食品增稠劑在果凍生產(chǎn)中的應(yīng)用

賢 歡，羅艷萍

（廣東一方制藥有限公司，廣東佛山 528200）

0 引言

果凍是由食用糖類和食品增稠劑，輔以酸味劑、著色劑和香精等調(diào)配而成的半固體膠凍狀食品。果凍產(chǎn)品最早源于國外，因其富有彈性而爽滑的質(zhì)感、酸甜可口的品嘗感，以及鮮亮誘人的外觀，而廣受大眾的青睞。因果凍產(chǎn)品在休閑食品快消領(lǐng)域具備獨(dú)特的發(fā)展優(yōu)勢，果凍市場吸引了大批企業(yè)的紛紛進(jìn)入。近年來，果凍行業(yè)在我國發(fā)展勢頭良好，至今已成為年銷售額超100億元的行業(yè)，并每年以15%左右的速度增長[1]。

在果凍生產(chǎn)工藝中，關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)在于食品增稠劑，即果凍膠凝劑的應(yīng)用。雖然在果凍產(chǎn)品中，食品增稠劑的添加量極低，但其對于果凍形態(tài)的影響具有決定性的作用，賦予了果凍彈性和可塑性。食品增稠劑是食品工業(yè)中最常用的食品添加劑之一，在GB 2760—2014食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了近40種增稠劑在16大類食品中的使用限量，其中也包括了多種食品增稠劑在果凍類產(chǎn)品中的添加限量[2]。

1 食品增稠劑

1.1 食品增稠劑的來源與分類

食品增稠劑通常指能在水中溶解，且在一定的條件下能充分水化，形成黏稠液或膠凍液的大分子物質(zhì)。食品增稠劑大多是天然大分子多糖或其衍生物，廣泛地存在于自然界中；也有部分食品增稠劑是通過天然原料合成而來。目前用于食品工業(yè)的食品增稠劑，按其來源可分為以下幾大類：植物來源增稠劑、海藻類來源增稠劑、動物與微生物來源增稠劑和天然物半合成增稠劑[3]。植物來源增稠劑多為植物多糖類物質(zhì)，經(jīng)植物黏液提取純化而來，如刺槐豆膠、羅望子膠、亞麻籽膠、瓜爾膠、果膠、阿拉伯膠等；海藻類來源增稠劑是從海藻中提取而來的海藻類膠體，較常用的卡拉膠、海藻酸及其鈉鹽均屬于此類增稠劑；動物來源增稠劑是從動物組織中提取得到的親水膠，其化學(xué)成分多為動物蛋白，如明膠、殼聚糖、酪蛋白等；微生物來源增稠劑則是由微生物胞外代謝物中提取得到的大分子多糖，如結(jié)冷膠和黃原膠；天然物半合成增稠劑是以天然物為原料，通過一些化學(xué)修飾對其分子進(jìn)行改性所得到的高分子化合物，如纖維素衍生物、變性淀粉及淀粉水解物等。

1.2 食品增稠劑的作用

在食品生產(chǎn)中，食品增稠劑的添加提高了食品的黏度，促使溶液形成凝膠，或保持體系相對穩(wěn)定的親水性物質(zhì)，改變食品的物理性狀，從而賦予食品黏潤的口感，在食品體系中起到了增稠、膠凝、穩(wěn)定、保水等作用[4]。食品增稠劑在溶液中可充分水化，吸水膨脹可達(dá)幾十倍以上，形成黏稠而滑膩的大分子物質(zhì)，增大溶液黏度，使溶液呈懸浮狀，從而起到增稠作用和穩(wěn)定作用；因?yàn)槠浞肿拥膹?qiáng)吸水性，故添加在食品中，如面包糕點(diǎn)、肉制品中可起到保水作用；另外，部分增稠劑在一定條件下，還可發(fā)生膠凝化反應(yīng)，形成具備可塑性的膠凍狀半固體，正是由于其膠凝作用，食品增稠劑可作為膠凝劑廣泛應(yīng)用于果凍生產(chǎn)中。

2 食品增稠劑在果凍生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 用于果凍生產(chǎn)的增稠劑種類及其凝膠原理

（1）卡拉膠。卡拉膠是果凍生產(chǎn)中最常用的膠凝劑之一，它是從紅藻細(xì)胞壁中提取所得的天然海藻多糖，是一種含硫酸酯基團(tuán)的親水線性非均一多糖，由1,4-β-D-吡喃半乳糖和1,3-α-D-吡喃半乳糖為基本骨架連接而成[5]?？ɡz溶液加熱后緩慢降溫的過程中，分子由卷曲狀向螺旋狀轉(zhuǎn)化，再進(jìn)一步由單螺旋體轉(zhuǎn)變?yōu)殡p螺旋體，形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即形成凝膠狀；其在低濃度時即可形成一種熱可逆性凝膠，凝膠透明度高，可滿足果凍生產(chǎn)對可塑性和外觀的需求。

（2）明膠。明膠是由富含膠原蛋白的動物結(jié)締組織，如動物皮、骨、肌腱等降解所得到的水解物，因具有良好的凝膠性和熱可逆性，而被廣泛應(yīng)用于果凍和果凍粉的生產(chǎn)中，市售用于制作果凍的吉利丁粉其主要成分即是明膠。明膠的母體膠原蛋白分子，是由3條肽鏈通過氫鍵鍵合所形成的三螺旋結(jié)構(gòu)。熱力作用可使明膠膠原蛋白分子的氫鍵和一些共價鍵斷裂，此時無規(guī)則卷曲態(tài)的明膠是可溶性的，在一定的條件下，明膠分子可逐漸恢復(fù)為三螺旋結(jié)構(gòu)，即發(fā)生凝膠化反應(yīng)[6]。但單獨(dú)使用明膠時，凝膠強(qiáng)度較弱，且凝膠所需濃度較大，故其常與卡拉膠、海藻酸鈉等其他增稠劑復(fù)配使用，具有良好的協(xié)同增效作用[7]。

（3）結(jié)冷膠。結(jié)冷膠是一種由假單胞桿菌對碳水化合物進(jìn)行純種發(fā)酵的過程中，合成和分泌的一種胞外線性多糖，最先被美國Kelco公司發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。金屬陽離子在結(jié)冷膠凝膠形成過程中發(fā)揮著重要的作用。陽離子通過定點(diǎn)結(jié)合的方式，直接與多糖分子上的羧基相連，減弱了雙螺旋鏈間的靜電排斥力，有利于“聯(lián)結(jié)區(qū)”的形成。一價陽離子誘導(dǎo)形成的凝膠為熱可逆凝膠，即加熱后凝膠融化，并且這個可逆過程可反復(fù)進(jìn)行。但二價陽離子誘導(dǎo)形成的凝膠對熱穩(wěn)定性更高，融化溫度可達(dá)120℃以上，為熱不可逆凝膠[8]。正由于結(jié)冷膠所形成的凝膠在高溫下具有熱不可逆性的特征，其常被用于雙層或多層果凍的生產(chǎn)加工中[9]。

（4）羅望子膠。羅望子膠是從羅望子種子胚乳中提取所得到的一種中性多糖，由D-木糖、D-半乳糖、D-葡萄糖聚合而成。羅望子膠形成的凝膠具有較強(qiáng)的耐酸堿性、熱穩(wěn)定性和冷凍解凍耐性；其凝膠原理與果膠相似，且對糖、酸的要求較低。

（5）海藻酸鈉。海藻酸鈉是由褐色海藻中提取而來，作為海藻酸的鈉鹽存在，是由甘露糖醛酸和古羅糖醛酸通過糖苷鍵連接而成共聚物。單獨(dú)的海藻酸鈉不具有凝膠作用，但鈣離子的存在可與其分子羧基部位的鈉進(jìn)行交換，從而通過鈣離子與2條海藻酸鈉的鈉鍵相連，使分子聚集在一起，從而發(fā)生凝膠化反應(yīng)[10]。

除上述幾類外，還有多種其他食品增稠劑可應(yīng)用于果凍生產(chǎn)中，包括黃原膠、果膠、瓊脂、羧甲基纖維素鈉等。

2.2 增稠劑的二元復(fù)配在果凍生產(chǎn)中的應(yīng)用

單一的食品增稠劑作為凝膠劑時，其凝膠性能大多不能滿足生產(chǎn)需求，需以2種或2種以上增稠劑配伍，以最適配比使復(fù)配膠凝膠性能達(dá)到最佳。例如，卡拉膠所形成的凝膠雖通透性較好，但其脆性較大，持水性能不佳，易脫水；而當(dāng)卡拉膠與其他一種增稠劑，包括刺槐豆膠、魔芋膠、黃原膠、玉米淀粉等復(fù)配時，其凝膠強(qiáng)度、彈性均可得到顯著提高。很多用于果凍生產(chǎn)的食品增稠劑本身并不具有凝膠性，如海藻酸鈉、黃原膠、魔芋膠、刺槐豆膠等，但當(dāng)它們與一些凝膠性增稠劑復(fù)配使用時，通?？杀憩F(xiàn)出凝膠協(xié)同效應(yīng)，提高了產(chǎn)品品質(zhì)。

增稠劑的復(fù)配通?？砂l(fā)揮多種增稠劑，從多種途徑增強(qiáng)凝膠性能的優(yōu)勢。陳賀等人[11]以明膠和果膠作為凝膠劑，研制藍(lán)莓果凍，并在研究中發(fā)現(xiàn)，果膠和明膠分別可以增加果凍的咀嚼性和彈性；這項(xiàng)研究結(jié)果也與Kim A J等人[12]的試驗(yàn)結(jié)果相吻合。不同增稠劑的復(fù)配應(yīng)用，通常可發(fā)揮較理想的協(xié)同增效作用。李鵬等人[13]用1.05%卡拉膠和0.45%海藻酸鈉組成的復(fù)合膠制備南瓜果凍，復(fù)配膠膠體間的協(xié)同增效作用使凝膠速度增大，且能更好地保持柔軟性和彈性。劉愛國等人[14]研究發(fā)現(xiàn)，羅望子膠分別與黃原膠、羧甲基纖維素鈉和魔芋膠復(fù)配，均具有黏度增效作用，羅望子膠與魔芋膠以1∶9的比例進(jìn)行復(fù)配時，對黏度的增效作用最為理想，適用于果凍生產(chǎn)。李良等人[15]以芒果為原料制備果肉果凍，篩選了明膠、魔芋粉、瓊脂等增稠劑配比，試驗(yàn)確定當(dāng)卡拉膠與瓊脂的添加量分別為0.5%時，制備所得的果凍口感、透明度和持水性均最佳。

2.3 增稠劑的多元復(fù)配在果凍生產(chǎn)中的應(yīng)用

基于食品增稠劑種類的多樣化和凝膠性能的差異化，單一的增稠劑或二元復(fù)配增稠劑已不能達(dá)到滿意的效果，多元復(fù)配在果凍生產(chǎn)中的應(yīng)用研究也越來越多。朱莉莉[16]在篩選增稠劑用作羊棲菜果凍增稠劑的研究中發(fā)現(xiàn)，二元復(fù)配時魔芋膠和黃原膠對卡拉膠具有顯著的增效作用，三元復(fù)配的凝膠性能更佳，并給出了3個優(yōu)選配比，分別為魔芋膠+黃原膠+卡拉膠組合、魔芋膠+海藻酸鈉+卡拉膠組合及魔芋膠+CMC+卡拉膠組合，質(zhì)量比均為1∶1∶1。金明良等人[17]以海藻酸鈉、羅望子膠和葡萄糖內(nèi)酯為復(fù)合凝膠劑制備牛奶果凍，添加量比例為8∶9∶5，溫度為60℃時制備所得的果凍凝膠具有較好的持水性和咀嚼性。另外，翁梁等人[18]以奶粉、洋姜為主要原料，將卡拉膠、明膠和羧甲基纖維素鈉，三者按7∶1∶2比例混合作為凝膠劑，進(jìn)行果凍的研制；柳青等人[19]以0.5%卡拉膠，0.1%瓊脂和0.2%海藻酸鈉作為復(fù)合凝膠劑，并引入蘆薈果肉，以研制保健蘆薈果凍。

3 結(jié)語

自從果凍生產(chǎn)技術(shù)引進(jìn)我國，果凍產(chǎn)業(yè)一直呈現(xiàn)著較為迅速的發(fā)展勢頭，發(fā)展空間仍在不斷擴(kuò)大中，其主要消費(fèi)群體是兒童和青少年。而隨著生活水平的不斷提高，人們對果凍口感和健康方面的要求也越來越高。不斷豐富果凍產(chǎn)品口感，同時將果凍從單純的解饞零食轉(zhuǎn)變?yōu)闋I養(yǎng)與美味兼具的健康食品，是果凍生產(chǎn)企業(yè)改革和發(fā)展的有效途徑。而這些都依賴于食品增稠劑應(yīng)用技術(shù)的改良和創(chuàng)新。食品增稠劑的持續(xù)開發(fā)和復(fù)配應(yīng)用技術(shù)的不斷優(yōu)化，以適應(yīng)果凍產(chǎn)品口感多元化、貯藏穩(wěn)定性和更多保健果凍新產(chǎn)品開發(fā)的需求，將是果凍產(chǎn)業(yè)企業(yè)需要不斷攻克的技術(shù)問題。