更有利于粘度增加。蔗糖的加入对其耐温性能影响 不大。黄原胶与NaCl体系与黄原胶去离子水体系相比,少 量的NaCl可以降低黄原胶体系粘度,而黄原胶溶解后再加 入NaC可减小体系粘度下降的程度。加入NaCl可明显提 高体系耐温性能。黄原胶与蔗糖混合溶解后加NaC l体系, 其粘度受蔗糖和NaCl的共同影响,体现了试验1a与2b的综 合性能,且体系总体粘度变化接近试验2b的结果。
表1蔗糖及NaCl对样1黄原胶粘度的影响 Table 1 The effects of sucrose and NaCl on the viscosity of ^nthan
gum sample 1cp
编号
No加热前粘度
Viscosity bef>re heating加热后粘度
Viscx>siy after heating
1a4 5591 300
1b4 8291 427
2a3 5893 759
2b4 1193 899
34 5191 260
44 4693 759
注:1a为黄原胶与蔗糖混合后溶解;1b为黄原胶溶解后加蔗糖;2a为黄 原胶与N£l混合后溶解;2b为黄原胶溶解后加NaC43为黄原胶离 子交换水粘度;4为黄原胶与蔗糖混合溶解后加下表同。
度;而Nac啲引入则明显降低了大分子的这种影响,且NaCl 的这种影响对黄原胶质量分数较高的体系更明显。该试验 结果与其结论有相符之处。有研宄指出黄原胶具有明显的 非牛顿流体的触变性,0 3%浓度的黄原胶是其粘度性能的 分界点。建立该体系选择黄原胶浓度为0 3%可准确地说 明黄原胶的部分性能。
22 0 3%浓度黄原胶的耐盐、耐酸、耐温性能测得的4
个黄原胶样品粘度结果见图1~ 4。由图1~ 4可知,0 3%黄 原胶在加入20% NaCl或0 15%_柠檬酸后,其粘度均有所下 降。而加入20% NaCl或0 15%柠檬酸后其耐温性能均明显 高于空白试验,即加入高浓度NaCl或少量柠檬酸可提高 0 3%黄原胶的耐温性能。
由图1~ 4可知,耐盐性能:样5>样3>样4>样6耐酸 性能:样3>样5>样4>样6耐温性能(121 °C,15 m in):样 3>样6>样5>样4耐温性能(100 °C,30 m ii):样5>样4
>样3>样6样品耐盐、耐酸、耐温性能综合比较:样5>样 3>样4>样6> 121 °C,15mii、1⑴。C,30mii样品耐温性能
不同,很可能与黄原胶水合程度有关,适当的加热可增加黄 原胶水合程度,食品级黄原胶应用性能检测方法的研究,表现为良好的耐温性,而过热的环境可能破
坏黄原胶水合程度,表现为弱耐温性。
♦耐益 Tolerance- to salt ■耐酸 TbLemnee to acid
4 500「^^.121 C Tolemixe to 121 "C hlf^i temperature
100 £ Tolerance to 100 eC high tauperaiure
Fg 1 The perfoimance test of xanthan gun sample 3
Note 1a xanlhan gum and sugarm ixture dissolved; 1b dissolved xanthan gum added sugar 2a xanlhan gum andNaClm ixture dissolved 2b dissolved xanhan gum addedN aC l 3Xanlhangumviscosiiyofion- exchange water 4 xanthan gum and sugar mixture dissolved added N a: l The sam e as b elow.
表2蔗糖及NaCl对样2黄原胶粘度的影响 Table2 The effects of sucrose and NaCl on the viscosity of ^nthan gum sample 2cp
编号
No加热前粘度
Viscosity bef>re heating加热后粘度
V isc(os iy after heating
1a5 2193 419
1b5 4793 689
2a3 5894 439
2b4 9794 899
35 0993 599
44 9795 059
结论与讨论
(1)黄原胶在不同离子及不同pH值条件下其粘度受到 一定影响,试验用水选用去离子水是为了避免生活饮用水或 食品生产用水在地区间的差异而引起的粘度误差。溶解过 程加入少量蔗糖及NaCl是为了建立黄原胶在食品中的液相 体系。
(2)耐盐性能检测。根据黄原胶在产品应用中的耐盐对 象多以NaC为准,且最高添加量在20%左右(酱类食品),故 试验设计耐盐性能以添加20% NaCl前后黄原胶粘度变化为 依据,可以充分体现高盐环境中黄原胶的粘度变化性能。
(3)耐酸性能检测。根据试验大部分黄原胶在浓度为 0 3%,用去离子水溶解的情况下,加入0 075%柠檬酸时,其 黄原胶溶解液体系的pH值在4 0〜4 5加入〇 15%柠檬酸 时,食品级黄原胶应用性能检测方法的研究,其黄原胶溶解液体系的{H值在3 5~ 4 Q而大部分添 加黄原胶的食品其pH值一般均为中性,酸性饮料等产品的 pH值相对较低,但一般均不会低于3 5检测方法以添加2 次柠檬酸为基准,分别测定黄原胶溶液粘度变化,反映该黄 原胶的耐酸性能。
(4)耐温性能检测。大部分食品杀菌采用巴氏杀菌(85 °C,30min左右),也有采用超温瞬时杀菌(121 °C,5 s左 右)[6],该试验采用蒸汽灭菌锅121 °C保温15 m ii与沸水浴 加热30m in可完全达到一般食品加热杀菌的要求,对评价 黄原胶是否利于食品生产中耐温性能是可行的。
(5)该研宄表明,黄原胶体系中少量的蔗糖可提高体系 粘度,少量的NaCl可降底体系粘度而提高其耐温性。建立 蔗糖、NaC供同存在下的一种黄原胶在食品中的液相体系, 在 20%.NaCl0 15%柠檬酸、121 °C,15mi 1⑴。C,30m 1 条 件下分别测定黄原胶体系粘度前后变化,结果表明,该方法 可准确地反映黄原胶耐盐、耐酸、耐温性能。
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