增稠剂的分类和功效

概述

增稠剂就是一类能提高食品黏稠度或形成凝胶的食品添加剂。在食品加工中能起到提高稠性、黏度、黏着力、凝胶形成能力、硬度、脆性、紧密度以及稳定乳化等作用，使食品获得所需各种形状和硬、软、脆、黏、稠等各种口感。一般属于亲水性高分子化合物。食品中用的增稠剂大多属多糖类，少数为蛋白质类。

应用^【1】

每种增稠剂并不只有增加黏度的作用，当添加量、作用环境、复配组合、加工工艺等因素发生变化时，它们还起到胶凝剂、乳化剂、成膜剂、持水剂，黏着剂、悬浮剂、上光剂、晶体阻碍剂、泡沫稳定剂、润滑剂、驻香剂、崩解剂、填充剂、组织改进剂、结构改进剂等作用。

许多增稠剂也是很好的被膜剂，可以制作食用膜涂层。例如褐藻酸钠，将食品浸入其溶液中或将溶液喷涂于食品表面，再用钙盐处理，即可形成一层膜，不仅能作水分的隔绝层，还可防食品的氧化。果胶也是一样，其食用膜上可涂一层脂肪，以防止蒸汽迁移。鹿角藻胶用于食品表面可以防止水分损失。85％的高直淀粉可以形成透明膜。在高或低的相对湿度下，都具有极低的氧气渗透度。总之，增稠稳定剂在食品中有许多用途，在整个食品添加剂中占有重要的地位。

分类^【2】

可以把增稠剂分为天然的和合成的，而合成的主要是一些化学衍生胶。天然的又可按来源不同分为植物种子胶、植物分泌胶、海藻胶、微生物胶等。

1. 天然增稠剂大多提取白海藻和含多糖类粘质的植物以及含蛋白质的植物和微生物等。

主要包括阿拉伯胶、果胶、琼脂、瓜尔胶、明胶、黄原胶等。

1.1. 明胶

明胶为动物的皮、骨、软骨、韧带、肌膜等含有胶原蛋白的组织，经部分水解后得到的高分子多肽的高聚物。相对分子质量10000～70000，有碱法和酶法两种制法。明胶为白色或淡黄色、半透明、微带光泽的薄片或粉粒，有特殊的臭味，类似肉汁；潮解后易为细菌分解。

明胶不溶于冷水，但加水后则缓慢地吸水膨胀软化，可吸收5～10倍质量的水。在热水中溶解，溶液冷却后即凝结成胶块。明胶不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂，但溶于乙酸、甘油。与琼脂相比，明胶的凝固力较弱，5％以下不能凝成胶冻，一般需15％左右。溶解温度与凝固温度相差不大，30℃以下呈凝胶而40℃以上呈溶胶。相对分子质量越大，分子越长，杂质越少，凝胶强度越高，溶胶黏度也越高。

1.2. 琼脂

琼脂又称为琼胶、洋菜，是石菜花科和江篱科等红藻的细胞壁成分之一，其基本化学组成是以半乳糖为骨架的多糖，主要成分为琼脂糖和琼脂胶两类。琼脂为无色透明或淡黄色半透明薄片或黄色粉末，无臭，味淡．口感黏滑，不溶于冷水，但可分散于沸水并吸20倍的水而膨胀，在搅拌下加热到100℃可配成浓度为5％的溶液。凝胶温度为32～39℃，融化温度为80～97℃。在凝胶状态下不降解、不水解，耐高温。

1.3. 海藻酸钠。

又称褐藻酸钠、藻朊酸钠、褐藻胶。是一种线性分子的酸性多糖，由α-L-古洛糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸以1，4糖苷键相连构成。洗净的海带用碳酸钠溶液溶解，用水稀释过滤，加无机酸使海藻酸析出。离心分离后，在甲醇中脱水，漂白，用碳酸钠或小苏打中和，压榨脱去甲醇，干燥后粉碎制得海藻酸钠。海藻酸钠为白色或淡黄色粉末，几乎无臭，溶于水.有吸湿性，黏度在pH值5～10时稳定，pH值小于4．5时黏度明显增加，pH值小于3时沉淀析出。单价离子可降低黏度，8％以上的氯化钠会因盐析导致失去黏性。

海藻酸钠具有使胆固醇向体外排出的作用，具有抑制重金属在体内的吸收作用，具有降血糖等生理作用，不为人体所吸收，具有膳食纤维作用。海藻酸钠与牛乳中的钙离子作用生成海藻酸钙，而形成均一的胶冻，这是其他稳定剂所没有的特点。海藻酸钙可以很好地保持冰淇淋的形态，特别是长期保存的冰淇淋，对防止容积收缩和组织砂状化最为有效。本品也可作果酱类罐头的增稠剂。

1.4. 果胶

为白色到淡黄褐色的粉末，稍有特异臭。溶于20倍的水成黏稠状液体。不溶于乙醇及其他有机溶剂，用乙醇或甘油、蔗糖糖浆润湿，与三倍或三倍以上的砂糖混合，则更易溶于水。对酸性溶液较对碱性溶液稳定。

果胶可用于果酱，使用量为2 g/kg以下。果冻使用量不多于35 g/kg。可用于巧克力、糖果等食品，也可用作冷饮食品冰淇淋、雪糕等的稳定剂，还可用于防止糕点硬化和提高于酪的品质。

2. 化学合成增稠剂

2.1. 羧甲基纤维素钠

简称CMC，是由纤维素经碱化后通过醚化接上羧甲基而制成。CMC为白色粉末，易分散于水，有吸湿性，20℃以下黏度显著上升，80℃以上加热，黏度下降，25℃一周黏度不变。干CMC稳定，溶液状态可被生物分解。属酸性多糖，pH值在5～10以外时黏度显著降低。一般在pH值5～10范围内的食品中应用。面条、速食米粉中使用量为0．1％～o．2％、冰淇淋中为0．1％～o．5％，还可在果奶等蛋白饮料、粉状食品、酱、面包、肉制品等中应用，价格比较便宜。

2.2. 羧甲基淀粉(钠)

也称为淀粉乙醇酸钠，简称CMS。CMS是一种阴离子淀粉醚，为溶于冷水的聚电解质。CMS为淀粉状白色粉末，无臭、无味，在常温下溶于水，形成透明的黏稠胶体溶液，其吸水性较强，吸水后体积可膨胀200～300倍；较一般淀粉难水解；不溶于乙醇等有机溶剂。水溶液呈酸性，适合于在碱性条件下使用。

CMS在固体饮料中可作悬浮剂，冲溶后无上浮物、不分层、无沉淀；在饮料中也有悬浮稳定的效果；在方便面生产中，可使面条口感润滑，容易分开，并缩短复水时间。

功效^{【3】【4】}

增稠剂是食品工业中最重要的原料之一，它在食品加工中主要起稳定食品形态的作用，如悬浮稳定、泡沫稳定、乳化稳定等。此外，它可以改善食品的触感及加工食品的色、香、昧和水相等的稳定性。

1. 稳定作用：

食品增稠剂可使加工食品的组织趋于更稳定的状态，使食品内部组织不易变动，因而不易改变品质。在淀粉食品中具有防止老化作用；在冰淇淋等食品中有防止冰晶生长的作用；在糖果制品中可防止结晶析出；在饮料、调味品和乳化香精中具有乳化稳定作用；任啤酒、汽酒中有泡沫稳定作用。    

2. 增稠作用

食品增稠剂可提高食品静置状态下的粘稠度，使原料容易从容器中挤出，或更好地粘着在食品上，使食品有柔滑的口感。

3. 胶凝作用

食品增稠剂是果酱、蜜饯、人造营养食品、果冻和奶冻等的胶凝剂和赋形剂．，低甲氧基果胶和海藻酸钠与多价金属离子可生成不溶于水的化合物，因此，它是汞、铅和钴等重金属中毒的良好解毒剂和预防剂。作为食用凝胶的增稠剂，它们各有所长.

4. 保水作用

由于一些增稠剂的强烈水化作用，因此，在肉制品、面包、糕点等食品中，能起到组织改良作用，可使水分不易挥发，既提高了出品率，又增加了口感。食品增稠剂具有成膜性，也具有保水作用，从而可被应用到食物保鲜中。

5. 保健作用

低热食品的生产：增稠剂都是大分子物质，许多来自于天然胶质．在人体内几乎不消化而被排泄掉．所以用增稠剂代替部分糖浆、蛋白质溶液等原料，很容易降低食品的热量，这种方法已在果酱、果冻、调料、点心、饼干、布丁中采用，并向更广泛的方面继续发展。

6. 矫味作用

增稠剂对一些不良的气味有掩蔽作用。其中环糊精效果较好．但绝不能将增稠剂用于腐败变质的食品。掌握了增稠剂的性质、作用，再根据食品工艺上的要求，就可以选择合适的增稠剂，使增稠剂在食品中合理使用。常用增稠剂在食品中的用途如下表所示。

影响因素

1. 结构及相对分子质量对黏度的影响：

一般增稠剂是在溶液中容易形成网状结构或具有较多亲水基团的胶体，具有较高的黏度。因此，具有不同分子结构的增稠剂，即使在相同浓度和其他条件下，黏度亦可能有较大的差别。同一增稠剂品种，随着平均相对分子质量的增加，形成网状结构的概率也增加，故增稠剂的黏度与相对分子质量密切相关．即相对分子质量越大，黏度也越大。食品在生产和储存过程中黏度下降。其主要原因是增稠剂降解，相对分子质量变小。

2. 浓度对黏度的影响：

随着增稠剂浓度的增高．增稠剂分子的体积增大，相互作用的概率增加，吸附的水分子增多，故黏度增大。

3. 增稠剂的协同效应：

如果增稠剂混合复配使用时，增稠剂之间会产生一种黏度叠加效应．这种叠加可以是增效的，混合溶液经过一定时间后．体系的黏度大于各组分黏度之和，或者形成更高强度的凝胶。

这种叠加也可以是减效的，例如阿拉伯胶可降低黄蓍胶的黏度。有时，单独使用一种增稠剂得不到理想的结果，须同其他一些乳化剂复配使用，发挥协同效应。增稠剂有较好增效作用的配合是：CMC与明胶，卡拉胶、瓜尔豆胶和CMC，琼脂与刺槐豆胶，黄原胶与刺槐豆胶等。

4. 温度对黏度的影响：

随着温度升高，分子运动速度加快，一般溶液的黏度降低．如在通常使用条件下的海藻酸钠溶液，温度每升高5～6℃，黏度就下降12％。温度升高，化学反应速度加快，特别是在强酸条件下，大部分胶体水解速度大大加快。高分子胶体解聚时，黏度的下降是不可逆的。为避免黏度不可逆的下降，应尽量避免胶体溶液长时间高温受热。少量氯化钠存在时，黄原胶的黏度在-4～+93℃范围内变化很小，这是增稠剂中的特例。位阻大的黄原胶和藻酸丙二醇酯，热稳定性较好。

5. 切变力对黏度的影响：

一定浓度的增稠剂溶液的黏度，会随搅拌、泵压等的加工、传输手段而变化，变化的规律在食品物性学中介绍。

6. 其他因素对黏度的影响：

除了pH和温度对黏度影响较大以外，还有多方面影响黏度的因素。在海藻酸钠溶液中添加非水溶剂或增加能与水相混溶的溶剂(如酒精等)的量，溶液的黏度会提高，并最终导致海藻酸钠的沉淀。而高浓度的表面活性剂会使海藻酸钠黏度降低，最终使海藻酸盐从溶液中盐析出来．单价盐也会降低稀海藻酸钠的黏度。由于聚合程度不同，相对分子质量差别亦很大，因此增稠剂无准确固定的相对分子质量，一般用平均相对分子质量或相对分子质量范围表示。

参考文献

[1] 丁芳林，食品化学  第2版，华中科技大学电子音像出版社，2017.01，第222页

[2] 郑育龙编著，读懂食品标签掌中查，中国人口出版社，2013.04，第67页

[3] 郝利平等主编，食品添加剂  第3版，中国农业大学出版社，2016.07，第135页

[4] 陈健，吴国杰，赵谋明主编，食品化学原理=Principle of food chemistry，华南理工大学出版社，2015.02，第417页