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低酯果胶
低酯果胶

低酯果胶(LM)是指酯化度小于50%的果胶。一般是从向日葵盘或马铃薯中提取出来,或者由高酯果胶经酸或碱处理后以进行脱酯化降低其甲氧基化度而获得低酯果胶。低脂果胶是一种低甲氧基果胶,对钙离子有高的反应性,低酯果胶的凝胶化可以通过调节PH,以及在凝胶的过程中添加不同的钙盐来控制。低酯果胶可进一步分为普通低酯果胶和酰胺化低酯果胶。酰胺化低酯果胶是指分子链中部分半乳糖醛酸被酰胺化的果胶。

低酯果胶基本参数

产品名称低酯果胶别名低甲氧基果胶
分类普通低酯果胶、酰胺化低酯果胶酯化度<50%的果胶
应用领域果酱,饮料,奶制品等来源柑橘、柚子、向日葵盘等

低酯果胶的分类

低酯果胶可进一步分为普通低酯果胶和酰胺化低酯果胶。

低酯果胶的稳定性

低酯果胶在较高pH值条件下要稍稳定一些。在碱性条件下,果胶即使在室温下也能发生脱酯反应。如果用氨进行脱酯,则部分甲酯的甲氧基转变为酰胺的氨基。酰胺化的低酯果胶比其它低酯果胶具有更优良的物理特性,可广泛用于胶凝剂。

低酯果胶的凝胶机理

1、普通低酯果胶的凝胶机理

低酯果胶的凝胶形成机理与高酯果胶完全不同。它的凝胶是两个果胶分子链间的羧基通过钙桥实现离子连接以及氢键的共同作用的结果。这种凝胶受体系中钙离子浓度的影响,对糖、酸反而不明显。低酯果胶的凝胶条件:pH值范围2~6,可8溶性固形物含量10%~80%,形成的凝胶具有热可逆性。

低酯果胶的凝胶受果胶酯化度、相对分子质量、钙含量、pH值、其它取代基、冷却速度等条件的影响。其中钙是必需的条件,实验证明,每克低酯果胶需钙25mg左右。不同酯化度的低酯果胶具有不同的钙活性。低酯果胶的胶凝度和酯化度之间的关系与高酯果胶是相反的。低酯果胶的胶凝温度与酯化度成反比,低酯果胶的胶冻的凝胶温度与融化温度的差异很小或者没有差别。

2、酰胺化低酯果胶的凝胶机理

酰胺化低酯果胶的凝胶机理与普通低酯果胶相似,不同的是酰胺化果胶对形成凝胶的钙离子浓度范围要求宽的多,在应用条件下,胶冻组织不受钙离子的轻微变化影响。且产生的胶冻析水趋势较小。它在低糖含量的果酱中的应用非常广泛。酰胺化高酯果胶与相同酯化度但未经酰胺化处理的高酯果胶相比,在使用时的胶凝温度较低,其凝胶具有高度的热可逆性和触变性。

影响低酯果胶凝胶强弱的因素

1、果胶质量

分子质量高,“蛋盒”模型结合区容易形成,成胶质量好。

2、果胶的DE值及DA值

DE值升高,成胶温度降低;DA值升高,成胶温度也升高;如果DA值太高,以致成胶温度高过体系的沸点温度,会使得体系立即形成预凝胶。

3、果胶含量

含量增加,凝胶强度及成胶温度均上升,但过高又会导致形成预凝胶,使凝胶强度反而下降。

4、钙离子浓度

对一定DE值及DA值的果胶,在达到最佳凝胶强度之前,钙离子浓度增加,凝胶强度和成胶温度均上升;达到最佳凝胶强度之后,钙离子浓度继续增加,凝胶强度开始变脆、变弱最终形成预凝胶。

5、钙离子螯合剂

体系中添加或存在能螯合钙离子的多聚磷酸盐、柠檬酸盐等,能降低钙离子有效浓度,从而降低预凝胶形成的危险,特别是当体系中固形物含量较高时。

6、可溶性固形物含量

含量增加凝胶强度加大及成胶温度上升、但过高导致形成预凝胶。

7、可溶性固形物种类

不同物质影响果胶与钙离子结合能力的程度不同,以Type2000型酰胺果胶举例,在pH=3.0,固形物含量=31%,钙离子含量为20mg/g果胶等固定条件下,凝胶强度的大小分别是使用煎糖>42DE葡萄糖浆〉高果糖浆〉山梨糖醇;不同固形物种类对于产生预凝胶的钙离子的敏感度也均不同。

8、体系pH

pH可在2.6~6.8范围,pH升高,形成相同质量的凝胶需要更多的果胶或钙离子;pH升高,可使成胶温度降低。

9、使用方法

如果将钙离子溶液加入低于成胶温度的果胶溶液中,会造成体系立刻形成预凝胶。钙离子溶液应以较稀释的形式加入,否则会导致局部形成预凝胶或局部不形成胶现象。如果采用只能缓慢溶解的钙盐,凝胶的形成及强度则可随时间而增强。

低酯果胶,特别是酰胺果胶所形成的凝胶是热可逆性凝胶,如果DE值较高,加之固形物含量较高时,形成的凝胶也会有比较好的热稳定性。低酯果胶有较好的触变性,凝胶受剪切力作用可成为泵送流体,特别适用于带果肉酸奶生产。在低固形物含量下(20%),CMC或槐豆胶与低酯果胶复合可改进凝胶组织感。黄原胶与果胶复合则降低凝胶组织感。

低脂果胶的制备方法

果胶的制造一般是在低酸碱值下以热水抽取,生产粉末果胶时,用醇类沉淀后干燥、粉末化,所抽出的果胶是HMP果胶,如果在酸性或碱性下进行脱酯化,可制得LMP果胶,抽取条件或脱酯化条件的改变,可得到各式各样的果胶。

1、 碱法

将果胶浓缩液放入不锈钢锅中,加氢氧化铵调pH至10.5,15℃下恒温保持3h。再加等体积的95%酒精和适量盐酸,使pH降至5左右。搅拌后静置1h,滤出沉淀果胶,榨干,再分别用50%和95%酒精各洗涤1次,压干后摊于烘盘上,在65℃真空干燥器中烘干,取去磨细、包装即得成品。产率大约为果胶量的90%。

2、酶法

酶法即用果胶脂酶脱脂提取低甲氧基果胶。广东省果树研究所蔡长河等(1996)成功地研制出采用酶法从柚皮中提取低脂果胶的工业化生产技术。与传统碱法和酸法相比,其具有工艺易于控制、产品质量高、节省能耗和降低成本等优点,其工艺流程如下:柚皮→粉碎→水洗→脱脂→提胶→压滤→沉析→压滤→除盐醇洗→压滤→干燥→粉碎→成品。

低酯果胶的应用

低酯果胶被广泛应用于低糖果酱、乳制品、烘焙产品、镜面果胶和酸奶果伴等领域,其固形物含量需要低于 60%的产品,而且产品里需要求含有钙离子或其他的金属离子,这样最终才会形成凝胶。

低酯果胶的使用条件是体系pH=2.6~6.8,固形物含量高于10%,要求有钙离子存在(至少15mg/g果胶〉,主要用于低糖果酱、酸奶果肉底料、软糖、甜食、焙烤制品上光等等。在具体应用时,选择何种果胶,完全取决于体系的条件、生产成本及产品要求。酰胺果胶要比普通低酯果胶有更大的通用性。一般应先将果胶溶解于纯水后,再与其他辅料混合。纯果胶溶液的黏度很低,呈牛顿流体。果胶在果酱或果冻中的一般应用含量为0.3%(高酯果胶,可溶性固形物大约65%)到0.7%(酰胺及低酯果胶,可溶性固形物大约35%)。一般而言,在pH3.5以上高酯果胶不能形成凝胶;低酯果胶当pH>6.5后也不能形成凝胶。从果胶的性质与功能可知,体系中任何条件的改变都会影响使用效果,如果形成预凝胶,不但使生产成本上升,还使产品质量下降,改变其他因素也可能又使预凝胶现象消失。

表1低酯果胶的应用

食品 作用 优先选用的类型 选用原因 应用浓度/%
低固体果酱(悬浮物<55%) 胶凝剂 酰胺化果胶 胶凝不用加钙盐 0.4~1.0
具有天然风味的软糖食果冻 胶凝剂 酸水解果胶(与淀粉配合使用) 承受高可溶性固体(76%~78%) 1.0~2.0
熟可逆面包果冻糖衣 胶凝剂 酰胺化果胶 在稍为宽的可溶性固体范围凝胶 1.0~2.0
胶凝酸牛乳制品 胶凝剂 酰胺化果胶 0.5~1.0
用以制备水果牛乳甜食的水果罐头 胶凝剂 酰胺化或酸水解果胶 需要加牛乳到水果制品中以控制胶凝作用 0.8~1.2
即食布丁粉 胶凝剂 酰胺化果胶 需要在水中快速溶解,再加牛乳时能快速胶凝 0.8~1.2
即食巧克力或香草布丁的糖浆基料 胶凝剂 酰胺化果胶 糖浆不需要过分浓稠,糖浆必须在PH中性下加牛乳使之快速胶凝 0.8~1.2

参考资料
1.胡国华-功能性食品胶第二版[]
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