Milyen felhasználási területei vannak a xantánguminak az élelmiszerekben?

A xantángumi egy pentaszacharid ismétlődő egység, amely D-glükózból, D-mannózból, D-glükuronsavból, ecetsavból és piruvinsavból áll. A glükóz, a mannóz és a glükuronsav moláris aránya 2,8:3,0:2,0. A xantángumit cukrokat (pl. glükóz, szacharóz, keményítő, hidrolizált keményítő stb.) tartalmazó erjesztő közegből, megfelelő nitrogénforrás, dikálium-hidrogén-foszfát és megfelelő mennyiségű nyomelem jelenlétében, Xanthomonas campestris törzs hatására, erjesztéssel, majd extrakció, szárítás, zúzás és egyéb eljárások után állítják elő. A xantángumi íztelen, szagtalan, nem mérgező, biztonságos a fogyasztásra és vízben oldódik. A vizes oldatban polianiont mutat, egyedülálló fizikai és kémiai tulajdonságokkal. Az ipari termelésben elsősorban sűrítőszerként használják, de szuszpendálószerként, emulgeálószerként, stabilizátorként is használható. Eddig a xantán gumi a nemzetközi bio-ragasztó legkiválóbb teljesítményének tekinthető, amelyet számos élelmiszer-, gyümölcslé-, ital-, takarmány-, smink-, gyógyszer-, kerámia-, tűz-, olaj- és egyéb iparágakban használnak, és piaci növekedési potenciálja meghaladja az összes hidrofil gumiét. Ez a cikk összefoglalja a xantángumi szerkezetét, tulajdonságait és előállítását, és ismerteti a xantángumi alkalmazását az élelmiszeriparban.
Szerkezet
A xantángumi törtfehér vagy világos bézs színű por, amely öt cukoregység ismétlődéséből áll, a fő lánc ugyanaz, mint a cellulóz, azaz a β-1,4 glikozidos kötéssel a glükózhoz kapcsolódó, három összekapcsolt monoszacharid alkotja az oldalláncát: mannóz a glükóz a mannóz. A főlánchoz kapcsolódó mannózt általában acetilcsoporttal módosítják, az oldallánc végén lévő mannózt a piruvinsavval történő acetálreakcióval módosítják, a középen lévő glükóz pedig glükuronsavvá oxidálódik.
A xantángumi a szokásos elsődleges szerkezetén kívül másodlagos szerkezettel is rendelkezik. A röntgendiffrakcióval és elektronmikroszkópiával meghatározottak szerint a xantángumi molekulák hidrogénkötés révén szabályos spirális szerkezetet alkotnak. A kettős spirálszerkezet között a gyenge erőre támaszkodva egy hálószerű háromdimenziós szerkezet alakul ki, amely a xantángumi harmadlagos szerkezete, amely folyadékkristályok formájában létezik vizes oldatban.
Tulajdonságok
A xantángumi "ipari mononátrium-glutamát" néven ismert, jelenleg a világ legnagyobb termelési léptékű és a legszélesebb körben használt mikrobiális poliszacharidja. A következő tulajdonságokkal rendelkezik.
(1) A xantán gumi íztelen, szagtalan, erős biztonság, nagy viszkozitás, 1% vizes oldat viszkozitása megegyezik a zselatin 100-szorosával, így jó sűrítő és stabilizáló anyagként használható.
(2) Egyedülálló reológiai tulajdonságok, a nyírás hatására az oldat viszkozitása gyorsan csökken, amint a nyírás hatása felemelkedik, az oldat viszkozitása azonnal helyreáll, ez a tulajdonság olyan élelmiszereket ad, mint a fagylalt, a sonkás kolbász, a gyümölcslevek és a növényi fehérje alapú italok, a pékáruk jó ízűvé válnak. Ez a tulajdonság a xantángumit széles körben felhasználhatóvá teszi az olajfúrásban és a bányászatban is.
(2) Jó hőstabilitás, széles hőmérséklet-tartományban (18-130 ℃) az egyedi funkció fenntartása érdekében, a fagyasztott élelmiszerek és pékáruk előállítása, jó segédanyag.
(4) Sav- és lúgstabilitás, viszkozitását alapvetően nem befolyásolja sav és lúg, és képes megtartani eredeti tulajdonságait az 1-12 PH-érték tartományban, így széles körű alkalmazással rendelkezik.
(5) Rendkívül erős antioxidáns és antienzimatikus hatás, még hipoklorit, hidrogén-peroxid jelenlétében is, a biológiailag aktív enzimek még mindig szerepet játszhatnak a körülmények között.
(6) Széles körű kompatibilitás. A guargumival, szentjánoskenyérfa-liszt keverékkel előnyös szinergikus hatás érhető el. Ez a szerkezeti gumi bizonyos körülmények között zselésedést eredményezhet.
(7) A sók és cukrok magas koncentrációjával együttesen továbbra is stabil sűrítő rendszert tart fenn.
(8) Az oldhatatlan szilárd részecskék és olajcseppek jó szuszpenziója.
(9) Mikrohullámú stabilitás. A stabilizált rendszer kialakult, még a mikrohullámú sütőben a fagyasztás egy kiolvasztás nem lesz hatással a teljesítményére.
(10) Jó kompatibilitás a sókkal, savakkal és bázisokkal, jó reakcióképesség a galakto-monomannannannal.
Termelés
Xantángumi törzsek előállítása: xantángumi termelési törzsek a Xanthomonas nemzetség több fajához, a törzsek jelenlegi iparosított termelése elsősorban a kelkáposzta Xanthomonas fekete rothadása, a szója Xanthomonas, a mályva Xanthomonas és a sárgarépa Xanthomonas mellett fermentációs törzsként is használható.
Az alábbi ábra a xantángumi előállítási folyamatának vázlata, a xantángumi előállítását befolyásolja a közeg összetétele, a közeg körülményei (hőmérséklet, PH-érték, oldott oxigén stb.), a reaktor típusa, az üzemmód (folyamatos vagy szakaszos) és egyéb tényezők. A törzs nőhet 25 ℃ ~ 30 ℃, az optimális fermentációs hőmérséklet 28 ℃, voltak kutatók, hogy javaslatot tegyenek egy adott hőmérséklet és a növekedési sebesség közötti kapcsolat az egyenlet. Xantán gumi extrakció: Ehhez képest a termék fermentációs levesből való kinyerésének költsége magas. Általában a komponensek a végső fermentációs levesben a következők: xantángumi: 10-30 L, sejtek: 1-10 g/L, maradék tápanyagok 3-10 L, és egyéb metabolitok. A nagy koncentrációjú xantángumi jelenléte miatt az oldat koncentrációja nagyon nagy, ami növeli az extrakciós művelet nehézségét, ezért célszerű először a hígítási folyamatot elvégezni. Az extrakció fő lépései közé tartozik a sejtek kicsapása, a xantángumi kicsapása, a dehidratálás, a szárítás és az őrlés.
Alkalmazás az élelmiszeriparban
A xantángumit számos országban élelmiszer-adalékanyagként fogadták el. Az ital, péksütemények, zselé, konzervek, tenger gyümölcsei, húsfeldolgozás és más területeken fontos stabilizátor, szuszpendálószer, emulgeálószer, sűrítőanyag, ragasztó és magas hozzáadott értékű, kiváló minőségű feldolgozóanyagok. Konkrétan a következőképpen foglalható össze.
(1) saválló, sóálló élelmiszer-sűrítő stabilizátor, amelyet különféle gyümölcslé italokban, gyümölcslé koncentrátumban, fűszerekben (például szójaszósz, osztrigaszósz, salátaöntet) használnak az élelmiszerekben. A xantán gumi stabilizáló hatása lényegesen jobb, mint más gumik, erős hőstabilitással rendelkezik, az általános magas hőmérsékletű sterilizálás nem lesz rá hatással, különféle gyümölcsléitalokban, gyümölcsitalokban, növényi fehérjeitalokban stb. használható, a 0,08-0,3 mennyiség.
Xantán gumi kiváló só, sav és lúg ellenállás teljesen helyettesítheti a hagyományos sűrítőanyagok szójaszósz keményítő, stb., leküzdeni a hiányosságokat a keményítő csapadék, és lehet, hogy a szójaszósz finom és egységes, javítja a falra akasztás és színezés, és meghosszabbítja az eltarthatósági időt. Jam, szójaszósz és más ízmódosító szósz, xantángumival, mint sűrítő stabilizátorral, úgy, hogy a szósz test egyenletessége, jó bevonatú, nem csomósodó, könnyen kitölthető, és javítja az ízt.
(2) élelmiszer-emulgeálószer, mint emulgeálószer különböző fehérjeitalokhoz, tejitalokhoz, az olaj és a víz rétegződésének megakadályozására és a fehérjék stabilitásának javítására, a fehérjecsapadékképződés megakadályozására, de emulgeáló kapacitása habképző anyagként és habstabilizátorként is, például a sör gyártásához és így tovább. A hüvelyes fehérje által uralt emulgeáló rendszerben 0,02% xantángumi hozzáadása után az emulgeálás jelentősen javul, és a kevert rendszer nagy nyírási sebességgel és hő hatására magas viszkozitási jellemzőkkel rendelkezik.
(3) Az élelmiszer-töltőanyag, mint stabil, nagy viszkozitású töltőanyag, széles körben használható mindenféle snack, kenyér, sütemény, cukorka és egyéb élelmiszer-feldolgozásban, anélkül, hogy megváltoztatná az élelmiszer hagyományos ízét az élelmiszer előfeltételei alapján, az élelmiszer kiváló alakmegtartás, hosszabb eltarthatósági idő, jobb íz, és elősegíti ezen élelmiszertermékek diverzifikációját és ipari méretű termelését. A különböző fagyasztott élelmiszerek gyártásában a xantángumi szerepe a vízveszteség megakadályozása, az öregedés késleltetése és az eltarthatósági idő meghosszabbítása.
(4) élelmiszer-emulzió stabilizátor, mint egy emulzió stabilizátor alkalmazott fagyasztott élelmiszer, fagylalt, fagylalt xantán gumit lehet beállítani a viszkozitás a keverék, hogy ez egy egységes és stabil összetételű, sima és puha szövet, mivel a viszkozitás és a hőmérséklet a xantán gumi-viszkozitás és nyírási tulajdonságok a kapcsolat a plaszticitás és a nyírási tulajdonságok, így a feldolgozási művelet, amikor a viszkozitás csökken, az ellenállás csökken, elősegíti a folyamatot, és a hűtési szakaszban az öregedés, a viszkozitás helyreállítása, elősegíti, hogy javítsa a bővülési sebesség, hogy megakadályozza a nagy jégkristályok kialakulását a fagylalt szervezetben, hogy a fagylalt íz kenhető és finom.
Ugyanakkor javítja a termék fagyasztási-olvadási stabilitását, és a krém és a víz egyenletesen kevert olvadásakor nem fog hígtrágya szétválasztási jelenséget produkálni. Általános öregedési idő 2 ~ 3h. adagolás 0,2% ~ 0,4%.
(5) élelmiszer-ragasztó xantángumi lehet néhány vízben oldódó poranyag, például nátrium-fukoidán, kazein, metil-cellulóz és polietilén-glikol-cellulóz nátriumsó, amelyet keresztkötéssel kötnek össze, hogy ragasztót készítsenek. Ez a ragasztó az élelmiszer-feldolgozáshoz, szerepet játszhat a textúra javításában, hogy növelje a film szerepét. A xantángumi ezen tulajdonságát kihasználva szemcsés paszták gyárthatók. Összehasonlítva a hagyományos paszta, készült xantán gumi paszta diszperzió kicsi, egyenletesség és magas oldhatóság, folyékonyság és töltési teljesítmény jó, mert nem rendelkezik összetartó szilárd megőrzése kiváló.
(6) xantán gumi az alkalmazás specifikus élelmiszer-feldolgozás ① xantán gumi a tészta minőségére (1) xantán gumi a glutén kialakulását most az első, hogy erősítse a tendencia a gyengülés, ami befolyásolja a vízvisszatartási arány befolyásolja a glutén más mutatók. (2) A xantángumi jobb hatással van a liszt tulajdonságainak javítására, és gyengítő hatással van a szakító tulajdonságokra. (3) A xantángumi kevés hatással van a keményítő duzzadási potenciáljára, és szabályosan csökken a liszt kezdődő pasztázási hőmérséklete, a maximális csúcsviszkozitás 0,2 kolloid hozzáadásánál van. (4) A xantángumi jól javítja a főzési jellemzőket, a kolloid arányának növelésével a mutatók főzési jellemzői csökkentek. (5) A kolloidok hozzáadása növelte a tészta textúrájának keménységét, tapadását és rághatóságát, a tapadás és rugalmasság, a kötés és a visszanyerés pedig csökkent az üres anyaghoz képest.
② A marhahús minőségének javítása xantán gumi javítása a marhahús vízvisszatartás javítása elsősorban két szemponton alapul, az egyik a xantán gumi maga egy hidrofil kolloid, beszivárgás a marhahús szövetek javíthatja a víztartó képességét az izom; a második az, hogy a vízvisszatartás a hús lehet kifejezni a zselatinos szerkezet a fehérjék és a statikus elektromosság, amely izom szerkezeti fehérjék a miozin van döntő szerepet játszik a vízvisszatartás.
A pH-érték fontos paraméter a marhahús minőségének mérésére, amely nemcsak a marhahús ízletességét, zsengeségét, főzési veszteségét és eltarthatóságát befolyásolja, hanem jelentősen korrelál a marhahús vízmegtartó erejével, hússzínével és ízével is. Az izom pH értéke közel van a fehérje izoelektromos pontjához (5,0 ~ 5,5), a hús mechanikai szilárdsága a legnagyobb, a zsengeség gyenge, és a víztartó erő rendszere is alacsonyabb. A termelés általában megköveteli, hogy a hús pH-ja eltérjen az izoelektromos pontjától. A marhahús xantángumioldatban való áztatása növeli az izom pH-ját; ezért a xantángumi hozzáadása előnyös a marhahús vízmegtartó képességének és texturális tulajdonságainak javításában.
A marhahús maximális nyíróereje tükrözheti a marhahús zsengeségét, minél kisebb a nyíróerő, annál jobb a zsengeség. Ezért a 0,5% xantángumi áztatóoldat javíthatja a marhahús zsengeségét. Ennek oka lehet: a xantángumi képes a Ca2+ kelátképzésére, ami a szívizomsejtekben lévő Ca2+-t a szarkoplazmába való átvitelét indukálhatja, ezáltal aktiválja a szarkoplazmában lévő kalciumaktiváló enzimet és elősegíti az izomfehérjék hidrolízisét, ami az izomrostok szerkezetében a z-vonalak felbomlásához vezet, amíg azok el nem tűnnek, valamint az izomkötegek törését és a myofibrillumok fragmentálódását, ezáltal az izmok megfiatalodását eredményezi.
Összefoglalja
A xantángumi vizes oldata egyedülálló reológiai tulajdonságokkal rendelkezik - nyírási hígítás, a nyírási sebesség növekedésével az oldat látszólagos viszkozitása jelentősen csökken; viszkozitás, alacsonyabb koncentrációban, azaz nagyobb viszkozitás; jó vízoldhatóság, hő- és sav-bázis stabilitás, és a különböző sók jó kompatibilitása. Ez a sok tulajdonság teszi azt a termék reológiai viselkedésének szabályozásán keresztül, és jelentősen javítja az élelmiszerek textúráját, ízét, megjelenésének minőségét, és javítja annak kereskedelmi értékét, így az élelmiszerekben való alkalmazás kilátásai nagyon szélesek.