海藻酸丙二醇酯的食品应用和主要特性
发布日期:2020/3/19 19:34:52
背景及概述[1]
海藻酸丙二醇酯又称藻朊酸丙二酯、藻酸丙二酯、丙二醇藻蛋白酸酯、褐藻酸丙二醇酯(简写为PGA)。它是海藻分子部分酯化，部分形成钠盐的衍生物；是白色或淡黄白色粉末或粗粉，几乎无臭、无味，或稍有芳香味。有吸潮性，易溶于冷水或温水形成黏稠的胶体溶液。含量为1%或更低一点时黏度是恒定的，水溶液在60℃以下稳定，但100℃时则黏度急剧降低。添加酸性剂的可增大其黏度。它耐酸性强，而耐碱性差，黏度在pH3～4范围内长期稳定。在pH2～3时最为稳定，pH>6.5时则易分解。所以在酸性条件下有良好的稳定蛋白的作用，而且还有独特的泡沫稳定作用。但本品长时间存放在较高温度下，会逐渐变成不可溶的物质。它能用于奶油调味品中，有助于脂肪的乳化和香味的逸散，用量为0.8%。也可用于肉制品的调味料中，用量为0.5%，而用于冷冻果馅中的用量则为1%。
主要特性[2]
海藻胶作为食品添加剂用于食品中正是由于它具有的独特的胶体特性和增稠性、稳定性、乳化性、悬浮性、成膜性以及能形成凝胶的能力，而其衍生物PGA与海藻酸相比，有着不少优势，在食品中的应用有其独到之处。因为海藻酸原
来的部分羧基被丙二醇酯化，并部分被适当的碱中和，所以PGA可以溶于水中形成黏稠胶体，并能溶于有机酸溶液，于pH3～4的酸性溶液中能形成凝胶，但不会产生沉淀，抗盐性强，即使在浓电解质溶液中也不会盐析，对钙和钠等金属离子很稳定。也就是说，PGA能改善酸在食品中的稳定性，还能阻止因为钙和其他高价金属离子在食品饮料中所引起的沉淀作用。
PGA具有较大的分子量，是一种高分子量食品级多糖。根据凝胶渗透色谱(GPC)标准曲线，结合PGA洗脱体积，计算得出PGA分子量范围为1900～2400kD。PGA的黏度与其浓度之间存在着半对数线性关系(R2=0.9740)；在pH2～10范围内，PGA的黏度几乎无变化，但当pH≥11时，PGA的黏度下降；PGA与羧甲基纤维素(CMC)具有良好的增黏效应，但与海藻酸钠之间的效应较复杂。PGA是剪切变稀的假塑性非牛顿流体，浓度越高，触变性越大。PGA溶液黏度随其质量分数、蔗糖添加量的增加而增加，随pH的升高而降低。较低NaCl(0.01和0.10mol/L)时PGA溶液的黏度降低，NaCl浓度较高时(1.00mol/L)溶液的黏度增加。PGA具有黏弹性，在低频率区域体系以黏性为主，高频率区域体系以弹性为主，G'与G″的交点受浓度和pH及温度的影响。
PGA除具有胶体性质外，由于其分子中含有丙二醇基，故亲油性大，乳化稳定性好，在食品和饮料的生产中可以被用作为一种性能优良的天然起云剂。PGA溶液的亲脂性可有效地用作奶油、糖浆、啤酒、饮料及色拉油的稳定剂。酯化度越高，PGA溶液的亲脂性与表面活性越强，因此，当利用PGA的亲脂性时，应选用高酯化度产品，此外要尽量使用低黏度产品。
应用[2-3]
近年来，PGA因其独特的性质被广泛应用于多种食品中。PGA在部分食品中的作用及参考用量见表。
1. PGA在酸奶中的应用
酸奶是发酵乳的一种，在所有乳制品中，酸奶是营养价值最高、最受人们欢迎的健康食品之一。而在生产中，为了保证酸奶的稳定性，使之保持特殊的酸性环境和形态结构，就需要添加适当的稳定剂。稳定剂在酸奶中主要发挥2个作用，保水性和提高产品的黏度稳定性。通过对搅拌型橙汁酸奶感官质量和稳定性的研究，确定了其工艺要点和适用的PGA复配稳定剂配方。结果表明，PGA0.2%+单甘酯0.1%+NaH2PO40.05%的复配稳定剂在搅拌型橙汁酸奶中的稳定效果优于PGA单体稳定剂。卫晓英等将不同量的PGA添加到原料乳中进行发酵，对其特性进行检测。在添加PGA后，酸乳的黏度显著增大，且形成了触变环。试验表明，PGA不同的添加量能不同程度地影响酸乳的结构，以0.20%的添加量的效果；此时样品的持水力上升10.9%，乳清析出量下降26.0%，硬度8g。
2. PGA在乳饮料中的应用
近年来，越来越多的含乳饮料出现在人们生活中。在这些含乳饮料的制作过程中，为了使饮料形成均匀、稳定、黏稠的液体，需要向饮料中添加一些物质，而乳饮料稳定剂所起到的作用正是如此。范素琴等研究不同用量的海藻酸丙二醇酯对调配型酸性乳饮料稳定性的影响，通过单因素试验确定海藻酸丙二醇酯在酸乳饮料中的最适用量，并通过正交试验确定调配型酸乳饮料复配乳化稳定剂的配方：海藻酸丙二醇酯0.20%、羧甲基纤维素钠0.25%、高酯果胶0.10%、蔗糖酯0.015%。刘海燕研究表明，PGA在发酵乳中可以与其他配料完全融合，在发酵期间的任何pH范围内均可使用。PGA在发酵乳制品中不仅充当稳定剂的作用，还可以提供乳化作用使含脂的发酵乳制品平滑、圆润，口感会更好，能够赋予发酵乳制品天然的质地口感，同时能够有效地防止产品形成不美观的粗糙凹凸表面，使产品外观平滑亮泽。选用牛乳和椰果果粒为原料，对产品稳定剂的选择进行了研究，确定了的配方。通过试验筛选出较好的稳定剂组合为羧甲基纤维素钠0.40%，结冷胶0.14%，果胶0.14%，海藻酸丙二醇酯0.03%；并验证了产品在保质期内的稳定性，试验结果显示，稳定剂配方达到了产品要求。对确定的配方进行多方面的考察，产品稳定性、果粒悬浮性在保质期内都表现良好，所选择的配方符合产品要求。
3. PGA在果汁饮料中的应用
果汁富含各种天然营养物质，可以帮助人体达到酸碱平衡，对肠胃无刺激、营养吸收迅速、彻底。果汁饮料是以水果为原料经过物理方法如压榨、离心、萃取等得到的汁液产品。在工业生产中，需要添加稳定剂，保证饮料体系的稳定，改善口感。对榨汁工艺饮料配方及稳定性等方面进行综合研究，最终确定饮料的配方为：黑莓原汁20%，蓝莓原汁10%，糖含量8%，羧甲基纤维素(CMC)0.105%，海藻酸丙二醇酯0.613%，黄原胶0.015%，由此配方制得的饮料感官评价最高，稳定性。以沙田柚汁与西番莲汁为主要原料，对沙田柚汁与西番莲汁复合饮料的加工工艺进行探讨。结果表明，当沙田柚汁14%，西番莲汁12%，白砂糖10%，黄原胶0.02%，羧甲基纤维素钠0.15%，海藻酸丙二醇酯0.10%，pH为3.8时，复合果汁饮料风味。
4. PGA在啤酒中的应用
啤酒泡沫是啤酒质量的一项重要指标。啤酒泡沫中含有大量的芳香酯类化合物，它使人们产生饮用的欲望，减少啤酒的苦味，产生缓和味觉的作用，具有像盖子一样的隔绝作用，可防止啤酒液与空气发生氧化反应而发生味道变化。泡沫的盖子作用还可减缓二氧化碳的释放速度，产生较多的包裹着二氧化碳的啤酒泡沫，让饮酒者从视觉上觉得啤酒比较清凉可口；另外，啤酒冒泡时细微的沙沙声也会使饮酒者产生愉悦感。为了改善啤酒泡沫的性能，研究了多种食品添加剂对啤酒泡沫性能的影响。其中，海藻酸丙二醇酯是良好的泡沫改良剂，加入30mg/L可以显著提高啤酒的泡沫持久性。张立群等在啤酒中添加适量的PGA，考察其对啤酒泡沫的稳定性和泡持力的影响。研究表明，PGA可明显提高泡持力，泡沫变得更洁白细腻，挂杯更持久，即使遇到油脂或杀菌洗涤残留物也能抗破裂，无异味，且对成品酒的保质期无影响。
5. PGA在面制品中的应用
面食是我国人民的主食之一，随着经济的发展，人们对面食的要求早已超越了单纯的果腹，对面食内在的品质如弹性和韧性的要求越来越高。近几年，PGA常见应用于面食的制作中，以改善面食性质和质构。通过粉质仪测定了PGA对面粉粉质特性影响，经TPA全质分析、蒸煮试验和感官鉴评，研究PGA添加量对面条硬度、黏着性、拉伸收缩比等指标的影响。结果发现，PGA对面条品质改良效果较为明显，其在面条中最适添加量为0.3%。蛋糕有着绵软而有弹性的结构，细密而紧韧的组织，滋润而嫩爽的口感，深受广大消费者的喜爱。但是在长期放置过程中，蛋糕会出现结构粗糙、松散干硬、弹性和风味变差等老化现象，使产品质量下降。张娟娟等利用正交试验优化出蛋糕品质改良剂的配方：海藻酸钠0.15%，海藻酸丙二醇酯0.15%，黄原胶0.10%，在此条件下进行验证试验，检测后发现复配型蛋糕品质改良剂能改善蛋糕面糊比重，提高蛋糕质构特性和感官评分，使蛋糕弹性较好，硬度显著降低，老化程度明显较小，显示蛋糕的品质良好。
主要参考资料
[1] 中华烘焙食品大辞典·原辅料及食品添加剂分册
[2] 海藻酸丙二醇酯的主要特性及其在食品中的应用
[3] 天然起云剂——海藻多糖衍生物海藻酸丙二醇酯
欢迎您浏览更多关于海藻酸丙二醇酯的相关新闻资讯信息