第三章食品增稠剂1

溶剂浓度
随着浓度的增加，黏度增大较快。
pH值
海藻酸钠
酸 性 残留钙 pH低于5.0时 黏度增加 最低限量钙
pH3.0~4.0时
黏度稳定
碱 性
不稳定
pH在11.0左右 降解 黏度下降
1.7 海藻酸盐的凝胶化
海藻酸盐可与大多数多价阳离子 （镁和汞除外）产生交联反应。
海藻酸盐溶液 随着多价阳离子浓度逐渐增加
凝胶的制作 控制凝胶强度或凝胶时间 降低钙含量可以得到较软的凝胶，增大 钙含量则得到较硬的凝胶。 过量的钙或加钙速度过快，有可能 导致局部反应过快，导致产生不连续凝 胶或沉淀。
添加螯合剂可以控制加钙的速 率，减弱凝胶生成作用 三聚磷酸钠 六偏磷酸钠
螯合剂添加量过低，可能 生成不连续凝胶。
在酸性体系中，添加可缓慢溶解的酸， 可以加速凝胶的形成。
阿拉伯胶 阿拉伯胶水溶液的粘度最低 配制成50%浓度的水溶液而仍具有流动性 40% 牛顿流体 假塑性流体
高度的分支结构 球状(不易伸展)形态
2.pH值对黏度的影响
增稠剂的黏度随pH值发生变化 变化的大小随增稠剂的品种不同而不同 海藻酸钠 海藻酸丙 二醇酯 pH值5~10时 黏度稳定 黏度增加
pH值小于4.5时
变稠
凝胶
凝胶的形成 凝胶的性质 凝胶的制作
沉淀
凝胶的形成
所有海藻酸盐凝胶都是海藻酸 盐分子间相互作用的结果 相邻的海藻酸盐链段间的两个羧基与多 价阳离子间产生离子架桥交联，使海藻酸盐
高分子链形成网状结构，限制了高分子链的
自由运动。
凝胶的性质 热不可逆性 海藻酸盐黏度越高，则形成的凝胶越脆 选择适当的胶凝剂，可以调节凝胶的 结构和强度。 多价阳离子 改变海藻酸盐溶 液的流体性质和 凝胶性质的 钙 制备不溶性海藻 酸盐纤维和薄膜
1.5 海藻酸的生产方法
化学方法
碳酸钠 马尾藻 酸析 浸提 过滤 次氯酸钠
过滤
海藻酸
漂白 烘干 包装
盐酸
原料
海带和马尾藻
方法优化
木瓜酶 马尾藻 除杂 酶解马尾松藻 酶解 水 过滤
水洗
常规工艺提取 海藻酸
目的
提高海藻酸的提取率
发酵方法
菌种 优点 维氏固氮菌
利用大气中氮气，发酵时不需添加氮源，
降低成本。
1.8 海藻酸盐与其他 物质的相容性
海藻酸盐在溶液中与多种物质 具有广泛的相容性 增稠剂
防腐剂
糖类
增稠剂
油类
酶
脂肪
颜料
某些增稠剂所含的多价离子可能会使海藻酸盐 溶液形成凝胶。为了防止形成凝胶，可以添加适量 的螯合剂。
1.9 海藻酸盐的应用 溶解方法 适当加热 增稠作用 应尽量选用相对分子质量较大的产品 浓度 0.5% 高剪切溶解的方法 干粉混合分散
粉末的颗粒化
成膜作用 能在食品表面形成非常光润的薄膜，可
以防止冰冻食品、固体粉末食品表面吸湿而
导致的质量下降。 食用包装膜 果蔬保鲜 食品抛光
用于保健
海藻酸钠
低热量食品的生产 矫为作用 环状糊精
对一些不良的气味有掩蔽作用。 结晶控制 澄清作用 冰制品 啤酒 糖浆 果酒
保水作用
肉制品
面粉制品
可以加速水分向蛋白质分子和淀
第一节
食品增稠剂概述
食品增稠剂的概念及功能 食品增稠剂作用原理 食品增稠剂在食品中的作用 食品增稠剂的分类
1.食品增稠剂的概念及功能
概念
食品增稠剂通常是指能溶解于 水中，并在一定条件下充分水化形
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成粘稠、滑腻或胶冻液的大分子物
质，又称食品胶。
功能
能增加流体或半流体食品的 黏度，并能保持所在体系的相对 稳定。
粉颗粒渗透的速度。 吸收几十倍乃至上百倍于自身质量 的水分，并有持水性，可改善制品的吸 水量，使产品的质量增大。
混浊作用 乳化作用 凝胶作用
果汁 饮料 布丁
饮料 调味料 甜点心 橡皮糖 色素 饮料 蛋黄酱 汽酒 奶油 啤酒 香精 果冻 糖衣 肉冻 软糖
脱膜、润滑作用 保护性作用 乳
稳定、悬浮作用
4.食品增稠剂的分类
2. 食品增稠剂作用原理
增稠剂分 子结构
亲 水 基 团
羟基 氨基 水化作用 水分子 羧基 羧酸
状态 体系 作用
以分子状态高度分散于水中 高黏度的单相均匀分散体系 改善食品体系的稳定性
大分子 溶液
3.食品增稠剂的作用
起泡作用和稳定泡沫作用
蛋糕 啤酒 面包 冰淇淋
粘合作用
香肠
片、粒状产品 香料的颗粒化
卡拉胶和槐豆胶体系
卡拉胶 线性高分子多糖 槐豆胶 有一定的支链
在卡拉胶和槐豆胶形成的凝胶体系中，卡 拉胶的双螺管结构与槐豆胶的无侧链区之间的 强键合作用，使生产的凝胶具有更高的强度。
瓜尔胶
因为其侧链太密而不 具有明显的增稠效应
叠加减的效应
两种增稠剂混合溶液经过一定的时间后， 体系的黏度小于体系中各组分黏度的总和，或 者在形成凝胶后为高强度的凝胶。 阿拉伯胶可降低黄蓍胶的黏度 阿拉伯胶可结合更多的水，制约了在水中 可能溶胀的黄蓍胶糖的溶胀，降低了黄蓍胶溶 液的黏度。
黄原胶 魔芋胶 CMC
溶液假塑性
黄原胶
海藻酸盐
卡拉胶
瓜尔胶
海藻酸丙二醇酯
吸水性 凝胶强度
瓜尔胶 琼脂 卡拉胶
黄原胶
海藻酸盐 果胶 明胶
凝胶透明度
卡拉胶
海藻酸盐
明胶
凝胶热 可逆性 冷水中 溶解性
卡拉胶
琼脂
明胶
低酯果胶
阿拉伯胶
琼脂
瓜尔胶
果胶
海藻酸盐
快速凝胶性 乳化托附性 口味 乳类稳定性
阿拉伯胶
黄原胶

两种海藻酸的二价盐 海藻酸镁 海藻酸汞

海藻酸衍生物
海藻酸丙二酯
1.2 水不溶性胶

海藻酸

海藻酸的二价盐（镁、汞盐除外）
海藻酸的三价盐（海藻酸铝、铁、铬等）

1.3 海藻酸的化学结构
线性 直链型
单糖单位
α-L-古罗糖醛酸(G)
β-D-甘露糖醛酸(M)
糖苷键型
αβ（1→4）
分子量
106左右
一种糖醛酸构成的连续链段 两种糖醛酸链节构成嵌段共聚物 组成海藻酸的两种糖醛酸的因生 物不同而有差异
具有假塑性的液体饮料或食品调味料， 在挤压、搅拌等切变力的作用下发生的切变 稀化现象，有利于这些产品的管道运送和分 散包装。
5.有机溶剂对增稠剂 溶液黏度的影响
增 稠 剂 极性有机溶剂 有机极性溶剂 的水溶液 CMC薄膜 增 塑 剂
甘油
增 稠 剂 膜
6.增稠剂的协同效应
相乘效应 两种增稠剂混合溶液经过一定的时间后， 体系的黏度大于体系中各组分黏度的总和， 或者在形成凝胶后为高强度的凝胶。 卡拉胶和槐豆胶 黄蓍胶和海藻酸钠 黄原胶和槐豆胶 黄原胶和黄蓍胶
提纯等工艺制得。 羧甲基纤维素钠 海藻酸丙二醇酯 变性淀粉
微生物代谢产品
真菌或细菌（特别是由它们生产
的酶）与淀粉类物质作用时制得。
黄原胶 将淀粉几乎全部分解为单糖，紧 接着这些单糖又发生缩聚反应再缩合 成新的分子。
第二节 食品增稠剂的特性比较
增稠剂 改善 赋予 目的 特性 外观 口味 形状 贮存
多糖酸的盐 瓜而胶 卡拉胶
由含蛋白质的动物原料 制取的增稠剂
来源 成分 增稠剂 从动物的皮、骨、筋、乳等 原料中提取的
蛋白质
明胶 皮冻 蛋白冻
以天然物质为基础 的半合成增稠剂
按 加 工 工 艺 分 类
化学合成品 微生物代谢产品
化学合成品
以纤维素、淀粉为原料，在酸、碱、
盐等化学原料作用下，经过水解、缩合、
温度
温度降低 黏度增大 温度升高 黏度下降
热降解 12%↓
不会生成凝胶
5.6℃↑
将海藻酸盐水溶液冷冻后，再重新 解冻，其表观黏度不会改变。
海藻酸盐溶液具有抗冷冻的功能， 可以用于冷冻食品。
溶剂
添加少量能与水混溶的非水溶剂，如乙 醇、乙二醇或丙酮，都会增大海藻酸盐溶液 的黏度。若增大添加量，将导致海藻酸盐沉 淀。
添加少量钙离子，可以提高其增稠效果。
胶凝作用 海藻酸铵
浓度 0.5% 2.0% 所需的钙离子量 海藻酸钠
海藻酸钾
高相对分子质量
低相对分子质量
pH为4.0时
pH为7.0时
化学计算量10-15%
需要两倍的钙离子
成膜性能
采用低相对分子质量、低钙含量的海藻酸盐， 有利于制成较好的薄膜。
薄膜
蒸发除水
海藻酸盐溶 液薄层
植物表皮损伤的渗出液
葡萄糖和其他单糖缩 合的多糖衍生物 在含多羟基的分子链中，穿插一定数量 氧化基团（羧基占很大比例）。这些羧 基常以钙、镁或钾盐的形式存在。 阿拉伯胶 黄蓍胶 刺梧桐胶
品种
由植物种子、海藻制取的增稠剂
来源
选种 成分 增稠剂 陆地、海洋植物及其种子 种植布局 水溶性多糖 海藻酸 种子收集 处理
变稀的凝胶又可以冻结成凝胶。
第二节 海藻胶
海藻胶是从天然海藻中提取的一类食品胶
海藻酸及海藻酸盐 琼脂 卡拉胶
产销量最大的食品增稠剂之一 增稠性 稳定性 保健 保形性 胶凝性
薄膜成型性
1. 海藻酸和海藻酸盐
来源 分类 水溶性胶 水不溶性胶 褐藻
1.1 水溶性胶

海藻酸的一价盐 海藻酸钠
海藻酸钾
海藻酸铵
7.增稠剂的凝胶作用
凝胶是空间三维的网络结构 当体系中溶有特定分子结构的增稠剂，其浓 度达到一定值，而体系的组成也达到一定的要求 时，体系可形成凝胶。 大分子聚集 大分子链间的交联与螯合 大分子与溶剂的强亲合性 形成 凝胶
明胶溶液
琼脂溶液
1%~2% 1%
1% 20~70℃
30℃以下
33~38℃
阳离子K+和Ca2+的浓 度为0.1%~0.9%
果胶
黄原胶
明胶
卡拉胶
阿拉伯胶
槐豆胶
第三节
流变性 结构
食品增稠剂的结构和流变性
食品增稠剂 作用 大小
增稠剂的凝胶作用
增稠剂的乳化作用
食品增稠剂的黏度 增稠剂的协同效应
1. 浓度对食品增稠剂黏度的影响
较低浓度 较高浓度 牛顿液体的流变特性 假塑性
在浓度变化较小的范围内，随着食品增 稠剂浓度的增加，含有食品增稠剂的溶液的 黏度也增加。 Lgη=a-bW 黏度η 浓度 W 特性系数a、b
1.4 海藻酸的化学结构对性 质的影响
两种糖醛酸在分子中的比例变化，以 及其所在的位置不同，都会直接导致海藻 酸的性质差异。 黏性 胶凝性
离子选择性
刚性
线团体积
聚古罗糖 醛酸链段
＞
聚甘露糖 醛酸链段
两种糖醛酸单独 构成的链段
＞
不同种糖醛酸链节 构成的链段
柔 顺 性
海藻酸分子链段的刚性越大，则配 制成的溶液黏度越大，形成的凝胶 的脆性也越大。
食品
胶凝
琼脂
卡拉胶
阿拉伯胶
选 用 增 稠 剂 所 需 考 虑 的 因 素
产品形态
产品体系 产品加工 产品储存 经济性
凝胶、流动性、硬度 透明、浑浊度 悬浮颗粒能力、稠度、 风味、原料类型 焙烤、油煎、冷冻、 再热 时间、风味稳定、水分 和油分迁移
食品增稠剂的特性
抗酸性 海藻酸丙二醇酯 果胶 卡拉胶 增稠性 瓜尔胶 卡拉胶 槐豆胶 黄原胶 琼脂 抗酸CMC 海藻酸盐 淀粉 海藻酸盐 阿拉伯胶 琼脂 果胶
卡拉胶溶液
果胶溶液
1% pH3
K+或Ca2+存在 随着阳离子浓度是升 高，果胶做形成的凝胶的 强度，以及凝胶的熔化温 度都升高了。
可溶性固体＞55% 室温
增稠剂凝胶的触变
凝胶形成的三维网络结构是松弛的
切变力可以破坏松弛的三维网络结构 在切变力的作用下，凝胶有切变
稀化、摇溶或者触变的现象
外力一停止，经过一段时间，已经摇溶或
对油和脂肪是不渗透的，可以透过水蒸 气，置于水中可以重新溶解。 干燥状态下较脆 丙三醇增塑
与蛋白质间的作用 沉淀回收蛋白质 在pH较低时（pH3.5-4.0），海藻酸盐蛋 白质作用，沉淀蛋白质。其能力比果胶和羧 甲基纤维素更强。 氢键 范德华力 静电
抑制蛋白质沉淀 在蛋白质等电点下，添加适量的海藻酸盐， 可以降低等电点，抑制蛋白质沉淀，以保持溶液 中的蛋白质。
海藻酸丙二醇酯 (简称PGA) 海藻酸与环氧丙烷反应制成的高分子化合物。 胶体 溶液 含有亲油性的 丙二醇基 乳化能力 泡沫稳定性 啤酒泡沫稳定剂
发酵中不易受污染 不受地理环境和气候条件的限制和影响 可以进行工厂规模控优化生产 可以通过发酵条件的变化来改变Ｍ/Ｇ比
值，进行控优化生产。
1.6 海藻酸盐溶液的性质
部分海藻酸盐可以溶于水中，制成具 有高度流动性的均匀溶液。起到增稠、稳 定、乳化、分散和成膜的能力 。 影响海藻酸盐溶液流体性质的因素 温度 溶剂 浓度 pH值
pH值为2~3时 影响最小
沉淀析出
黏度最大
黄原胶
3.温度对黏度的影响
可逆的下降 温度升高 分子运动速度加快 溶液的黏度降低 黄原胶 在 强 酸 条 件 下 不可逆的下降 温度升高
化学反应速度加快
高分子胶体解聚 黏度的下降
海藻酸丙二醇酯
4.切变力对增稠剂溶液黏度的影响
增稠剂溶液 搅拌 泵压 黏度下降
食品增稠剂化学成分大多是天然多糖及其
衍生物（除明胶是由氨基酸构成外），广泛
分布于自然界，已有40余种，根据其来源， 大致可分为四类。
由植物渗出液制取的增稠剂 由植物种子、海藻制取的增稠剂 由含蛋白质的动物原料制取的增稠剂 以天然物质为基础的半合成增稠剂
由植物渗出液制取的增稠剂
来源
成分 结构