Wie wird Xanthan in Lebensmitteln verwendet?

Xanthangummi ist eine sich wiederholende Pentasaccharideinheit, die aus D-Glucose, D-Mannose, D-Glucuronsäure, Essigsäure und Brenztraubensäure besteht. Das molare Verhältnis von Glucose, Mannose und Glucuronsäure beträgt 2,8:3,0:2,0. Xanthangummi wird aus dem Fermentationsmedium, das Zucker (wie Glukose, Saccharose, Stärke, hydrolysierte Stärke usw.) enthält, in Gegenwart einer geeigneten Stickstoffquelle, Dikaliumhydrogenphosphat und einer angemessenen Menge an Spurenelementen durch die Einwirkung des Xanthomonas campestris-Stammes, Fermentation und nach Extraktion, Trocknung, Zerkleinerung und anderen Verfahren hergestellt. Xanthan ist geschmacksneutral, geruchlos, ungiftig, unbedenklich für den Verzehr und löslich in Wasser. In wässriger Lösung stellt es ein Polyanion dar, das einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften besitzt. In der industriellen Produktion wird es hauptsächlich als Verdickungsmittel verwendet, kann aber auch als Suspensionsmittel, Emulgator und Stabilisator eingesetzt werden. Bislang gilt Xanthan als der leistungsfähigste der internationalen Biokleber, der in einer Vielzahl von Lebensmittel-, Saft-, Getränke-, Futtermittel-, Make-up-, Medizin-, Keramik-, Feuer-, Öl- und anderen Industrien eingesetzt wird, und sein Marktwachstumspotenzial übersteigt das aller hydrophilen Kleber. In diesem Beitrag werden die Struktur, die Eigenschaften und die Herstellung von Xanthan zusammengefasst und die Anwendung von Xanthan in der Lebensmittelindustrie beschrieben.
Struktur
Xanthan ist ein cremefarbenes oder hellbeiges Pulver, das aus fünf sich wiederholenden Zuckereinheiten besteht. Seine Hauptkette ist die gleiche wie die der Cellulose, d.h. durch die β-1,4-Glykosidbindung, die mit Glucose verbunden ist, bilden drei verbundene Monosaccharide seine Seitenkette: Mannose, Glucose und Mannose. Die an die Hauptkette gebundene Mannose wird in der Regel durch eine Acetylgruppe modifiziert, die Mannose am Ende der Seitenkette wird durch Acetalreaktion mit Brenztraubensäure modifiziert, und die Glucose in der Mitte wird zu Glucuronsäure oxidiert.
Neben seiner regulären Primärstruktur besitzt Xanthangummi auch eine Sekundärstruktur. Wie durch Röntgenbeugung und Elektronenmikroskopie ermittelt, bilden Xanthanmoleküle durch Wasserstoffbrückenbindungen eine regelmäßige Helixstruktur. Zwischen der Doppelhelix-Struktur beruhen die schwache Kraft und die Bildung einer netzartigen dreidimensionalen Struktur, der Tertiärstruktur von Xanthangummi, die in Form von Flüssigkristallen in wässriger Lösung vorliegt.
Eigenschaften
Xanthangummi ist als "industrielles Mononatriumglutamat" bekannt, wird derzeit weltweit in großem Maßstab hergestellt und ist das am häufigsten verwendete mikrobielle Polysaccharid. Es hat die folgenden Eigenschaften.
(1) Xanthan Gum ist geschmacklos, geruchlos, starke Sicherheit, hohe Viskosität, 1% wässrige Lösung Viskosität entspricht 100-mal, dass der Gelatine, so kann es als eine gute Verdickung und Stabilisierungsmittel verwendet werden.
(2) Einzigartige rheologische Eigenschaften, unter der Wirkung der Scherung, die Viskosität der Lösung wird schnell fallen, sobald die Wirkung der Scherung angehoben wird, wird die Viskosität der Lösung sofort wiederhergestellt werden, gibt diese Eigenschaft Lebensmittel wie Eis, Schinken Wurst, Fruchtsäfte und Pflanzenprotein-basierte Getränke, Backwaren zu einem guten Geschmack. Aufgrund dieser Eigenschaft wird Xanthan auch häufig bei der Ölförderung und im Bergbau eingesetzt.
(2) Gute thermische Stabilität, in einem breiten Spektrum von Temperaturen (a 18-130 ℃), um die einzigartige Funktion zu erhalten, ist die Herstellung von Tiefkühlkost und Backwaren, ein gutes Hilfsmaterial.
(4) Säure- und Alkalistabilität, seine Viskosität wird durch Säure und Alkali im Grunde nicht beeinträchtigt, und es kann seine ursprünglichen Eigenschaften im Bereich des PH-Wertes 1-12 beibehalten, wodurch es eine breite Palette von Anwendungen hat.
(5) Extrem starke antioxidative und antienzymatische Wirkung, auch in Gegenwart von Hypochlorit, Wasserstoffperoxid, biologisch aktive Enzyme können noch eine Rolle in den Bedingungen spielen.
(6) Breites Spektrum der Kompatibilität. Mit Guarkernmehl kann Johannisbrotkernmehl-Mischung vorteilhafte synergistische Wirkung erzeugen. Dieses strukturelle Gummi kann unter bestimmten Bedingungen Gelierung erzeugen.
(7) Wenn es mit hohen Konzentrationen von Salzen und Zuckern koexistiert, behält es dennoch ein stabiles Verdickungssystem bei.
(8) Gute Suspension von unlöslichen festen Partikeln und Öltröpfchen.
(9) Stabilität in der Mikrowelle. Das stabilisierte System wurde gebildet, auch in der Mikrowelle beim Einfrieren ein Auftauen wird keine Auswirkungen auf seine Leistung haben.
(10) Gute Verträglichkeit mit Salzen, Säuren und Basen, gute Reaktivität mit Galakto-Monomannan.
Produktion
Produktion von Xanthan Gum Stämme: Xanthan Gum Produktion Stämme für mehrere Arten von Xanthomonas Gattung, die derzeitige industrialisierte Produktion von Stämmen ist vor allem Schwarzfäule von Grünkohl Xanthomonas, zusätzlich zu den Sojabohnen Xanthomonas, Malve Xanthomonas und Karotte Xanthomonas kann auch als Fermentations-Stamm verwendet werden.
Die Abbildung unten ist eine Skizze des Xanthan-Produktionsprozesses, die Produktion von Xanthan wird durch die Zusammensetzung des Mediums, Medium Bedingungen (Temperatur, PH-Wert, gelöster Sauerstoff, etc.), Reaktortyp, Betriebsmodus (kontinuierlich oder intermittierend) und andere Faktoren beeinflusst. Der Stamm kann bei 25 ℃ ~ 30 ℃ wachsen, die optimale Gärungstemperatur von 28 ℃, gab es Forscher, um eine bestimmte Temperatur und Wachstumsrate der Beziehung zwischen der Gleichung vorschlagen. Xanthangummi-Extraktion: Im Vergleich dazu sind die Kosten für die Gewinnung des Produkts aus der Fermentationsbrühe hoch. Im Allgemeinen sind die Bestandteile in der endgültigen Fermentationsbrühe: Xanthangummi: 10-30 l, Zellen: 1-10 g/L, Restnährstoffe 3-10 l und andere Stoffwechselprodukte. Aufgrund der hohen Konzentrationen von Xanthan ist die Konzentration der Lösung sehr hoch, was den Extraktionsvorgang erschwert. Die wichtigsten Schritte der Extraktion sind die Ausfällung der Zellen, die Ausfällung des Xanthangummis, die Dehydratisierung, die Trocknung und das Mahlen.
Anwendung in Lebensmitteln
Xanthangummi ist in vielen Ländern als Lebensmittelzusatzstoff akzeptiert worden. In der Getränke-, Gebäck-, Gelee-, Konserven-, Meeresfrüchte-, Fleischverarbeitung und anderen Bereichen zu einem wichtigen Stabilisator, Suspensionsmittel, Emulgator, Verdickungsmittel, Klebstoff und mit hoher Wertschöpfung, hochwertige Verarbeitungsmaterialien. Speziell kann wie folgt zusammengefasst werden.
(1) säurebeständig, salzbeständig Lebensmittel Verdickung Stabilisator in einer Vielzahl von Saftgetränken, Fruchtsaftkonzentrat, Gewürze (wie Sojasauce, Austernsauce, Salatdressing) in Lebensmitteln verwendet. Die stabilisierende Wirkung von Xanthan ist deutlich besser als andere Gummis, hat eine starke thermische Stabilität, allgemeine hohe Temperatur Sterilisation wird keine Auswirkungen auf sie haben, kann in einer Vielzahl von Fruchtsaftgetränken, Fruchtgetränke, Pflanzenproteingetränke, etc. verwendet werden, die Menge von 0,08 bis 0,3.
Xanthan Gum ausgezeichnete Salz, Säure und Alkali-Beständigkeit kann vollständig ersetzen die traditionellen Verdickungsmittel in Sojasauce Stärke, etc., können die Mängel der Stärke Niederschlag zu überwinden, und kann die Sojasauce zart und einheitlich, verbessern Wand hängen und Färbung, und verlängern die Haltbarkeit. Marmelade, Sojasauce und andere Geschmacksveränderungssauce, mit Xanthan als Verdickungsstabilisator, so dass die Sauce Körper Einheitlichkeit, gut beschichtet, nicht klumpen, leicht zu füllen, und verbessern den Geschmack.
(2) Lebensmittel-Emulgator als Emulgator für eine Vielzahl von Protein-Getränke, Milch-Getränke, zu verhindern, dass Öl und Wasser Schichtung und zur Verbesserung der Stabilität von Proteinen, um zu verhindern, dass Protein-Präzipitation, sondern auch seine Emulgierung Kapazität als Schaumbildner und Schaumstabilisator, wie für die Herstellung von Bier und so weiter. Nach Zugabe von 0,02% Xanthangummi in das Emulgiersystem, das von Hülsenfruchtprotein dominiert wird, wird die Emulgierung deutlich verbessert, und das gemischte System hat eine hohe Scherrate und hitzebedingte hohe Viskositätseigenschaften.
(3) Lebensmittel-Füllstoff als stabile hohe Viskosität Füllstoff, kann weithin in allen Arten von Snacks, Brot, Kekse, Süßigkeiten und andere Lebensmittel-Verarbeitung verwendet werden, ohne den traditionellen Geschmack des Lebensmittels unter der Prämisse der Lebensmittel hat eine überlegene Formbeständigkeit, längere Haltbarkeit, besseren Geschmack, und ist förderlich für die Diversifizierung dieser Lebensmittel-Produkte und die industrielle Produktion. Bei einer Vielzahl von Tiefkühlkostprodukten hat Xanthan die Aufgabe, den Wasserverlust zu verhindern, die Alterung zu verzögern und die Lagerfähigkeit zu verlängern.
(4) Lebensmittel-Emulsionsstabilisator als Emulsionsstabilisator für gefrorene Lebensmittel, in Eis, Eiscreme Xanthan-Gummi kann die Viskosität der Mischung einzustellen, ist es zu machen, haben eine einheitliche und stabile Zusammensetzung, glatt und weiches Gewebe, aufgrund der Viskosität und Temperatur von Xanthan-Gummi Viskosität und Schereigenschaften der Beziehung zwischen der Plastizität und Schereigenschaften, so in der Verarbeitung, wenn die Viskosität abnimmt, der Widerstand abnimmt, ist förderlich für den Prozess, und in der Kühlphase der Alterung, die Viskosität Wiederherstellung, ist förderlich für die Expansion Rate zu verbessern, um die Bildung von großen Eiskristallen in der Eis-Organisation zu verhindern, so dass das Eis Geschmack geschmiert und zart.
Zur gleichen Zeit verbessern die Gefrier-Tau-Stabilität des Produkts, und in der Schmelze der Creme und Wasser gleichmäßig gemischt, wird nicht produzieren Schlamm Trennung Phänomen. Allgemeine Alterung Zeit 2 ~ 3h. Dosierung von 0,2% ~ 0,4%.
(5) Lebensmittel Klebstoff Xanthan Gum können einige wasserlösliche Pulver Stoffe, wie Natrium fucoidan, Kasein, Methylcellulose und Polyethylenglykol Cellulose Natriumsalz vernetzt, um einen Klebstoff zu machen. Dieser Klebstoff für die Lebensmittelverarbeitung, kann eine Rolle bei der Verbesserung der Textur spielen, um die Rolle der Folie zu erhöhen. Durch Ausnutzung dieser Eigenschaft von Xanthan können körnige Pasten hergestellt werden. Im Vergleich zu den traditionellen Paste, mit Xanthan-Gummi-Paste Dispersion ist klein, Einheitlichkeit und hohe Löslichkeit, Fließfähigkeit und Füllung Leistung ist gut, weil es nicht über kohäsive feste Erhaltung ist ausgezeichnet.
(6) Xanthan in der Anwendung der spezifischen Lebensmittelverarbeitung ① Xanthan auf die Qualität der Nudeln (1) Xanthan auf die Bildung von Gluten ist jetzt die erste, die Tendenz der Schwächung, die die Wasserretention Rate wirkt sich auf die Gluten von anderen Indikatoren zu stärken. (2) Xanthan hat eine bessere Wirkung auf die Verbesserung der Mehleigenschaften, und hat eine schwächende Wirkung auf die Zugeigenschaften. (3) Xanthan hat einen geringen Einfluss auf das Quellungspotenzial von Stärke und führt zu einer gleichmäßigen Abnahme der Anfangstemperatur des Mehls, wobei die maximale Spitzenviskosität bei einem Kolloidzusatz von 0,2 erreicht wird. (4) Xanthan hat eine gute Verbesserung der Kocheigenschaften, mit der Erhöhung des Anteils der Kolloide, die Kocheigenschaften der Indikatoren verringert. (5) Die Zugabe von Kolloiden erhöhte die Härte, Haftung und Kaukraft der Nudeltextur, und die Adhäsion und Elastizität, Bindung und Erholung sank im Vergleich zu den Leerzeichen.
② Verbesserung der Rindfleischqualität Xanthan zur Verbesserung der Wasserretention von Rindfleisch ist vor allem auf zwei Aspekte, eine ist die Xanthan selbst ist ein hydrophiles Kolloid, Infiltration von Rindfleisch Gewebe kann die Wasseraufnahmekapazität des Muskels zu verbessern; die zweite ist, dass die Wasserretention von Fleisch kann durch die gallertartige Struktur von Proteinen und statische Elektrizität, die Muskel-Strukturproteine in der Myosin hat eine entscheidende Rolle in der Wasserretention ausgedrückt werden.
Der pH-Wert ist ein wichtiger Parameter zur Messung der Qualität von Rindfleisch, der sich nicht nur auf die Schmackhaftigkeit, die Zartheit, den Kochverlust und die Haltbarkeit von Rindfleisch auswirkt, sondern auch signifikant mit der Wasserrückhaltekraft, der Fleischfarbe und dem Geschmack von Rindfleisch korreliert. Liegt der pH-Wert des Muskels nahe am isoelektrischen Punkt des Proteins (5,0 ~ 5,5), ist die mechanische Festigkeit des Fleisches am größten, die Zartheit ist schlecht und das Wasserrückhaltesystem ist ebenfalls geringer. Für die Produktion ist es in der Regel erforderlich, dass der pH-Wert des Fleisches von seinem isoelektrischen Punkt abweicht. Das Einweichen von Rindfleisch in Xanthangummi-Lösung erhöht den pH-Wert des Muskels; daher ist der Zusatz von Xanthangummi vorteilhaft für die Verbesserung des Wasserrückhaltevermögens und der texturellen Eigenschaften von Rindfleisch.
Die maximale Scherkraft von Rindfleisch kann die Zartheit von Rindfleisch widerspiegeln, je kleiner die Scherkraft, desto besser die Zartheit. Daher kann eine 0,5% Xanthangummi-Einweichlösung die Zartheit von Rindfleisch verbessern. Der Grund dafür könnte sein, dass Xanthangummi Ca2+ chelatieren kann, was dazu führen kann, dass das Ca2+ in den Myozyten in das Sarkoplasma übertragen wird, wodurch das kalziumaktivierende Enzym im Sarkoplasma aktiviert wird und die Hydrolyse der Muskelproteine gefördert wird, was zum Zerfall der Z-Linien in der Struktur der Muskelfasern führt, bis sie verschwunden sind, sowie dazu, dass die Muskelgelenke gebrochen und die Myofibrillen zersplittert werden, wodurch die Muskeln verjüngt werden.
Zusammenfassend
Die wässrige Lösung von Xanthan hat einzigartige rheologische Eigenschaften - Scherverdünnung, mit der Zunahme der Scherrate, die scheinbare Viskosität der Lösung deutlich abnimmt; Viskosität, in niedrigeren Konzentrationen, das heißt, eine größere Viskosität; gute Wasserlöslichkeit, thermische und Säure-Base-Stabilität, und eine Vielzahl von Salzen haben eine gute Verträglichkeit. Diese vielen Eigenschaften machen es durch die Kontrolle des rheologischen Verhaltens des Produkts und erheblich verbessern die Textur, Geschmack, Aussehen Qualität von Lebensmitteln, und zur Verbesserung ihrer kommerziellen Wert, so dass die Aussichten für die Anwendung in der Nahrung ist sehr breit.