目录
1 果胶的结构与分类
1.1 酯化度
1.2 高酯果胶
1.3 低酯果胶
1.4 主要技术指标
2 果胶的来源与生产技术
2.1 果胶来源
2.2 果胶的生产
3 果胶的化学及物理性质
3.1 溶解性
3.2 果胶溶液的流变特性
3.3 稳定性
4 果胶的功能性质
4.1 高酯果胶的胶凝性质
4.2 低酯果胶的胶凝性质
4.3 高酯果胶的蛋白稳定性
5 果胶的应用技术
5.1 乳制品
5.2 果酱和果冻
5.3 糖果
5.4 果汁及软饮料
5.5 水果预制品
5.6 焙烤夹心料
5.7 保健药品与药物
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5.1 乳制品
果胶能在其中发挥良好稳定作用的酸性乳制品,可以分为发酵乳饮料、直接酸化乳饮料、搅拌或凝固型酸奶等。跟乳饮料相似的产品,如乳清饮料和大豆蛋白也可以应用果胶作为稳定剂。酸化乳饮料和酸化植物蛋白饮料与传统的软饮料相比代表了一种健康时尚,不同的蛋白种类赋予饮料不同的风味和质构特点,并且使这类饮料能满足各种消费者的需要。同时这些饮料也可以成为许多功能性配料(如膳食纤维、矿物质、维生素等)的良好载体。
5.1.1 发酵乳饮料与直接调酸乳饮料
发酵乳饮料和直接酸化乳饮料是最常见的酸性乳饮料。发酵乳饮料由酸奶、水、甜味剂、果汁等原料配制而成。由于其良好的口感和营养,发酵乳饮料已经在许多国家受到欢迎,具有较高的市场占有率。这些发酵乳饮料可以分为活菌型的和灭菌型的,活菌型的含有能促进人体健康的乳酸菌,灭菌型的具有较长的保质期。直接酸化乳饮料是由酸或果汁直接酸化牛奶得到的乳饮料,调酸后要在经过均质和杀菌以获得较长的保质期。这一类乳饮料一般具有较低的蛋白含量和清爽的口感。如前面所述,在发酵乳饮料或果汁乳饮料中使用高酯果胶能够有效阻止蛋白质的凝聚,避免由于加热作用而导致的蛋白质脱水和沉淀作用。高酯果胶一般在酸化之前加入,以使生产更加灵活,果胶的用量取决于牛奶的含量。
5.1.2凝固型和搅拌型酸奶
凝固型或搅拌型酸奶是非常传统的发酵乳制品,由于其具有很好营养价值和保健功能,一直受到人们的欢迎。添加水果的通常是搅拌型的,不添加水果的通常是凝固型的。
在凝固型酸奶或搅拌型酸奶中,通常使用低酯或酰胺化果胶作为稳定剂。果胶应该在酸奶发酵前就加入,可以与其他辅料(如糖或用来提高固型物含量的脱脂奶粉等)一块添加。如果在发酵后加入果胶,酪蛋白的凝胶结构会由于溶果胶的机械剪切作用遭到破坏。另外,选择一个合适的果胶添加量也很重要。
5.1.3乳清饮料
乳清是工业生产干酪及干酪素的副产品。由于乳清蛋白是一种高级蛋白具有较高的营养价值,乳清蛋白饮料非常符合人们追求营养的需求。而且乳清饮料具有低热量且口感清爽的特点,给人一种健康的印象。过去几年中,乳清饮料的种类迅速增加。市场上的乳清饮料主要有三种形式:
(1)乳清与果汁直接调配;
(2)制作无蛋白澄清饮料;
(3)发酵型乳清饮料。
由于甜乳清(来自粗制凝乳酶的生产,pH在5.8以上)和酸乳清(pH低于4.5,来自酸奶酪的生产)差别很大,在乳清果汁饮料中,通常使用甜乳清粉末,也可以使用浓缩乳清。在这些直接采用酸或果汁酸化的低成本的乳清蛋白饮料可以用高酯果胶作为稳定剂。乳清蛋白具有较强的耐酸能力,在酸性条件下是可溶的,当被加热时,乳清蛋白会变性成为不可溶的沉淀。加入高酯果胶后,能够避免乳清蛋白的热变性,使产品具有较长的货架期。
需要说明的是,在乳清和乳清饮料工业中,为了获得稳定的产品,除了要选一个合适的稳定剂外,原料的选择以及加工技术也是重要的。果胶的加入应在乳清蛋白酸化之前加入,添加量取决于乳清蛋白的含量。另外,确保乳清蛋白的复水也非常重要。
5.1.4大豆蛋白饮料
作为乳蛋白的替代品,大豆蛋白主要以豆奶、大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白形式应用于高蛋白含量的大豆果汁饮料生产中。与乳清果汁饮料的生产类似,高酯果胶对大豆果汁饮料具有很好的稳定效果,其对大豆蛋白的稳定机理与乳蛋白类似。因为大豆分离蛋白和浓缩蛋白不容易溶解或溶解不充分,在生产大豆制品中,对大豆蛋白进行合适的水合作用是必须的。
大豆蛋白饮料非常适合素食主义者或乳糖不耐者饮用。新的加工技术不断改善大豆制品的风味,并且消费者越来越认识到大豆制品对健康的益处,这促使大豆蛋白饮料越来越来受到欢迎。
5.1.5其他饮料产品
传统且不同寻常的酸奶饮料,如开菲尔奶、马奶酒都属于发酵乳饮料,这些产品通常奶含量很高,通常加入水果或水果香精,还有糖或甜味剂。这些产品也可以通过添加果胶来改善组织状态与口感。现在市场上以“清爽”为概念的饮料只含有少量的乳蛋白,介于果汁饮料与乳饮料之间,这些饮料被称为“Smoothies”,是一类缺少明确定义的产品。这一类产品非常适合以高酯果胶作为稳定剂,同时高酯果胶能给这一类饮料带来清爽的口感和良好的风味释放。
贴个配方供大家查考:
发酵乳饮料
原料
添加量(%)
果胶
0.3
脱脂发酵乳
35
蔗糖
9.0
浓缩草莓汁
1.6
柠檬酸
0.04
苹果酸
0.04
柠檬酸钠
0.09
香精
根据需要
柠檬酸溶液(50%)或柠檬酸钠溶液(10%)调整到适合pH
加水到
100%
pH
3.8-4.2
工艺:
1)先将果胶与糖干混,加入搅拌中的75℃热水中,搅拌10min
2)将发酵乳与果胶溶液混合,搅拌10min
3)搅拌状态下加入果汁、酸、缓冲盐和水
4)检查pH,如果需要,用柠檬酸溶液或柠檬酸钠溶液调节到适合pH。
5)升温到60-70℃
6)均质,20MPa/5MPa
7)杀菌,90℃/10min
8)灌装并冷却到室温 -
5.2 果酱和果冻
果酱是大量使用果胶的主要食品。在果酱中添加果胶可有效地改善果酱细腻度,使其具有良好的流动性和可涂抹性,易灌注。利用果胶的凝胶性可以很好的保持果酱的风味,最大限度的减少析水现象。
果酱、果冻和蜜饯制品可以分成两类:通常同形物含量高于60%的传统制品,固形物含量在25%—55%之间的低糖制品。
果酱和果冻代表了果胶的传统应用,至今仍企全球各地占右很大部分的消费。
高酯果胶用于同形物含量大于60%、PH小于3.6的果酱、果冻和蜜饯制品中。一般添加量为0.4-1.0%。
典型加工工艺包括:水果加糖后一起加热,然后加入果胶溶液、将混合物加热既可用真空系统,也可用常压系统蒸点至所需固形物浓度。通常在装罐前温度高于80℃以上的情况下,用柠檬酸进行pH调整,胶凝作用将在罐中随着制品冷却而发生。
由于高酯果胶是非剪切可逆的,因此在果胶的凝固点温度以上装罐以避免凝胶破裂及缩水是至关重要的。
不同的高酯果胶具有不同的最佳pH和可溶性固形物含量。
果胶的选择也取决于所要制造产品的类型。在蜜饯制作过程中,水果片必须均匀地悬浮于容器中。另一方而慢速凝结果胶适合于果冻,它可使气泡在脏凝反应发生之前选出以形成完全透明的产品。包装材料的大小也影响果胶的选择,推荐快速凝结果胶用于大罐。由于大罐冷却速率相对较慢.出此需要较炊的胶凝速率以维持水果片的位置。然而,值得注意的是对于非常大的容器(几千克到几百干克),有必要预先将制品在装罐前冷却,这是由于罐中心的冷却速率太慢.而果胶长时间暴露在高温环境下会产生阵解。在这种情况下,可用慢速凝结果胶甚至低酯果胶,以便能在灌装的冷却而不破坏凝胶结构。当使用小包装,特别是食品用单个包装时,也要求使用慢速凝结果胶。因为灌装时间会非常长。在包装前必须降低储罐中的产品温度,以避免果胶在高温下因时间延长发生降解,并确保制品在同一批次的开始和收尾包装中的凝胶作用相一致。
在操作条件达不到高酪果胶的凝结条件时,可采用低酯果胶。典型的情况是糖含量低于60%。如果需要形成可涂抹的质构时,也可用于高固形物含量的配方中。这些果胶在钙离子存住的条件下也发生胶凝,钙离子是制约凝胶作用的主要因素。固形物含量和pH是次等影响参数,但也影响胶凝温度和质构。当固形物含量下降时,如何保持制品中水果片的均匀分布是对制造商最大的挑战。事实上,可溶性固形物最主要的影响是对操作过程中高温下的果酱粘度的影响。
低酯果胶的选择因此主要取决于固形物含量。通常在圆形物含量降低时推荐使用具有向钙活性的酰胺化低酯果胶,这可以确保快速凝结并使水果片分布均匀;在低浓度可溶性固形物配方中,要求加钙以补充水果和水带走的钙量,并保证快速均匀地胶凝。
为了避免过度上浮,通常使月酰胺化低酯果胶和普通果胶的混合物。普通低熊果胶与鲜胺化低能果胶相比可在更高的温度下形成网络结构。有助于水果维持良好的分布。其它胶类如刺槐豆胶或瓜尔胶也通常与低酯果胶合用以便在低固形物含量配方中形成所需的粘度。
在果酱和果冻的产品范围内,一些快速发展的产品是用浓缩果汁取代精炼糖。这些产品的可溶性固形物含量通常在40%—50%之间,并依赖低酯果胶胶凝。与标准低糖配方的唯一区别在于离子平衡问题。由于浓缩果什不但将大量的钙而且把镁、钾带入配方,这当然会影响果胶的选用以及产品中加入的钙量。
重要的一点是特产品的含钙量定位于钙曲线的平直部分,并选择具有较高钙变化承受能力的果胶。这可保证制品具有均一的质构,并不受由于天然原料中钙量在—定范围内波动的影响。
典型的果酱的配方与工艺:
高糖果酱
添加顺序
组分
添加量(公斤或升)
可溶性固形物含量,公斤
A
水果
45.0
4.5
糖
60.0
60.0
B
高酯果胶AP104
0.4
0.4
水
7.0
-
C
柠檬酸溶液,50%w/v
按需要
组分总重量
112.7
64.9
蒸发量
12.7
产量
100.0
65.0
可溶性固形物含量:
65%
产品PH值:
3.0~3.1
加工工艺:
1 混合组分(A),加热到约90℃使糖完全溶解,真空加热蒸发使固形物含量达71%。
2 将果胶用高速搅拌器搅拌溶解于约80℃热水中。
3 将果胶溶液(B)加到(A)的混合物中。
4 加热蒸发使固形物含量达65%。
5 添加柠檬酸溶液(C)调整PH。
6 注入储藏罐或充填容器中,充填温度最低为65℃。
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5.3 糖果
果胶广泛应用于许多传统糖果制品中。同时,它在许多其它糖果制品中也是一种重要的质构调节剂,发挥其极佳的风味释放性能、高度的透明性及不粘牙的品质。
凝胶糖果的可按固形物含量通常在75%~80%之间。pH约为3.5。由了固形物含量很高,重要的是在配方中使用慢速凝结果胶及缓冲盐,以避免应用的发生预凝胶。
标准的工艺过程:先用缓冲榆制备果胶溶液,如果配方中包含水果和糖的话。则先将糖和水果加热与果胶溶液混合,以减少蒸煮前的水分,再把混合物加热并蒸发到所需固形物含量。酸、色索和香精在注模时加入。果胶凝胶还可用注入淀粉或橡胶模于的方法制作,也可在大方盘中成型后再切割。
在大多数情况下,用于糖果制品的果胶是超慢速凝结的类型,以保证具有较低的凝结温度。即使采用这种型号的果胶,体系的胶凝温度通常也在80℃左右。如要充分发挥果胶的胶凝性能,注模温度还必须高于80℃。这与常见的明胶糖果的生产有很大不同,明胶糖果的凝结温度要低很多。另一个常见的差别是胶凝速度。出于能很快形成坚韧的凝胶,因此注模后果胶凝胶能很快脱模。与所有的高酯果胶一样,典型的果胶胶冻是非热可逆的。
在糖果工业中,与果胶合用的常用缓冲剂款包括柠檬酸钠和酒石酸钾钠,后者趋向下形成质构更为坚韧的凝胶。高酪果胶也常常与其它配科如明胶、淀粉或琼脂合用以获取中等状态质构。在明胶糖果中,也使用少量果胶以提高糖果的熔点。这样在温暖气候条件下出售的糖果就可以在整个货架期内保持良好的外观,
而且不显著影响产品质构。
在一些中性糖果中,可以使用低酯果胶作为胶凝剂。另外,高酯及低酯果胶也广泛应用于糖果夹心物中。这种夹心物然后再用常见的巧克力浆进行浸涂挂衣,或者注模成软心豆糖粒。
5.4 果汁及软饮料
作为一种增调剂,果胶很自然地被用于饮料和软饮料中。同时高果胶在饮料中也作为口感增强剂。这种性质被广泛应用于果汁含量较少的果汁饮料或无糖软饮料中以增强口感。
因为大部分果汁饮料和软饮料都含钙,所以在这些产品中推荐使用高酯果胶,以使果胶的钙敏感度降至最低,并避免胶凝的危险。制品轻微的胶凝会改变溶液的流变学件质,以产生不希望的假塑性流体状态。果胶生产商为客户供应快速凝结型果胶时通常是按照粘度而不是胶凝性质来进行标准化,以保证饮料应用这种性质的一致性。
在果汁饮料中果胶的添加量一般为0.05~0.5%。
5.5 水果预制品
我们在这儿讲的水果预制品是指应用于酸奶的水果果伴。
普通酸奶是一种营养丰富、便于直接消费的低热量健康食品,近几十年世界各地酸奶消费增长迅猛,而水果酸奶占主要上升区间。在大多数国家水果酸奶占酸奶75-90%的市场分额。
水果预制品可和杯酸搅拌后食用,这种水果酸奶称作“Swiss”。一种特殊类型是质构改良的“Swiss”,它是通过在水果预制品中添加DF型果胶,使得和酸奶混合后呈现高黏度、奶油状质构,而不需要蒸发、超滤、发酵前加脱脂奶粉这些工艺。
近年来一种新型包装的水果酸奶趋于流行。水果预制品和酸奶被分开包装在一个盒子里,消费者将其混合食用,这就要求水果预制品易于混合。水果预制品PH通常较低,以赋予水果预制品更深的颜色和更新鲜的水果风味。
另一种水果预制品是将水果预制品分层放在容器底部,上面是接种后正在发酵的牛奶或已发酵好的酸奶,称作“圣代(Sundae)”型或底部水果型酸奶。
水果预制品的固形物含量为20-65%。低固形物含量最适宜和酸奶混合,但为防止大容器中水果上浮需要有效的增稠剂。出于口感考虑,通常要求固形物含量为50-65%。
根据水果酸奶的需求状态不同,水果含量范围为20-100%。各种水果被用于制作水果预制品,其中草莓、木莓、蓝莓、桃、樱桃较常用。这些水果经常被切成块以利于水果的糖平衡。
水果预制品的pH值和酸奶的pH 接近,如3.6-4.0。果伴型的水果预制品pH值一般较低,为3.1-3.3。
5.6 焙烤夹心料
焙烤夹心也可以叫做焙烤果酱,也是水果制品一种。焙烤果酱是焙烤工业中的重要原料。
不管应用在面团表面或内部,焙烤夹心料通常必须具有好的热稳之性,足够低的水分活度.以尽量减少水分从馅料转移到面团中。这对货架寿命长的小甜饼和谷物棒尤为重要,对焙烤夹心料的特性要求大部缘于这类别品。
正如乳品工业用的水果制品一样、焙烤制思为夹心料生产也趋向于外加下并使用大容器来包装运输。
大部分解烤夹心物的固形物含量很高。典型的在60%~80%之间—因此,在这类制品中使用高酯果胶似乎很自然,也由于这些制品的热不可逆性。然而高成果胶完全是非触变性的,而且在泵送后会失去所合质构,由于需要灌装前冷却,并采用机械泵送,对于用于焙烤制品的纯粹的高酯果胶凝胶不适合包装在大容器中。否则高贿果胶凝破会被这些加丁工艺破坏,并出现缩水现象,其焙烤稳定性也很差。
对于其它类型具有焙烤稳走性的夹心料,一些特种低酯果胶比较理想。尽管低配果胶具有典型的热可逆特点(此特点被用于制品上光),但采用优化的配方能生产出焙烤稳定的制品。由于普通低酯果胶能与钙强烈结合,显示出高度的焙烤稳定性,因此通常是首选材料,正确选择钙盐品种和添加量是保证夹心料质构及其热稳定件的关键。如果配方的固行物含量特别高,采用海藻酸钠与果胶复配能有效提高填充物外观及其焙烤稳定性。
典型配方
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果胶除了具有天然的保健效果外,还可在药品方面用作功能性配料或药片助剂。
高酯果胶可用于各种伤口敷料中,其良好的亲水性质可维持伤口洁净,并加速伤口愈合。
果胶也广泛用于处理溃疡和其它胃不适症状,其成膜性能是这方面应用的这础。特别设计的果胶能在胃中细胞表面成膜,成为防止目酸的保护层。
果胶在一些国家作为活性成分用于咽喉镇痛剂及许多咳嗽药物之中。
总的来讲,果胶具有一下保健功能:
调节血脂;
调节血糖反应;
改善肠胃功能;
预防肥胖或减肥;
排除体内毒素;
提高多种维生素和矿物质的生物利用度;
抑制癌细胞扩散或肿瘤的形成。
对于这些功能,有兴趣的朋友可以了解一下。
果胶与心血管疾病
动物及人体实验证实通过食用果胶能有效吸附体内及食物内的乳糜脂肪、脂蛋白、胆固醇、胆汁及胆汁酸盐,同时由于果胶是一种极具粘性的高分子物质,可以黏附在肠黏膜上减少对以上物质的吸收,可以有效降低人体血液中低密度脂蛋白(LDL) 水平、胆固醇水平、乳糜脂蛋白水平,而对高密度脂蛋白(HDL)水平没有影响。从而可以保护人体心血管,并预防相关疾病的发生,辅助治疗心血管疾病。高血脂患者人体实验研究证明每天食用6g-10g果胶对降低血液中胆固醇和血脂水平效果明显,每天食用6g-10g果胶2周后血液中胆固醇和血脂水平即有显著下降,3月后血液中胆固醇和血脂水平即可达到正常人水平.
果胶与体内毒素
果胶吸水膨胀后具有粘稠的特性,像海绵一样,能够吸附和包裹肠道内代谢废物以及随食物进入体内的有毒物质并及时排出体外,缩短毒废物质在肠道内滞留时间并减少肠道对废毒物质的吸收,清除粘在肠壁上的氨、黄曲霉素、亚硝代谢毒素等体内毒素和有害细菌,使大肠内壁形成光滑的薄膜,利于食物残渣快速通畅地排出体外,防止各种毒素在肠道的二次吸收。人体及动物实验证实果胶可以吸附铅、铜、钴、镍、锰、铯等重金属和放射性金属。根
果胶与糖尿病
由于苹果果胶属于低含热能物质,不为人体内唾液、胃液、胰液、肠液中的酶类所分解和吸收,吸水后体积膨胀为原来的10倍,并形成高分子粘稠状态。一方面可增加胃内容物的黏度,将食物中的碳水化合物包裹起来,并随着肠道的蠕动,逐步释放出来为人体吸收;另一方面可附着在肠胃黏膜上,延迟胃排空,阻止碳水化合物的迅速吸收而引起正餐后血糖的迅速升高。人体实验证实食用适量果胶可有效调节糖尿病人正餐后的血糖水平,降低对胰岛素需求的依赖,促进胰岛素分泌细胞恢复。已经被证实食用苹果果胶可以降低血糖和促进胰岛素分泌,兼于果胶对心血管疾病的预防和辅助治疗作用,对Ⅰ型糖尿病(IDDM)和Ⅱ型糖尿病(NIDDM)人都是有益的。
果胶与癌症
世界卫生组织调查显示有60-80%的癌症是由环境中的化学毒素引起的。动物和人体实验研究发现食用果胶能够吸附和促排体内致癌物质,具有预防癌症的作用。果胶还有抑制癌细胞扩散的作用,其可能机制是,果胶分子中的半乳糖醛酸分子具有与导致癌细胞扩散的错误信息源——糖蛋白相似的化学性质,并能够阻止癌细胞与正常细胞之间信息的传递,从而阻断了癌细胞的生长与扩散,进而使发生癌症部位恢复正常。另外,研究还发现苹果果胶对能导致癌症等多种疾病的活性氧具有明显的抑制作用,也是抑制癌症的一个重要作用。
果胶与肥胖
果胶是一种大分子多聚糖,也是一种水溶性膳食纤维,摄入人体内吸水膨胀,体积变大,容易使人产生饱感,并延迟胃的排空,加之能在小肠内吸收食物中未被消化的乳糜脂肪和降低血浆胆固醇,长期食用可有效预防肥胖和减肥,并预防肥胖引起的众多并发症。
感谢:
主讲老师:qfhy
qfhy硕士研究毕业后,一直在亚洲最大的果胶生产企业从事果胶的应用研究工作,主要负责
果胶在乳制品中的应用开发工作,对果胶的生产和应用有深入的研究。 -
呵呵,表紧的,吃喝玩乐都不影响的:victory:
就是日子太好过+天天骨头汤,体重直线上升:L 就这点最不好了 -
:lol :lol
康复以后再减肥吧。 -
好好学习一下!谢谢分享!!!
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:L 研究太深了吧
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楼主是搞学术的.细致,专业.大家要都能有这么一份平静的心.也不担心没好作品了.
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太详细了,,,,,,,,顶一下学习