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  • 黃蓍膠
  • 別   名:黃芪膠
  • 分   類:植物膠
  • 瀏覽量:1937
  • 什么是 黃蓍膠
  • 黃蓍膠指產于近東各地的豆科紫云英屬植物分泌的一種膠質。在水中膨脹可變成透明凍膠( jelly),但一部分可溶解成為膠體狀,非單一物質,主要是由半乳糖醛酸( galacturonic acid)、 L-巖藻糖( L- fucose)、 D-木糖( D- xylose)所構成的,黃蓍酸( tragacanthicacid)和由 D-半乳糖( galactose)及 L-阿拉伯糖( ara- binose)聚合而構成的多糖為其主體成分,特別是后者具有復雜的分支分子結構。用作成形劑、保護膠體、乳化劑或昆蟲標本的粘
  • 膠體介紹
  • 黃蓍膠(Tragacanth gum),又名黃芪膠,是一種從亞濕豆科黃蓍屬的灌木的滲出物提煉的天然植物膠。黃蓍膠是一種多功能添加劑,它在食品工業中廣泛地用作乳作劑,穩定劑和增稠劑,一方面它可以增加水相的粘度具有使乳液穩定的特性,另一方面,它可以降低油相/水相界面的張力,因此,作為增稠劑使用的黃蓍膠同時具有乳化劑的功能,在表現出來的增稠劑和乳化劑雙重功能的同時產生了使乳液體系穩定的效果,從而黃蓍膠具有增稠劑、乳化劑、穩定劑三重功能。

    黃蓍膠的生產和收獲主要在亞洲局部地區,敘利亞,伊朗和土耳其為主要出口國。黃蓍膠已列入《美國典》和《食品添加劑規范》之中,已被批準用于食品工業并且公認是安全的食品添加劑。

    黃蓍膠結構單元

    黃蓍膠經酸水解可得D-半乳糖醛酸,D-半乳糖,L-巖藻糖,D-木糖,L-阿拉伯糖和L-鼠李糖。黃蓍膠至少含有兩種組分,其一為在水中可溶解溶脹但不溶解的黃蓍膠糖(占60~70%),另一則為水溶性的黃蓍膠。前者為含有黃蓍膠酸的高聚物,后者則為以半乳糖殘基為主鏈,以阿拉伯糖殘基為支鏈的中性多糖。黃蓍膠的分子量可達到8.4×l05,分子長度4500納米,分子直徑19納米。從結構上看,黃蓍膠酸與果膠的分子主鏈相類似,所不同的是,黃蓍膠酸分子以(1,3)苷鍵聯接中性糖,這種結構使黃蓍膠酸在鈣離子存在下不能和果膠一樣形成凝膠。

    黃蓍膠的性質

    黃蓍膠是無色,無味可食的天然大分子,口感粘滑。黃蓍膠中一部分成分易溶于水形成真溶液,而另一部分成分(黃蓍膠糖)則易吸水溶脹成凝膠狀物質。1%的膠溶液經充分水化后呈光滑、稠厚、乳白色無粘附性的凝膠狀液體。添加1000倍水后攪拌,則分解成中性溶液。對黃蓍膠溶液加熱可促進快速水化,當溫度達到90℃持續加熱15min,黃蓍膠即充分水化。黃蓍膠不溶于酒精等有機溶劑和油脂。

    水溶液的 pH值一般在 4~5 之間。黃蓍膠溶液的耐酸性很強,黃蓍膠的最大特點是在低酸性(pH<2)條件下其膠特性不受影響。在酸性條件下,黃蓍膠的特性不受影響,粘度穩定(可至pH為2),并具有長期的穩定性,這種性質可考慮在弱酸性食品中選用黃蓍膠作為增稠劑。

    黃蓍膠的粘度

    黃蓍膠有極高的溶液粘度, 以pH為5時粘度最大。黃蓍膠1%溶液的粘度在3000~4000 CP之間。在增稠劑中,它與刺梧桐膠,印度樹膠(Gum Ghatti)和阿拉伯膠等三種樹皮傷口滲出液制成的膠對比,黃蓍膠的粘度居首位,其次是刺梧桐膠、印度樹膠,阿拉伯膠排在最后。黃蓍膠和阿拉伯膠對比,它們分別具有半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸的結構單元,因此在自然界的條件下都形成鉀鹽、鈣鹽和鎂鹽。當然有時還可能含糖醛酸的自由羧基。這兩種膠都可以形成微酸性的鹽。

    黃蓍膠1% 濃度的水溶液已呈假塑性流體特性(具有攪稀作用),故有良好的管道輸送優勢。很稀的黃蓍膠溶液具有牛頓液體的特點,但濃度加大,即使只達到0.5%也具有假塑流變特性,由于黃蓍膠酸的高分子電解質的特點,除了結構的原因,在溶液中形成氫鍵,分子間力之外還有電場力的作用,水分子的定向極化等等一系列的原因,使黃蓍膠溶液濃度增加時粘度以相當大的斜率上升,這時溶液的表現粘度等于牛頓粘度加結構粘度之和,這種假塑流變特點,使黃蓍膠可以作為良好的增稠劑、穩定劑,再配合其表面活性,黃蓍膠溶液又有乳化劑的性能。

    黃蓍膠具有假塑流變特性,靜止時比流動時具有更大的表現粘度,又使黃蓍膠可作為懸浮劑使用,不僅如此,黃蓍膠所具有的高分子電解質的特性所顯現的陰離子之間的互斥性對懸浮液的穩定性產生極有利的影響。結構粘度,氫鍵,分子間力,表面張力,界面張力、電場極化力,離子間的靜電引力等等一系列因素綜合作用的結果,使黃蓍膠可以作為可可粉及茶葉粉的良好懸浮劑。

    特別應指出的,黃蓍膠溶液(1%)的假塑流變特性有助于說明黃蓍膠溶液的切變稀化的特點也就是說,增加液相的切變力可提高液相的傾注性,或注流性。一般0.5%的阿拉伯膠具有牛頓液體的流變性,則同濃度的黃蓍膠和刺梧桐膠則具有非牛頓液體的流變性,這對于生產食用抹醬時選用黃蓍膠作為增稠劑顯得十分重要。

    受熱時膠溶液粘度暫時下降,但溫度降至初始值時, 膠溶液粘度也回復倒初始值,所以溫度對膠溶液粘度沒有明顯破壞性。

    黃蓍膠乳化功能

    黃蓍膠具有乳化功能,其HLB(親水親油平衡性)為12,能降低溶液體系的表面張力,用于水包油乳化穩定體系時不需要添加其它表面活性劑,0.2%的添加量即可能使體系表面張力降低50%以下。

    與其他食品膠的相互作用

    黃蓍膠可以和大多數膠相配伍,除了阿拉伯膠以外,黃蓍膠溶液和其他膠溶液相混合時,混合液的總粘度與各組分的粘度有一定的數學關系。黃蓍膠和瓜爾豆膠,槐豆膠、淀扮,羧甲基纖維素、海藻酸丙二醇酯、黃原膠之間不存在明顯的反應性。因此,它們中的任何一種食品膠和黃蓍膠混合得到的膠液都可用于食品工業之中以制備穩定的乳液,改善流變性和粘著性。

    黃蓍膠和阿拉伯膠溶液混合時可發生有趣的切合減粘效應,混合液達到某一比例時,混合液的粘度達到最低值,比任何純組分溶液單獨存在時的粘度都較低,阿拉伯膠會降低黃蓍膠溶液的粘度,黃蓍膠一阿拉伯膠混合液可作為檸檬油、魚肝油或豆麻仁油乳液的穩定劑。

    黃蓍膠儲存的穩定性

    黃蓍膠溶液可以長時間保存,隨著儲存時間的增長黃蓍膠溶液的抗鹽、抗酸性以及它的粘度不發生明顯的降低,特別是不易發生微生物的繁殖,很可能是因為黃蓍膠中存在左旋糖殘基(如L-阿拉伯糖殘基和L-巖藻糖殘基)對其抗微生物侵襲異乎尋常的能力產生主要的影響,因為大多數細菌不能消化這些糖。有專利報道,黃蓍膠能作為牛奶的防腐劑。

    黃蓍膠其他特性

    在黃蓍膠溶液中加入乙醇(乙醇的濃度可高達70%),可將黃蓍膠酸分離沉淀出來,黃蓍膠酸常以含有羧基的聚半乳糖醛酸的鉀、鎂、鈣鹽出現,具有高分子電解質的化學反應性。黃蓍膠水溶液遇到Millon試劑醋酸鉛,苛性鉀,三氯化鐵、氫氧化銅氨溶液和Cetavlon試劑將產生沉淀或形成濃稠的凝膠。通常三價金屬可以得到黃蓍膠的沉淀。由于黃蓍膠是一種陰離子型并含有酸不穩定糖殘基,具有自動水解特性的膠,當加熱正在水化的黃蓍膠溶液時,這種自動水解就相當顯著。

    黃蓍膠在食品工業中的作用

    黃蓍膠在食品工業中可以作為增稠劑、乳化劑、穩定劑、懸浮劑、水分持留劑、被脂劑、粘合劑和賦形劑使用。

    黃蓍膠在食品中的主要作用包括:

    穩定作用:氣/液乳狀液、蛋糖霜和冰淇淋混合物。

    增稠和乳化作用:油/水乳狀液;檸檬油乳狀液;羊乳干酪、蘭模奶酪調味晶,意大利烤露餡餅、意大利通心粉、芥辣和烤全牲調味品;加工奶酪、牛奶、糖漿、冰淇淋混合飲料。

    懸浮作用:不溶性固體;無酒精果肉、果汁飲料;果汁、蘋果飲料和果汁、葡萄酒混合飲料。

    粘結作用(用做膠粘劑):止咳糖、菱形餅、牛皮糖、棗子糖果和香錠。

    持水作用:冰淇淋、冰牛奶、土耳其冰果子露、冰棒、冰水和冷凍餡餅填料。

    黃蓍膠在典型食品中的應用

    蛋黃醬產品

    黃蓍膠已經成功地摻和到蛋黃醬仿制品或低熱值的蛋黃醬中。在這樣的產品中通常含有淀粉。黃蓍膠用以提供乳化作用,并使產品具有一定的體型,而淀粉則用以提供體型和相似于蛋黃醬的特征性質。黃蓍膠用于蛋黃醬可使蛋黃醬有更好的體型和更加細膩的口感。

    芥辣調味品

    當芥籽粉末、醋、香料、水和鹽經攪拌調和成芥辣調味品時,產品易出現溶液(離漿)和龜裂現象。若產品中含有黃蓍膠,就可克服此缺點。黃蓍膠具有酸穩定性、假塑流變性、乳化性(乳化芥籽油)和增稠性,產品保存期長,并控制脫液收縮所產生的影響,延長產品的內在結構持續期,增加抗酸,抗鹽穩定性,延長貨架壽命。

    低熱值牛奶、蔬菜、冰淇淋混合飲料

    黃蓍膠用于低熱值牛奶、糖、冰淇淋混合飲料中以增加飲料的粘度,可以減少冰淇淋的用量。黃蓍膠有助于固體微粒的懸浮和不溶性脂肪的乳化。其假塑流變性使最后的產品具有和固體含量高的同一種飲料相類似的口感。

    果肉飲料

    黃蓍膠的懸浮性和假塑流變性可用以穩定如果汁、蘋果含酒精飲料和水果、檸檬汁、糖、葡萄酒混合飲料中的不溶性固體。阿拉伯膠和黃蓍膠的混合物可增強飲料的懸浮性。高度支鏈化的高聚物、黃蓍膠和阿拉伯膠中的阿拉伯半乳多糖,以及黃蓍(膠)酸的電化學性質,促進了懸浮微粒的布朗運動,而且阿拉伯膠降低了黃蓍膠溶液的粘度,從而消除了其不受歡迎的高粘、糊狀的口感。

    夾心面包涂醬

    大多數夾心面包涂醬是以蛋黃醬為基質,在其中加入香料和固體物的產品(肉和結構蛋白)。如果需要附加蛋黃醬,則需借助于加入黃蓍膠。在制備蛋黃醬時就直接加入黃蓍膠,能制成濃稠的蛋黃醬。因此,當香料的組分加入此體系之后,制成的涂醬將具有較長的保存期。

    蛋白甜餅

    蛋白甜餅表面覆蓋層是應用使蛋白質穩定的氣/液型乳液。加入黃蓍膠作為冷加工工藝的穩定劑,以減少或減緩蛋白甜餅表面覆蓋層的泄漏,增加其保持原型的時間達數小時之久,以及增強蛋白質穩定作用的效果。

    泡菜作料

    黃蓍膠用于泡菜作料中以增加其干重。其較微妙的特性包括保持泡菜的天然色彩,提供對產品的粘著性和促進香味的逸散性。黃蓍膠可使產品逸出新鮮的滋味,這是因為膠本身的切變稀化性起作用。泡菜作料所利用的黃蓍膠的功能特性有:抗酸性(體系中加醋)、鹽的配伍性(一價金屬鹽、NaCL)、假塑流變性(切變稀化性)和長時間保存性。

    冰淇淋穩定劑

    比較冰淇淋的穩定劑,發現黃蓍膠是最好的穩定劑之一(使用濃度范圍為0.2%~0.5%)。冰淇淋體系的表面張力范圍為(48~53)X10-7N/m。如果在冰淇淋體系中加入穩定劑,使用膠或表面活性劑很可能獲得較大的裨益。黃蓍膠作為穩定劑,不需要附加表面活性劑,但其它穩定劑(如瓜爾豆膠、槐豆膠和卡拉膠等)一般要求添加一些表面活性劑。

    應該指出,黃蓍膠的主要出產國在亞洲西部,我國也有資源,但還沒有正式開發。黃蓍膠有如此廣泛的用途,希望引起國內同行的注意,努力開發我國的黃蓍膠資源。

  • 參考資料:
  • 黃蓍膠在食品中的應用進展 胡國華

    黃蓍膠 tragacanth gum,gum tragacanth(黃蓍膠,膠體,膠質,巖藻糖)

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