可得然胶的概念
可得然胶是一种新型的微生物胞外多糖,它能在加热的条件下形成凝胶,因此又叫做热凝胶,英文名为Curdlan(音译为可得然)。可得然胶是一种无色无味的白色粉末,为线性分子结构,是一种水不溶性的葡聚糖,由400~500个葡聚糖残基组成,属于食品纤维,可悬浮于水中,吸附30倍以上的水,它的结构容易受到加热温度、可得然浓度、pH值以及糖类食盐淀粉的影响,在相同的加热温度下可得然浓度越高,其胶体强度会越大,当pH值在2~10的范围内时,它的凝胶结构相对稳定,淀粉会增加可得然胶的硬度,而糖类和食盐会降低凝胶的强度。
可得然胶按照其凝胶特性还可以分为低度胶体中和胶体和高度胶体,其产生区别的关键在于温度的控制,其胶体强度随着加热温度的上升而提高,通常情况下,在食品工业中可得然胶会以高度胶体的形式被使用。
可得然胶作为食品添加剂的优势性质[1]
热成胶性:可得然胶虽然不溶于水,但却会在水中溶胀,因此极易在冷水中分散,利用高速搅拌的处理方法,我们得到分散液后更为均匀,将其加热后会形成凝胶,其中低度胶体和高度胶体的划分就是通过性质决定的,它的产生方法就是通过将可得然胶的水分散液加热到55~65℃之后再降温到40℃以下时,会形成热可逆性的低度凝胶;而把可得然胶的水分散液加热到80℃以上时,则会形成热不可逆性的高度凝胶,其胶体的强度与加热温度是相辅相成的。而在食品工业领域,可得然胶的利用形式是高度胶体。
热稳定性:可得然胶具有很强的稳定性在加热过程中,因此我们可以利用其特性应用在食品加工及日常饮食的亨煮当中。
耐冷冻性:由于可得然胶的胶体构造不会受到冷冻-解冻的影响,因此在应用于冷冻食品当中,能够完美的保持食品的结构和口感。
可得然胶在各类食品中的应用研究
可得然胶在食品工业中用途广泛,通常作为稳定剂、凝固剂、增稠剂、持水剂、成膜剂、粘合剂等食品改良剂用于肉类食品加工、面类制品、水产制品、预制制品等。在肉类制品加工中应用浓度可减少水分0.1~1%,减少损失,改善口感,减少脂肪,增加解冻稳定性。在水产制品中可作为蛋白粉的替代品改善口感,增加产量,降低成本[1]。接下来我们看看一些具体的研究成果。
一、可得然胶在肉制品中的应用研究
在肉类食品当中,可得然胶作为增稠剂时,我们可以利用其凝胶特性,将其添加在火腿肠、熏肉香肠、酱卤肉品等肉类食品产当中,按生产的要求后,适量的添加可得然胶,使产品的口感、外观、储存时间得到质的飞跃,从而大大提高销售量以及尽可能的减少生产成本。
刘咏梅[2]等人在新鲜肉上涂抹不同浓度的可得然胶,以肉的pH值、持水性、菌落总数为评价依据,来分析可得然胶添加量对新鲜肉品质的影响。结果表明:不同浓度的可得然胶可以保持肉的新鲜程度,在添加量为0.3%时效果最为明显。
赵冰[3]等人采用质构仪检测可得然胶的凝胶特性,并研究其对西式羊肉火腿质构的影响。结果表明,可得然胶随着质量浓度和加热温度的升高,凝胶强度逐渐增加,同时具有热不可逆性,高于80℃加热可得然胶水溶液,冷却形成凝胶后,重新加热凝胶结构不会破坏;合适的NaCl质量浓度、磷酸盐质量浓度和pH值可以提高可得然胶的凝胶强度,添加大豆蛋白会降低可得然胶的凝胶强度,而蔗糖和淀粉对可得然胶的凝胶强度影响不大。将可得然胶添加到肉制品西式羊肉火腿中,随着添加量的增加,质构显示出逐渐增加的趋势。
郝立静[4]将可得然胶添加到乳化型鸡肉香肠中,以蒸煮损失率、冻融损失率和感官评分为指标,研究其对乳化型鸡肉香肠品质的影响。实验结果表明:可得然胶以粉末状形式添加到乳化型鸡肉香肠的蒸煮损失率低于高强度凝胶和低强度凝胶的添加方式,且操作简便,适于生产;在乳化型鸡肉香肠中加入可得然胶可以增加肉制品的持水性,减少蒸煮损失率;与空白组相比,添加可得然胶的乳化型鸡肉香肠的弹性强、切片性好,整体感官评分高;添加可得然胶的乳化型鸡肉香肠在经历反复冻融、蒸煮后仍能保持良好的感官品质,冻融损失、蒸煮损失均小于空白组,随着可得然胶添加量的增大,改善效果逐渐增强。综合考虑成本和改善效果,可得然胶在乳化型鸡肉香肠中的建议添加量为1.6%。
姜帅[5]等人在法兰克福香肠的制作中,分别添加0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%(可得然胶与总肉重的质量比)的可得然胶。测定蒸煮损失、乳化稳定性、色差、质构以及流变特性,同时应用低场核磁技术(LF-NMR)测定香肠内部水分子的迁移规律,并通过激光共聚焦显微镜(CLSM)研究香肠微观结构的变化。结果表明,随着可得然胶添加量的增加,法兰克福香肠的蒸煮损失显著降低(p<0.05),亮度、硬度和粘结性均显著增加(p<0.05)。同时,LF-NMR研究结果表明添加可得然胶可以限制水分子在肉糜加热过程中的移动,并增强对水分子的束缚能力。流变学测试结果表明可得然胶添加能够显著提高法兰克福肉糜的储能模量、损失模量以及弹性(p<0.05)。CLSM结果表明可得然胶的添加促进了香肠内部凝胶网络结构的形成。因此,可得然胶在一定程度上可以改善法兰克福香肠的品质特性,并且在本研究设定范围内的最佳添加量为0.3%。
二、可得然胶在米面制品中的应用
在各种面制食品中添加可得然胶之后,可以降低面制品的煮烂、黏糊、浑汤概率,提高面制品的韧性和柔软性的同时,并能够改善面制品加热煮沸后的弹力、嚼感,最终达到提高食品质构、外形以及口感的效果。
刘心洁[6]等人研究了结冷胶与可得然胶复配在无麸质面条制品中的作用。分别添加结冷胶、可得然胶到面粉中制成面条,研究其对面条若干品质的影响。并以水、盐、结冷胶、可得然胶为试验因素,选用L9(34)正交试验,测定不同比例下的感官评价值。试验得出面条的优质最佳配方为:结冷胶0.28/g/100g,可得然胶0.13/g/100g,食盐2.3/g/100g,水52/g/100g。
陆雨[7]等人通过在籼米粉中添加0%~1.5%的可得然胶(基于籼米粉质量),测定方便米线的质构、蒸煮重量、蒸煮损失、复水时间、色泽、断条率和微观结构,研究可得然胶对方便米线性质的影响。结果表明:可得然胶可以明显的增加方便米线的硬度、咀嚼性、蒸煮重量,降低蒸煮损失、复水时间、断条率,对方便米线的弹性和色泽也有改良作用。同时,添加可得然胶的方便米线结构呈蜂窝网状,其微观结构特性表明可得然胶的添加量影响方便米线的复水时间和蒸煮重量。当可得然胶添加量为1.0%时,方便米线的质构性质优良,断条率低,各项食用品质得到明显的提高。
张磊[8]等人的实验在已添加0.2%的食用碱的面粉中添加不同比例的可得然胶,测定其对面团的粉质拉伸特性的影响、评价其对面条感官品质的影响、以及面条的吸水率、熟断条率、烹调损失率及浊度的变化。结果表明:添加可得然胶对面团特性和面条品质有一定改良,综合考虑,建议最佳添加比例为面粉重量的0.2%。
李才明[9]等人为探究可得然胶对米粉加工及食用品质的影响,实验选取3款可得然胶(CG-E、CG-01、CG-02,添加量为0%~1.0%,均为质量分数,下同)添加到米粉中,分别通过检测糊化性质、质构特性和蒸煮特性分析样品品质的变化;优化得到最适添加方案后,通过X射线衍射和扫描电镜探究可得然胶对米粉老化及凝胶结构的影响。结果表明,当可得然胶添加量为0.2%时,可得然胶会加剧米粉在加工和蒸煮过程中的吸水膨胀,从而降低米粉的硬度、弹性和咀嚼性,增大米粉凝胶的空隙;但当添加量在0.4%~0.6%范围内时,可得然胶能在不影响大米粉短期老化的前提下,显著提升米粉的硬度、弹性和咀嚼性,改善其蒸煮特性,同时延缓米粉的长期老化,并使凝胶网络更加致密。
张剑[10]等人通过在小麦粉中加入可得然胶,测定面团的粉质、拉伸特性、糊化特性及面条的质构、蒸煮损失等指标,研究可得然胶对面团与面条品质的影响。结果表明:可得然胶对于面团特性具有一定的改良作用,但由于它只有在加热时才能充分地形成凝胶,所以改良程度不是很明显;对小麦粉的糊化特性没有改良作用;对面条的品质具有较明显的改良作用,它可以明显地降低面条的蒸煮断条率与弯曲断条率,对面条的硬度、弹性、咀嚼性与剪切强度等质构指标有较明显的改良作用;可得然胶适合在面条生产中应用,最佳使用量应为小麦粉用量的0.2%。
三、可得然胶在水产制品加工中的应用研究
在鱼糜制品当中,我们所需要的鱼糜蛋白在形成凝胶时所产生凝胶劣化和鱼糕化现象的温度与可得然胶水分散液加热所得到的低温凝胶和高温凝胶所需的温度相对吻合,因此它们能加强网络结构的同时,也能使凝胶强度得到改善。并且,在保证对人体不会产生有害影响的情况下,我们用来降低企业生产成本,改善产品质量的方法就是用可得然胶来代替部分鱼糜原料。
在正常的鱼糜制品中,由于鱼糜会因为内源酶的降解,蛋白质的结水能力下降等原因,会出现货架期短,制品失水,质体空洞塌陷,长期冷冻保存产生黄变现象的问题,而可得然胶的加入,则会改善这些问题,并且能提高制品的咀嚼性、口感,增加凝胶的水分。
根据调查,在鱼糜制品的生产加工过程中,等量的鱼糜原料的代替物企业会根据产品的不同需求而选择使用4~14%的可得然胶分散液。但关键是,企业在生产鱼糜类制品时添加可得然胶分散液的量并不是随机的,而是有相关配方的。在生产的过程中,我们可以按2∶100∶8这一质量比分别加入可得然胶、水、淀粉,之后再放入斩拌锅中进行斩拌均匀,再根据pH值11以上这一要求,加入提前溶解好的0.1%的氢氧化钠后继续斩拌,当可得然分散液转化为均匀的黏稠液体时停止斩拌。最后让可得然胶分散液冷却,就可以储藏使用了。
李丹辰[11]等人在鱼丸中添加可得然胶,以鱼丸的色泽、持水性、质构特性(TPA)以及凝胶强度等为评价指标,考察可得然胶添加量对鱼丸品质的影响.结果表明,随着可得然胶添加量的增加,鱼丸的凝胶强度、持水性和质构特性(TPA)都有显著提高(p<0.05).当可得然胶添加量为0.60%时,鱼丸的亮度、持水性、凝胶强度较空白试验组分别提高了3.7%、22.4%和131.7%,证明可得然胶可以显著提高鱼丸品质。
丁丽丽[12]等人以凝胶强度、质构特性和持水性为主要指标,研究可得然胶在淡水鱼糜制品中的应用。研究表明:可得然胶显著提高了鱼糜制品的硬度、弹性、咀嚼性、凝胶强度以及持水性。综合以上各因素指标以及生产成本考虑,可得然胶添加量在0.1%~0.2%之间比较合适。利用可得然胶预制胶替代部分鱼糜量,可以在降低成本的同时,提高产品的弹性。当预制胶替代20%的鱼糜制品时,辅助添加一些大豆分离蛋白(4%)可以保证产品硬度的同时,提高产品的品质。
四、可得然胶在其他食品中的应用研究
在仿生食品当中,我们可以利用可得然胶在高温条件下稳定的特殊凝胶性质,配合应用辅料以及适当的温度和浓度调节,使它的脆性和韧性达到最佳的效果,并让它不失水的同时,改善它的结构以及优化产品外观,从而达到在外观和口味上仿真的效果。
仿生食品作为一种刚被人们所接受的食品,诞生的原因在于人们想把人造的食品做出同天然食品口感外观相比都相差无几的效果。在日常生活中,人们广为熟知的仿真蟹肉、仿真牛羊肉等已经广泛应用,并且口味外观都能同天然食品相媲美,被人们所接纳。可得然胶凭借它无毒无色无味等性能成为第一个应用于仿真食品当中的凝胶添加剂。
可得然胶的强度会随着温度及浓度的变化而变化,我们可以在日常生活的烹饪或食品加工领域当中,运用它熔点高及加热条件下稳定性好等性能,来达到我们所预想的结果。此外,可得然胶凭借着它能量低、无脂肪、无糖等特性,深受健身减肥人士及素食主义者的推崇。
在预制制品中能够最小化加热过程中的水分流失,使得口感柔软且多汁,保持外观新鲜,增加解冻、冷冻及热稳定性。在面制食品当中,因为可得然胶具有独特的理化性质:在高温条件下可以保持性状,可以把它当作稳定剂使用,从而提高食品的热稳定性,以达到我们想要的效果。在应用浓度为0.2~1%,可减少水分流失,增加产量,减少成本,改善口感和基质。
在冷冻食品当中,因为可得然胶具有独特的理化性质:在冷冻解冻的条件下,胶体的结构因为具有耐冻性而不会改变性状。为了改善食品的外观,使其更具有韧性和持水性,使蒸煮后食品的形状得到改善;而在馅料中添加适当的量,能够有效的避免食品蒸煮后出现的变形、漏馅、破皮、汁液流出等不良现象,我们可以适当的添加些可得然胶在冷冻食品中。
在果冻食品当中,我们可以利用可得然胶在不同温度下会形成热可逆性凝胶和热不可逆性凝胶这一独特的性质,运用于口感、外观上来制作出多种不同的组合,丰富果冻的口味,以此吸引消费者。
刘贻添[13]选取对凝胶性能影响较大的魔芋胶和可得然胶为原材料制备果冻,以优化果冻的品质。以弹性、咀嚼性及感官评价为指标,考察复配胶粉比例、复配胶粉添加量、碳酸钠添加量、蔗糖添加量等因素对果冻品质的影响。结果表明,魔芋胶与可得然胶用量比为7∶3、复配胶粉添加量为1.0%、碳酸钠添加量为0.6%、蔗糖添加量为15%时,所制得果冻的弹性、咀嚼性最佳,并且组织结构均匀、口感细腻。
刘咏梅[14]实验显示,可得然胶能够改善蛋糕的质地结构、增大蛋糕的体积,提高蛋糕的水分含量,增强蛋糕的持水能力。在可得然胶的添加量为0.15%处,蛋糕的比容与面糊比容均达到最大;在添加量为0.10%时,蛋糕的含水量最高,充分表明添加可得然胶可以提高蛋糕的保湿能力,也改善蛋糕的口感及组织结构。
刘泽鑫[15]等人为了改善内酯豆腐的品质,提高其保水性、凝胶强度、出品率等,本文对可得然胶在豆腐加工中的应用进行研究。通过可得然胶和葡萄糖酸-δ-内酯(GDL)两种凝固剂的单因素和复合凝固剂添加试验,测定了不同条件下豆腐的保水性、出品率、蒸煮前后的凝胶强度,并结合感官评价,以探索可得然胶对豆腐品质的作用。结果表明,可得然胶可以提高内酯豆腐的出品率、凝胶强度;当GDL浓度为3.5‰,可得然胶浓度为3.5%时,豆腐的综合品质最佳。
可得然胶作为食品添加剂在食品工业方面的应用还有很多,例如千叶豆腐、果酱等产品中,多方面证明了可得然胶如今已被越来越多的业内人士所认可推崇。
尽管可得然胶作为食品添加剂中的新星,但目前在市场推广的过程中还是存在着弊端。最主要的就是售价高和知名度低的问题。对于目前大多数食品加工企业来说,还是广泛应用着黄原胶、结冷胶。
虽然从这几年的可得然胶的销售市场来看,还是有一些食品加工企业尝试着使用可得然胶,但是它的高售价仍使好多企业望而却步,从而抑制了它在食品加工企业中的发展。根据调查,目前可得然胶的平均价格在242元/kg左右,这样的价格跟老牌胶体相比还是缺乏竞争力的。
但是综合而言,由于研究开发可得然胶的人数增多、研究的深入、应用技术的成熟,可得然胶在未来必然会随着市场的需求而大大增产,成为人们信赖的食品添加剂,并受到食品加工企业的推崇以及业内人士的认可,消费者的放心食用。在不久的将来,可得然胶必将会因它独特的特性成为人们生活中必不可少的一部分。
引用文献:
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来源:食品研发与生产整理,内容仅供参考