主题:【资料】CNS_20.011_罗望子多糖胶

浏览 |回复0 电梯直达
enhua
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
罗望子多糖胶的理化性质,应用和标准

陈炳坤



罗望子多糖胶的理化性质,应用和标准

一、引言

罗望子(Tamarindus indica L.)又称酸角、酸豆、罗晃子、酸梅(海南)、“木罕”(傣语),为苏木科(Caesalpiniaceae)酸角属(Tamarindus)的一种高大的常绿乔木植物。罗望子原产于热带非洲,经苏丹引入印度后开始繁衍种植,现广泛分布于除南、北极洲外的其他各大洲。主要分布在我国广西、广东、福建、四川等省区的南部以及海南、台湾等海拔低于 1400m 旱坡、荒地和干热河谷地区,而我国罗望子资源最丰富的地区是云南省的南部、西南部和西部地区。此外在老挝、印度、孟加拉、缅甸、斯里兰卡、马来西亚、泰国等国也有分布。

罗望子胶又称为罗望子多糖(Tamarind Seed Polysaccharide,简称TSP)。它是从豆科罗望子属植物罗望子(又称酸角)的种子胚乳中提取分离出来的一种中性多糖,易分散于冷水中,加热则形成粘稠状液体。罗望子胶有良好的耐热、耐盐、耐酸、耐冷冻和解冻性,具有稳定、乳化、增稠、凝结、保水、成膜的作用,其水溶液的粘稠性较强,黏度不受酸类和盐类等的影响,是一种用途广泛的食用胶。

二、罗望子多糖胶的理化性质

罗望子胶的分子主要由D-半乳糖、D-木糖、D-葡萄糖三种单糖构成,三种单糖以1:2:3的比例组成了罗望子胶的中性聚多糖。也有研究结果表示,他们三种单糖的比例是1:2.25:2.8,其分子结构图如图1所示。除中性聚多糖存在外,也有少量的L-阿拉伯糖是以游离的形式存在于罗望子胶分子内。据报道,用不同的方法测定罗望子胶的分子量,其结果差异也有所不同。据报道,用黏度法、渗透法、铜值法和3,5-二硝基水杨酸还原法测定的结果分别是523500、546000、556000和115000。

图1.罗望子多糖胶的分子结构

罗望子胶为自由流动、无臭无味、乳白色或淡米黄色的粉末,随着胶的纯度降低,制品的颜色逐渐加深,有油脂气味和手感,易结块,不溶于冷水,但是能在冷水中分散,能在热水中溶解,不溶于大多数有机溶剂和硫酸铵、硫酸钠等盐溶液。它本身不带电荷,属于中性植物性胶。但是当罗望子胶用金属氢氧化物或碱式盐溶液处理后,得到相应的金属络合物,能变成阴离子或阳离子衍生物。

望子胶是一种亲水性较强的植物胶。当罗望子胶在冷水中分散后被加热到85°C以上就会溶解,形成均匀的胶体溶液。胶液的黏度与质量浓度有关,当罗望子胶溶液的质量浓度小于158g/L左右时,溶液表现出牛顿流体性质;但当质量浓度大于158g/L左右时,罗望子胶溶液显示出非牛顿型流体的流变特性,即溶液具有剪切变稀的触变性或假塑性。加热煮沸对罗望子胶溶液的黏度影响相当大,罗望子胶溶液在煮沸20~30min时黏度首先达到最大值,然后下降,但热稳定性较高,在煮沸约5h以后其黏度只下降至最大值的一半。在97°C加热1h后的黏度残存率是瓜尔豆胶的2.5倍。而在-20°C下冷冻1h后测试,它的黏度影响很小。因此罗望子胶具有冷冻融化稳定性。罗望子胶在pH7.0~7.5时比较稳定,超过这个范围其黏度则会降低,在无机酸介质中黏度降低得特别显著,但在使用有机酸时,在pH2.0~7.0范围内溶液黏度受pH值的影响很小,黏度下降的原因是由于其高聚物的解聚引起的;而pH在7.0~7.5时黏度达到最高是由于其分子伸展的缘故。罗望子胶浆料的黏度随温度的降低而增加,但罗望子胶浆料遇冷不胶凝或变稠,且容易进行再分散,甚至贮藏几天之后也是如此。提纯的罗望子胶其溶液的黏度更高,以致很难制备质量浓度大于20g/L的流动性溶胶,其黏度也不受pH及钠盐、钙盐或铁盐的影响,反而随着盐溶液浓度的增高,其黏度有所增加。如添加蔗糖、D-葡萄糖、淀粉糖浆和其他低聚糖都可使其黏度增加,而添加过氧化氢会使其黏度大大降低。罗望子胶水溶液的稠性强,一般不溶于醇、醛、酸等有机溶剂,能与甘油、蔗糖、山梨醇及其他亲水性胶互溶,但遇乙醇会产生凝胶,与四硼酸钠溶液混合则形成半固态,而加热会变成稀凝胶。

凝胶是由微量的多糖类等物质与水作用并使之变硬的状态,也称果冻,从分子水平看,由于多糖类高分子链间的相互作用,形成立体的网状结构,他们之间的微小空间中的水处于被包围状态,在水溶液中,当高分子之间的相互作用力与高分子、水分子之间的相互作用力达到平衡时,就形成凝胶。多糖类的这种性质称为胶凝性[7]。罗望子胶溶液干燥后能形成有较高强度、较好透明度及弹性的凝胶。罗望子胶凝胶与果胶凝胶形成的模式相同,属于必须有糖存在下才能形成凝胶的氢键结合法,不同的是相同浓度的罗望子胶与果胶相比,凝胶强度要高得多。罗望子胶凝胶形成时,凝胶强度随煮沸时间的延长而极大地提高,当煮沸时间分别为5、7、10min时,凝胶强度分别为420、540、650N/cm2。此外,罗望子胶能在很宽的pH范围内与糖形成凝胶,在中性溶液中煮沸长达2h而凝胶强度几乎不受影响,而在热的酸或碱性介质中,罗望子胶也会像果胶一样迅速降解,碱的降解作用与酸相比不太明显。

二、罗望子多糖胶在食品工业中的应用

罗望子多糖胶是一种多功能的食品添加剂,与其他动植物胶相比,罗望子多糖胶具有优良的化学性质和热稳定性。

1. 在冰淇淋中的应用

罗望子多糖胶作为稳定剂,分散于冰淇淋料液中,逐渐与水结合,使大量水分子与氢键相连,在结构上形成三维网状结构,控制了残余水相的流动性,使料液具有一定的粘稠度,这种性能有利于冰淇淋在凝冻时有效充入的空气,并且其无韧性的粘性使冰淇淋入口后融化性好,从而使冰淇淋组织细腻、致密、柔软,并使之有良好的保形性、抗融性和抗热震荡能力。此外,还能使冰淇淋形成纹理细小的冰晶。

罗望子多糖胶与其它稳定剂的兼容性好,表现在与卡拉胶、黄原胶、魔芋胶、刺槐豆胶、CMC 等胶体复配使用具有较好的效果,可弥补其它胶体冰晶粗大的缺陷。不会掩盖或吸附冰淇淋中的风味物质,有利于香味的充分释放,风味释放性明显优于其他胶体。一般情况下,罗望子多糖胶与其它胶体并用的协同增效作用不明显,但是每一种胶各自的优点不会互相抵消。

2. 罗望子多糖胶在水冰中的应用

在水冰类产品中,添加罗望子多糖胶对改善产品的组织结构非常明显,能够有效抑制冰晶的增长,得到组织非常细腻、表面光滑的产品。在此类产品中,罗望子多糖胶的粘结力强但不粘口,成型性好,耐酸、耐盐、抗融性好,既爽口又能增加产品的实物感。罗望子多糖胶的存在还可以使切片产品切面光滑,口感细腻润滑。

3. 罗望子多糖胶在饮料中的应用

罗望子多糖胶能在低浓度(0.05%~1.5%)下形成溶胶,粘度受酸度影响不大,在 pH 值3.2~10.5 的范围内,其粘度和色泽基本上没有变化。用作果汁饮料的增稠剂,可以增加饮用时爽滑、厚实、细腻的口感。同时,罗望子多糖胶的悬浮性还可防止果汁因长期放置而导致的小颗粒沉淀,使细小的果肉颗粒均匀地悬浮于果汁中,大大降低下沉速度。

4. 用作果冻和糕点的胶凝剂

罗望子多糖胶具有强保水作用,可有效地阻止温度降低时果冻和弹性糕点中的水分冷凝析出,从而形成细腻的冰晶。与其它种子胶相比,罗望子多糖胶具有优良的化学和热稳定性,使其在制作过程中加热、冷却时保持较稳定的性质。有关人员经过实验表明,制作马蹄糕时,分层现象是由于调粉浆时,有部分马蹄淀粉颗粒和其他淀粉颗粒没有充分溶胀。蒸煮过程中,未充分溶胀的淀粉颗粒因密度差而沉降使蒸出的糕体分层。当加人罗望子多糖胶后,因其对马蹄粉的增粘作用使得粉浆混合体系的粘度大大提高。因此,那些未充分溶胀的淀粉颗粒不发生沉降,形成很好的悬浮液体系,使得蒸出的糕体均匀无分层现象。制出不起丝,无黏性,耐酸性好,保形性优良,有咬劲、有弹性、润滑爽口的马蹄糕。

5. 用作淀粉品质改良剂

淀粉是广泛用于加工食品方面的材料,具有粘性,还可以形成食品的骨架,但是淀粉在加工各种食品的过程中,存在着许多缺点,最主要的就是已经糊化(α化)的淀粉在放置的过程中会老化(β化),致使粘度上升,甚至形成凝胶,透明的食品变成半透明或不透明,析水并生成不溶化的淀粉粒甚至沉淀等,所有这些现象都将导致食品的口感和风味受损、稳定性下降、品质变差,而加入罗望子多糖胶作为淀粉的品质改良剂能抑制淀粉老化。

罗望子多糖胶是相对分子质量 50 万以上、侧链极多的高分子多糖,添加到淀粉中时,侧链上的-OH 通过氢键与淀粉相互作用,形成一种更巨大的高分子体,这种高分子体很难定向,能够稳定地存在。另一方面,在加工过程中淀粉粒容易破裂受损,罗望子多糖胶与淀粉并用,就可以将淀粉包裹起来,防止破裂,起到保护淀粉的作用,使加工的产品在放置过程中不会出现淀粉粒的聚集和老化。此外,罗望子多糖胶还有优良的保水性,可防止析水。

罗望子多糖胶与乳化剂同时存在,抑制淀粉老化的效果比单独使用罗望子多糖胶或乳化剂大大提高。因此,罗望子多糖胶用作淀粉的品质改良剂,能稳定食品品质,改善质地和结构,提高口感和风味。

6. 用于牛奶中

在牛奶中添加 0.5%左右的罗望子多糖胶可增强制品的稠厚感和甜味,同时不会有黏口的感觉,用于低脂牛奶或脱脂牛奶,口感就像全脂牛奶一样;用于咖啡牛奶或果汁牛奶,可以同时增强浓厚感和甜味。

7. 用于调味汁中

一些西餐用调味汁因为加入食醋使 pH 降低,这些调味汁要求有较高的粘度,若添加少量的罗望子多糖胶,由于其耐酸并有一定的增稠作用,所以可以改善调味汁的口感和稳定性。同时,罗望子多糖胶的黏附性能良好,对于烧肉、烧鸡以及蔬菜等的调味汁要求黏附在制品表面不脱落,单独使用罗望子多糖胶或将罗望子多糖胶与其它胶体并用,都能取得显著的效果。

8. 用于保健食品

罗望子多糖胶中的多糖是葡聚木糖,它是一种理想的膳食纤维来源。可起到防治高血症的作用,另外尚可增加小肠非扰动层的厚度,减弱糖类物质的吸收,防治糖尿病的发生发展。

总之,罗望子多糖胶在食品中的作用可以归结为以下几个方面:冰晶稳定作用,增稠稳定作用,保水作用,乳化稳定作用,悬浮稳定作用,品质改良作用,胶凝作用,保健作用。

罗望子多糖胶在其他领域的应用

1. 罗望子多糖胶在牙膏中的应用

罗望子多糖胶可以作为牙膏中的粘结剂和增稠剂,其用量为0.5%~1.2%。使用罗望子多糖胶的牙膏具有较好的稳定性,牙膏在﹣2℃的低温和55℃的高温下贮存24,其膏体的硬度和挤出性均无明显改变。特别是在加酶牙膏中,其稳定性更为突出。当采用羧甲基纤维素钠(CMC)时,牙膏膏体硬度在贮存2个月后即会降低到原值的1/6,而采用罗望子多糖胶贮存4个月后,膏体的硬度基本不变。

2. 罗望子多糖胶在洗涤剂中的应用

罗望子多糖胶在液体洗涤剂中作为增稠剂和稳定剂使用时,能够确保液体洗涤剂在贮存期内粘度基本不变。从而保证液体洗涤剂在垂直的硬表面上有较好的滞留性,能够充分发挥洗涤剂的清洗效果。同时,罗望子多糖胶还有一定的乳化能力和抗再沉积能力,因为罗望子多糖胶具有耐盐、耐热、耐酸性的增稠稳定作用,其粘度不受酸类和盐类等的影响。因此,它是液体洗涤剂中良好的增稠稳定剂.

3. 罗望子多糖胶在烟草工业中的应用

罗望子多糖胶是良好的天然粘合剂。在烟草工业中,查正根等研究发现罗望子多糖胶是生产再生烟丝(重组烟丝、膨胀烟丝)良好的粘合剂;在医药工业中,罗望子多糖胶既是药片良好的粘合剂,又是膏霜类药物的增稠剂和稳定剂。

4. 罗望子多糖胶在医药行业的应用

罗望子多糖胶应用于医药行业它可控制药物的释放、并具有高药物容量和高的热稳定性。例如高义霞等以罗望子多糖制备的纳米硒,可能具有硒和罗望子多糖的双重生物学功效,将在癌症的化学预防和治疗方面有光明的前景,同时可能在动物生产中将有广阔的应用前景。

罗望子多糖胶的国家标准

根据国家标准GB 2760-2014的规定,罗望子多糖胶的使用标准如表1所示

表1.罗望子多糖胶的使用标准

食品名称

最大使用量(g/kg)

备注

冷冻饮品(食用冰除外)

2.0

 

可可制品、巧克力和巧克力制品(包括代可可脂巧克力及制品)以及糖果

2.0

 

果冻

2.0

如用于果冻粉,按冲调倍数增加使用量

半固体复合调味料

7.0

 

液体复合调味料

3.0

 

果酱

5.0

 

果糕类

20.0

 

果蔬汁(浆)类饮料

3.0

以即饮状态计,相应的固体饮料按照稀释倍数增加使用量

罗望子多糖胶没有国家检测标准,这是因为罗望子多糖胶是一种中性多糖,在检测时无法分辨罗望子多糖胶与其他多糖,因此没有专门的国家检测标准。

参考文献:

为您推荐