Propylenglykolalginat (PGA) ist ein Polysaccharid-Biomolekül, das durch Veresterung von aus Braunalgen gewonnener Alginsäure hergestellt wird und sich durch hervorragende Emulgier-, Verdickungs-, Expansions-, Säurebeständigkeit und Stabilität auszeichnet. In den USA, Japan, Südkorea, Russland usw. ist es als Lebensmittelzusatzstoff in allen Arten von Lebensmitteln weit verbreitet und verfügt über ausgereifte Verwendungsmethoden und Standardanforderungen; China genehmigte seine Verwendung als Lebensmittelzusatzstoff im Jahr 1988. In den Vereinigten Staaten, Japan, Korea, Russland und anderen Ländern und Regionen kann es in großem Umfang als Lebensmittelzusatzstoff in verschiedenen Arten von Lebensmitteln verwendet werden, mit ausgereiften Verwendungsmethoden und Standardanforderungen; China genehmigte seine Verwendung als Lebensmittelzusatzstoff im Jahr 1988.

PGA ist ein neuartiger Emulgator, der bei der Herstellung von Joghurt und Sauermilchgetränken weit verbreitet ist.

Der Antrag auf Ausweitung des Anwendungsbereichs von PGA für fermentierte Teigwaren, Brot, Gebäck usw. wurde im November 2017 von der Nationalen Gesundheitskommission angekündigt. Daher wird Propylenglykolalginat als mariner Lebensmittelzusatzstoff mit hervorragender Leistung sicherlich eine größere Rolle in den Anwendungsbereichen von Milch- und Molkereiprodukten, allen Arten von Getränken, Speiseeis, Teigwaren sowie Brot, Gebäck und anderen Backwaren spielen.

Emulgierung, Stabilisierung und Säurebeständigkeit von PGA

PGA hat sowohl hydrophile als auch lipophile Gruppen in seiner molekularen Struktur und hat gute Emulgiereigenschaften.PGA kann in Wasser gelöst werden, um ein viskoses Kolloid zu bilden, und kann in organischer Säurelösung gelöst werden, 1% der Lösung selbst pH=3~4, mit guter Säurebeständigkeit, und kann ein Gel in saurer Lösung pH=3~4 bilden, wird aber nicht einen Niederschlag produzieren.

PGA hat eine hohe Salzbeständigkeit und ist stabil gegenüber Metallionen wie Kalzium und Natrium, was die Stabilität von Alginsäure in Lebensmitteln verbessern und auch den durch Kalzium und andere hochvalente Metallionen in Lebensmitteln verursachten Ausfällungseffekt verhindern kann.

Durch die Kombination der Eigenschaften Emulgierung, Säurebeständigkeit und Stabilisierung wird PGA häufig in Produkten wie Joghurt, Milchgetränken und Fruchtsäften verwendet.

1.1 Anwendung in Joghurt
Die Verwendung von PGA in Joghurt kann dem Joghurt eine natürliche Textur und einen natürlichen Geschmack verleihen, die Bildung von unattraktiven rauen und holprigen Oberflächen wirksam verhindern und das Produkt glatt und glänzend machen; in der tatsächlichen Produktion mischt es sich gut mit allen anderen Zutaten und kann in sauren Umgebungen mit einem pH-Wert von 3 bis 5 verwendet werden, um die Viskosität des Joghurts zu verbessern, die Ausfällung von Proteinen und den Auftrieb von Molke zu verhindern.

Wei Xiaoying et al. fügten der Rohmilch für die Joghurtfermentation unterschiedliche Mengen an PGA hinzu und stellten fest, dass nach der Zugabe von PGA die Viskosität des Joghurts bei gleicher Rotationsgeschwindigkeit 1 Mal höher war als die des Joghurts ohne PGA, und dass unterschiedliche Mengen an PGA die Struktur des Joghurts in unterschiedlichem Maße beeinflussen konnten, wobei der beste Effekt mit der Zugabe von 0.2%; zu diesem Zeitpunkt erhöhte sich das Wasserhaltevermögen des Joghurts um 10,9%, die Menge der Molkeausfällung verringerte sich um 26,0%, und die Härte erreichte 8g, und die Rückgewinnbarkeit erreichte 8g. Zu diesem Zeitpunkt erhöhte sich das Wasserhaltevermögen des Joghurts um 10,9%, die Molkeausfällung verringerte sich um 26,0%, und die Härte erreichte 8g, mit der besten Rückgewinnung.

Chen Yingqi fügte verschiedene Massenanteile von Propylenglykolalginat (PGA) und Pektin zur Herstellung von gerührtem Joghurt hinzu und stellte fest, dass PGA eine bessere Wirkung auf die Verdickung von Joghurt hatte, wenn die zugesetzte Menge von PGA und Pektin größer als 0,13% war. Und die Hemmung der Säureproduktion nach dem Joghurt und die Stabilität der Säurebeständigkeit von PGA waren besser als die von Pektin, wodurch der Joghurt die Stabilität der Textur, des Geschmacks und des Aromas über eine relativ lange Lagerzeit beibehalten konnte.

Eine weitere Studie zeigte, dass PGA und modifizierte Stärke als eine Kombination von Verdickungsmittel in der Anwendung von gerührten Joghurt hat eine gute synergistische Wirkung, die optimale Menge der beiden waren 0,15% und 1,20% (W / W), die Qualität der Joghurt unter diesen Bedingungen ist optimal.

1.2 Anwendung bei Milchgetränken
Die häufigsten Qualitätsprobleme bei der Herstellung und Lagerung von Milchmischgetränken sind Sedimentation und Delamination. Fan Suqin et al. fügten 0,2% (W/W) PGA, 0,3% Natriumcarboxymethylcellulose, 0,1% hochverestertes Pektin und 0,015% Saccharoseester zur Verarbeitung von Sauermilchgetränken hinzu, was zu dem besten Geschmack und der höchsten Stabilität von Milchgetränken führte.

Tang Zhenrui untersuchte die Wirkung von sieben Verdickungsmitteln, darunter Propylenglykolalginat, auf die Stabilität von Milchkaffeegetränken und stellte fest, dass die zugesetzte Menge jedes monomeren Verdickungsmittels 1,1 g/kg Propylenglykolalginat, 1,4 g/kg mikrokristalline Cellulose, 1.7 g/kg Gummiarabikum, 0,25 g/kg Xanthangummi, 0,15 g/kg geliertes kolloidales Gummi und 0,10 g/kg ι-Carrageenan, wobei 0,05 g/kg κ-Carrageenan relativ gute Auswirkungen auf das Stabilisierungssystem des Kaffeemilchgetränks hatten.

Die Untersuchungen von Zhong Huafeng zur Formulierung und Stabilität von Ananassaft-Milchgetränken ergaben folgende optimale Rezeptur: Ananassaftkonzentrat 11%, Milchpulver 4,5%, Zucker 4%, Milchsäure 0,24%, Natriumtripolyphosphat 0.06%, Natriumcitrat 0,04%, Pektin 0,25%, säurebeständige Natriumcarboxymethylcellulose 0,02%, Propylenglykolalginat 0,02%, molekular destilliertes Monoglycerin 0,01%, Saccharose 0,01% und Natriumcarboxymethylcellulose 0,02%. 0,01%, Saccharosefettsäureester 0,05%.

1.3 Anwendung in Fruchtsaftgetränken
Das ideale Erscheinungsbild von Fruchtsaft-Suspensionsgetränken sollte eine Klärung des Saftes, eine gleichmäßige Suspendierung der Fruchtpartikel oder eine gleichmäßige Durchmischung des Fruchtfleisches ohne offensichtliche Schichtungserscheinungen sein. In der tatsächlichen Produktion ist die Suspension von Fruchtsaftgetränken eine technische Herausforderung.

In Saftgetränken sind sowohl Fruchtfleischpartikel, die durch die Suspension gebildet werden, als auch Pektin, Eiweiß und die Bildung der echten Lösung und sogar Lipide, die durch die Emulsion gebildet werden, suspendiert. Es gibt einen großen Dichteunterschied zwischen den Partikeln der Emulsion und dem Getränk Saft, die der Hauptgrund für die Instabilität ist.

Die Zugabe einer kleinen Menge PGA zum Saftgetränk kann diese technische Schwierigkeit erheblich verringern, wodurch die Fruchtpartikel gleichmäßig in der Schwebe gehalten werden und es während der Lagerzeit nicht zu Delaminierungserscheinungen kommt; gleichzeitig wird die Stabilität des Fruchtfleisches verbessert, so dass der Saft einen intensiven Geschmack und eine bessere Textur erhält.

Kong Jin et al. untersuchten den besten Stabilisierungseffekt des mit Bifidobakterien fermentierten Fruchtfleischgetränks, das unter Zugabe von vier zusammengesetzten Stabilisatoren hergestellt wurde, nämlich 0,15% Gelatine, 0,08% Natriumalginat, 0,08% Xanthangummi und 0,01% PGA.

1.4 Anwendung in Speiseeis
Speiseeis wird von den Verbrauchern wegen seiner glatten und zarten Struktur, seiner kompakten und weichen Form, seines milden und lang anhaltenden Geschmacks sowie seines Nährstoffreichtums und kühlen Geschmacks geliebt, aber aufgrund des komplexen Komponentensystems und der Verarbeitungstechnologie von Speiseeis ist es anfällig für Qualitätsprobleme bei der Herstellung und Lagerung.

Es hat sich gezeigt, dass der Zusatz von PGA zu Speiseeis die Dispersion von Fett und fetthaltigen Feststoffteilchen sowie den Geschmack, die innere Struktur und das Aussehen von Speiseeis erheblich verbessern kann und auch die Dispersionsstabilität und die Antischmelzeigenschaften von Speiseeis verbessert. Darüber hinaus kann PGA die Bildung von Laktose-Eiskristallen in Speiseeis verhindern.

Hydratation, Anti-Aging und Gewebeverbesserung von PGA

Wenn PGA auf Teigwaren und Backwaren aufgebracht wird, bildet die Aminogruppe des Glutenproteins im Mehl durch elektrostatische Wechselwirkung einen Komplex mit der anionischen Gruppe von PGA, wodurch die Hydrophobie des Glutenproteins verringert und die Wasseraufnahmefähigkeit des Teigs verbessert wird;

Während der Produktlagerung kann PGA die Migration von Wasser im Produktsystem kontrollieren und die Wassermoleküle in einem relativ stabilen Zustand halten;

Aufgrund seiner hervorragenden Emulgiereigenschaften bildet PGA mit Stärkemolekülen eine stabile Verbundstruktur, die die Alterung der Stärke erheblich verlangsamen kann;

Die Kombination von PGA und Glutenprotein im Teig hingegen verbessert auch die Netzwerkstruktur des Glutens, wodurch die Textureigenschaften des Produkts verbessert und eine bessere Organisationswirkung erzielt wird.

Die feuchtigkeitsspendenden, alterungshemmenden und gewebeverbessernden Eigenschaften von PGA sind für rohe und trockene Nudelprodukte, rohe und feuchte Nudelprodukte, praktische Reis- und Nudelprodukte, gefrorene Reis- und Nudelprodukte, Brot, Gebäck und andere Backwaren geeignet.

2.1 Anwendung bei Nudeln

Nudeln als Chinas traditionelles Lebensmittel, hat eine lange Geschichte, den aktuellen Markt Nudel-Marke, Farbe ist sehr viel, aber es wird eine Menge von Nudeln Geschmack Saccharose, glutenfreie, gebrochene Rate erhöht, schlammige Suppe ist ernster und andere Phänomene, die Anwendung von PGA in Nudel-Produkte kann ein besserer Weg, um diese Probleme zu verbessern.

Yu Peipei et al. untersuchten die Wirkung von PGA auf die Bruchrate und Kochqualität von violetten Kartoffelnudeln und zeigten, dass PGA die Bruchrate und den Kochverlust von violetten Kartoffelnudeln in unterschiedlichem Maße verbesserte, wobei die optimale Menge des Zusatzstoffs 0,3%~0,4% betrug.

Liu Ranran fand heraus, dass die Verwendung von PGA mit niedrigem Estergehalt in Nudeln die Qualität der Nudeln effektiv verbessern kann. Wenn die zugesetzte Menge an PGA mit niedrigem Estergehalt zwischen 0,2% und 0,3% liegt, kann sie die Härte, die Kaukraft und die Viskosität der Nudeln in größerem Maße erhöhen und gleichzeitig die Wasserabsorption und die Stärkeauflösung verringern, so dass die Nudeln glutenhaltig und geschmeidig werden und den besten Essgeschmack erhalten. (b);

Yang Yan et al. fanden heraus, dass der Zusatz von PGA zu Nudeln in einer Menge von 0,3% die deutlichste Wirkung auf die Verbesserung der Nudelqualität hatte und zu Nudeln mit einer sehnigen und elastischen Textur führte.

2.2 Anwendung in Teig

Die Technologie des gefrorenen Teigs wurde zuerst in der Brotbackindustrie angewandt, und man hat nach Möglichkeiten gesucht, die Probleme des gefrorenen Teigs, wie Feuchtigkeitsverlust, schlechte Stabilität und das Phänomen der gefrorenen Risse im Endprodukt, zu verbessern. Die Verwendung von Kolloiden zur Verbesserung der Qualität von gefrorenem Teig ist ebenfalls ausgereift.

Yin Xiaojie untersuchte die Auswirkungen von PGA auf die Qualität und die Eigenschaften von gefrorenem Teig, indem er verschiedene Mengen von PGA auf die Zugfestigkeit, die Wasserverlustrate und den gefrierbaren Wassergehalt hinzufügte. Die Ergebnisse zeigten, dass die Qualität des gefrorenen Teigs mit zunehmender Gefrierzeit abnahm. Bei gleicher Gefrierzeit wurde die innere Struktur des gefrorenen Teigs stabilisiert, die Wasserverlustrate und der gefrierbare Wassergehalt wurden reduziert und die Qualität des Teigs war besser, wenn die zugesetzte Menge an PGA 0,2% betrug.

2.3 Anwendung in Brot

Brot mit der Verlängerung der Lagerzeit, anfällig für Alterung, Textur und Geschmack Verschlechterung, Produkthaltbarkeit Verkürzung, die das viele Brot Hersteller verabscheuen das Problem ist. Daher wurden Brotverbesserer entwickelt, und Studien haben gezeigt, dass Hydrokolloide gute Anwendungsvorteile in der Backindustrie haben, die die Qualität von Brot verbessern können.

Bei der Untersuchung der Auswirkungen von PGA auf die rheologischen Eigenschaften von Teig und die Backeigenschaften von Brot stellte Liu Haiyan fest, dass der Zusatz von PGA die Pulverqualität und die Zugeigenschaften des Teigs verbessern, die Wasseraufnahme des Teigs deutlich erhöhen, die Stabilisierungszeit des Teigs verlängern, den Index zur Bewertung der Pulverqualität verbessern und die Dehnbarkeit, die Zugfestigkeit und das Zugverhältnis des Teigs erhöhen kann.

Bei der Bewertung der Backeigenschaften des Brotes wurde festgestellt, dass der Zusatz von PGA das spezifische Volumen des Brotes erhöhen, die Elastizität des Brotes deutlich verbessern, die Härte des Brotes verringern, die Textur des Brotes verbessern und die sensorische Bewertung des Brotes verbessern kann. Die signifikanteste Verbesserung des Teiges und des Brotes und die beste Qualität des Brotes wurden mit dem Zusatz von PGA im Bereich von 0,2% bis 0,3% erzielt.

Während der Langzeitlagerung zeigt der Kuchen auch Alterungserscheinungen wie eine raue Struktur, eine lockere und trockene Härte sowie eine Verschlechterung der Elastizität und des Geschmacks. Zhang Juanjuan et al. untersuchten die Formulierung von Qualitätsverbesserern für Kuchen: Natriumalginat 0,15%, Propylenglykolalginat 0,15%, Xanthangummi 0,10%, die das spezifische Gewicht des Kuchenteigs, die texturellen Eigenschaften und die sensorische Bewertung des Kuchens verbessern können, so dass die Elastizität des Kuchens besser ist, die Härte deutlich reduziert wird und der Grad der Alterung in der Lagerungsphase von Jahr zu Jahr deutlich verringert wird.

Schaumstabilität von PGA

Propylenglykolalginat hat eine gute Schaum- und Emulgierfähigkeit und wird häufig als Schaumstabilisator für Bier verwendet. Es kann die Schaumleistung von Bier erhöhen und den Schaum zart und lang anhaltend machen.

Zhang Liqun et al. fügten eine angemessene Menge an PGA in Bier hinzu und stellten fest, dass PGA die Stabilität von Bierschaum und die Schaumhaltekraft deutlich erhöhen kann, selbst wenn sie mit Fett oder Sterilisations- und Waschrückständen in Berührung kommt, kann sie auch dem Bruch widerstehen.

Liu Changhai et al. untersuchten die Auswirkungen verschiedener Lebensmittelzusatzstoffe auf die Schaumeigenschaften von Bier und stellten fest, dass PGA ein guter Schaumverbesserer ist und dass die Zugabe von 30 mg/L die Schaumbeständigkeit von Bier erheblich verbessern kann.

Synergistische Eigenschaften von PGA und anderen Kolloiden

PGA hat eine gute gemeinsame Löslichkeit mit Natriumcarboxymethylcellulose, modifizierter Stärke, Natriumalginat, Gummi arabicum, Pektin, Pfirsichgummi usw. und kann gemischt und zusammengesetzt werden. Yinna hat drei Stabilisatoren mit besserer stabilisierender Wirkung herausgesucht und sie zusammengemischt, um die Stabilität von Stutenmilchbier zu verbessern.

Die optimale Menge der Stabilisatoren war CMC-Na %:PGA %:Pektin % = 0,02:0,03:0,03, bei der die Zentrifugalsedimentationsrate von Stutenmilchbier 4,85% betrug und der Probenzustand am stabilsten war.

Wang et al. zeigten, dass die stabilisierende Wirkung des zusammengesetzten Stabilisators aus PGA 0,2% + Monoglycerid 0,1% + NaH2PO4 0,05% besser war als die des PGA-Monomerstabilisators in gerührtem Orangensaftjoghurt, indem sie die sensorische Qualität und Stabilität von gerührtem Orangensaftjoghurt untersuchten.

Zusätzlich zu den funktionellen Eigenschaften von PGA in den oben genannten Lebensmittelkategorien, hat es auch die Eigenschaften der Emulgierung Geschmack, Bier Modifikator, usw., die auch weit verbreitet sind.

Aussicht auf eine PGA-Anwendung

Mit der Entwicklung der Gesellschaft wird die Ernährung weltweit immer gesünder. Als funktioneller Lebensmittelzusatzstoff aus dem Meer wird Propylenglykolalginat mit seiner einzigartigen Säurebeständigkeit, Emulgierstabilität, Hydratisierung und Gewebeverbesserung sicherlich in verschiedenen Lebensmittelindustrien eingesetzt werden, große funktionelle Wirkungen ausüben und mehr Möglichkeiten und Anwendungswerte schaffen.