Каковы области применения ксантановой камеди в пищевой промышленности?

Ксантановая камедь представляет собой пентасахаридную повторяющуюся единицу, состоящую из D-глюкозы, D-маннозы, D-глюкуроновой кислоты, уксусной кислоты и пировиноградной кислоты. Молярное соотношение глюкозы, маннозы и глюкуроновой кислоты составляет 2,8:3,0:2,0. Ксантановая камедь производится из среды брожения, содержащей сахара (такие как глюкоза, сахароза, крахмал, гидролизованный крахмал и т.д.), в присутствии подходящего источника азота, дифосфата калия и соответствующего количества микроэлементов, под действием штамма Xanthomonas campestris, путем ферментации, а затем после экстракции, сушки, дробления и других процессов. Ксантановая камедь не имеет вкуса, запаха, нетоксична, безопасна для употребления и растворима в воде. В водном растворе представляет собой полианион, обладающий уникальными физико-химическими свойствами. В промышленном производстве она в основном используется как загуститель, но также может применяться в качестве суспендирующего агента, эмульгатора, стабилизатора. На сегодняшний день ксантановая камедь считается самым высокоэффективным международным био-клеем, который используется в большом количестве пищевых продуктов, соков, напитков, кормов, косметики, медицины, керамики, огня, нефти и других отраслей промышленности, а потенциал роста его рынка превышает потенциал всех гидрофильных камедей. В данной статье кратко описаны структура, свойства и производство ксантановой камеди, а также описано применение ксантановой камеди в пищевой промышленности.
Структура
Ксантановая камедь представляет собой белесый или светло-бежевый порошок, состоящий из пяти повторяющихся сахарных единиц, основная цепь которой такая же, как у целлюлозы, то есть по β-1,4 гликозидной связи соединена с глюкозой, три соединенных моносахарида образуют боковую цепь: манноза, глюкоза, манноза. Манноза, связанная с основной цепью, обычно модифицируется ацетильной группой, манноза в конце боковой цепи модифицируется ацетальной реакцией с пировиноградной кислотой, а глюкоза в середине окисляется до глюкуроновой кислоты.
Помимо правильной первичной структуры, ксантановая камедь обладает вторичной структурой. Как установлено с помощью рентгеновской дифракции и электронной микроскопии, молекулы ксантановой камеди образуют регулярную спиральную структуру за счет водородных связей. Между двойной спиральной структурой действуют слабые силы и образуется сеткоподобная трехмерная структура, которая и является третичной структурой ксантановой камеди, существующей в виде жидких кристаллов в водном растворе.
Свойства
Ксантановая камедь известна как "промышленный мононатриевый глутамат", в настоящее время это самый крупный в мире по масштабам производства и наиболее широко используемый микробный полисахарид. Она обладает следующими свойствами.
(1) Ксантановая камедь не имеет вкуса, запаха, сильной безопасности, высокой вязкости, вязкость водного раствора 1% эквивалентна в 100 раз вязкости желатина, поэтому она может быть использована в качестве хорошего загустителя и стабилизирующего агента.
(2)Уникальные реологические свойства, под действием сдвига вязкость раствора быстро падает, как только действие сдвига прекращается, вязкость раствора немедленно восстанавливается, эта характеристика придает продуктам питания, таким как мороженое, ветчинная колбаса, фруктовые соки и напитки на основе растительного белка, хлебобулочные изделия, хороший вкус. Благодаря этому свойству ксантановая камедь широко используется при бурении нефтяных скважин и в горнодобывающей промышленности.
(2) Хорошая термическая стабильность, в широком диапазоне температур (18-130 ℃) для поддержания уникальной функции, является производство замороженных продуктов и хлебобулочных изделий, хороший вспомогательный материал.
(4) Стабильность к кислотам и щелочам, вязкость практически не подвержена влиянию кислот и щелочей, и может сохранять свои первоначальные характеристики в диапазоне значений PH 1-12, что делает его широко применимым.
(5) Чрезвычайно сильный антиоксидантный и антиферментный эффект, даже в присутствии гипохлорита, перекиси водорода, биологически активных ферментов все еще может играть роль в условиях.
(6) Широкий диапазон совместимости. Смесь гуаровой камеди с камедью саранки может давать полезный синергетический эффект. При определенных условиях эта структурная камедь может вызвать гелеобразование.
(7) При сосуществовании с высокими концентрациями солей и сахаров он сохраняет стабильную систему загущения.
(8) Хорошо суспендирует нерастворимые твердые частицы и капли масла.
(9) Стабильность в микроволновой печи. Стабилизированная система была сформирована, даже в микроволновой печи при замораживании и оттаивании не будет оказывать влияния на ее работу.
(10)Хорошая совместимость с солями, кислотами и основаниями, хорошая реакционная способность с галакто-мономаннаном.
Производство
Производство штаммов ксантановой камеди: штаммы для производства ксантановой камеди нескольких видов рода Xanthomonas, в настоящее время промышленное производство штаммов в основном черной гнили капусты Xanthomonas, в дополнение к соевой Xanthomonas, мальвы Xanthomonas и моркови Xanthomonas также могут быть использованы в качестве штамма для ферментации.
На рисунке ниже представлен эскиз процесса производства ксантановой камеди, на производство ксантановой камеди влияет состав среды, условия среды (температура, значение PH, растворенный кислород и т.д.), тип реактора, режим работы (непрерывный или прерывистый) и другие факторы. Штамм может расти при 25 ℃ ~ 30 ℃, оптимальная температура ферментации 28 ℃, были исследователи, чтобы предложить конкретную температуру и скорость роста отношения между уравнением. Извлечение ксантановой камеди: По сравнению с этим, стоимость извлечения продукта из ферментационного бульона высока. Как правило, в конечном ферментационном бульоне содержатся следующие компоненты: ксантановая камедь: 10-30 л, клетки: 1-10 г/л, остаточные питательные вещества 3-10 л и другие метаболиты. Из-за присутствия высокой концентрации ксантановой камеди концентрация раствора очень велика, что увеличивает сложность операции экстракции, поэтому рекомендуется сначала провести процесс разбавления. Основные этапы экстракции включают осаждение клеток, осаждение ксантановой камеди, дегидратацию, сушку и измельчение.
Применение в пищевой промышленности
Ксантановая камедь была принята в качестве пищевой добавки во многих странах. В производстве напитков, кондитерских изделий, желе, консервов, морепродуктов, мясопереработке и других областях она стала важным стабилизатором, суспендирующим агентом, эмульгатором, загустителем, клеем и высококачественным технологическим материалом с высокой добавленной стоимостью. В частности, можно резюмировать следующим образом.
(1) кислотостойкий, солестойкий пищевой загущающий стабилизатор, используемый в различных сокосодержащих напитках, концентратах фруктовых соков, приправах (таких как соевый соус, устричный соус, салатная заправка) в продуктах питания. Стабилизирующий эффект ксантановой камеди значительно лучше, чем у других камедей, обладает сильной термической стабильностью, общая высокотемпературная стерилизация не окажет на нее влияния, может использоваться в различных фруктовых соковых напитках, фруктовых напитках, напитках с растительным белком и т.д., в количестве от 0,08 до 0,3.
Ксантановая камедь отличная соль, кислота и щелочь сопротивление может полностью заменить традиционные загустители в соевом соусе крахмал и т.д., может преодолеть недостатки крахмала осадка, и может сделать соевый соус нежным и равномерным, улучшить стены висит и окраски, и продлить срок годности. Джем, соевый соус и другие вкусовые модификации соуса, с ксантановой камедью в качестве загустителя стабилизатора, так что соус тело однородность, хорошее покрытие, не запекания, легко заполнить, и улучшить вкус.
(2) пищевой эмульгатор в качестве эмульгатора для различных белковых напитков, молочных напитков, для предотвращения расслоения масла и воды и улучшения стабильности белков, для предотвращения осаждения белков, но также его эмульгирующая способность в качестве пенообразователя и стабилизатора пены, например, для производства пива и так далее. После добавления 0,02% ксантановой камеди в систему эмульгирования, в которой доминирует бобовый белок, эмульгирование значительно улучшается, а смешанная система имеет высокую скорость сдвига и термоиндуцированные высокие вязкостные характеристики.
(3) Пищевой наполнитель, как стабильный наполнитель высокой вязкости, может широко использоваться во всех видах закусок, хлеба, печенья, конфет и других продуктов питания, не изменяя традиционный вкус продуктов питания в соответствии с предпосылкой, что пища имеет превосходное сохранение формы, более длительный срок хранения, лучший вкус, и способствует диверсификации этих продуктов питания и промышленного масштаба производства. В производстве различных замороженных продуктов питания ксантановая камедь играет роль предотвращения потери воды, замедления старения и продления срока хранения.
(4) стабилизатор пищевой эмульсии как стабилизатор эмульсии, применяемый к замороженным продуктам, в мороженом, мороженом ксантановая камедь может регулировать вязкость смеси, чтобы она имела однородный и стабильный состав, гладкую и мягкую ткань, благодаря вязкости и температуре ксантановой камеди вязкость и сдвиговые свойства отношения между пластичностью и сдвиговыми свойствами, Поэтому в процессе обработки, когда вязкость уменьшается, сопротивление уменьшается, способствует процессу, и в стадии охлаждения старения, восстановление вязкости, способствует улучшению скорости расширения, чтобы предотвратить образование крупных кристаллов льда в организации мороженого, так что мороженое вкус смазанный и нежный.
В то же время улучшается морозоустойчивость продукта, а при таянии сливки и вода равномерно смешиваются, не образуется явление разделения суспензии. Общее время выдержки 2 ~ 3ч. дозировка 0,2% ~ 0,4%.
(5) Пищевой клей ксантановая камедь может быть некоторые водорастворимые порошковые вещества, такие как фукоидан натрия, казеин, метилцеллюлоза и полиэтиленгликоль целлюлозы натриевой соли сшиваются, чтобы сделать клей. Этот клей для пищевой промышленности может играть роль в улучшении текстуры, чтобы увеличить роль пленки. Используя это свойство ксантановой камеди, можно производить гранулированные пасты. По сравнению с традиционной пастой, изготовленной с использованием ксантановой камеди, дисперсия пасты небольшая, однородность и высокая растворимость, текучесть и наполняемость хорошая, потому что она не имеет сплошного твердого сохранения является отличным.
(6) Ксантановая камедь в применении конкретных пищевых производств ① Ксантановая камедь на качество лапши (1) Ксантановая камедь на образование клейковины в настоящее время первой усиливает тенденцию ослабления, что влияет на скорость удержания воды, повлияет на клейковину других показателей. (2)Ксантановая камедь лучше влияет на улучшение свойств муки, а также оказывает ослабляющее действие на свойства растяжимости. (3)Ксантановая камедь оказывает незначительное влияние на потенциал набухания крахмала, а также имеет регулярное снижение температуры начала сбивания муки, с максимальной пиковой вязкостью при добавлении коллоида 0,2. (4) Ксантановая камедь хорошо влияет на кулинарные характеристики, при увеличении доли коллоида кулинарные характеристики снижаются. (5) Добавление коллоидов увеличило твердость, клейкость и жевательность текстуры лапши, а клейкость и эластичность, сцепление и восстановление снизились по сравнению с заготовкой.
② Улучшение качества говядины ксантановой камедью для улучшения водоудержания говядины в основном основывается на двух аспектах, один из которых заключается в том, что ксантановая камедь сама по себе является гидрофильным коллоидом, проникновение в ткани говядины может улучшить водоудерживающую способность мышц; второй заключается в том, что водоудержание мяса может быть выражено через желатиновую структуру белков и статическое электричество, которое структурные белки мышц в миозине имеет решающую роль в его водоудержании.
Значение pH является важным параметром для измерения качества говядины, который не только влияет на вкусовые качества, нежность, потери при приготовлении и срок хранения говядины, но и значительно коррелирует с водоудерживающей силой, цветом и вкусом мяса говядины. Если pH мышц близок к изоэлектрической точке белка (5,0 ~ 5,5), механическая прочность мяса самая большая, нежность плохая, а система водоудерживающей силы также ниже. При производстве обычно требуется, чтобы pH мяса отклонялся от его изоэлектрической точки. Вымачивание говядины в растворе ксантановой камеди повышает рН мышц, поэтому добавление ксантановой камеди будет полезно для улучшения водоудерживающих и текстурных свойств говядины.
Максимальная сила сдвига говядины может отражать нежность говядины, чем меньше сила сдвига, тем лучше нежность. Таким образом, 0,5% раствора ксантановой камеди для замачивания может улучшить нежность говядины. Причина может быть следующей: ксантановая камедь может хелатировать Ca2+, что может вызвать перенос Ca2+ в миоцитах в саркоплазму, тем самым активируя кальций-активирующий фермент в саркоплазме и способствуя гидролизу мышечных белков, что приводит к дезинтеграции z-линий в структуре мышечных волокон до их исчезновения, а также делает мышечные соединения разрушенными и миофибриллы фрагментированными, таким образом омолаживая мышцы.
Подведите итоги
Водный раствор ксантановой камеди обладает уникальными реологическими свойствами - сдвиговое разжижение, при увеличении скорости сдвига кажущаяся вязкость раствора значительно уменьшается; вязкость, при меньших концентрациях то есть большая вязкость; хорошая растворимость в воде, термическая и кислотно-основная стабильность, а различные соли обладают хорошей совместимостью. Эти многочисленные характеристики позволяют через управление реологическим поведением продукта значительно улучшить текстуру, вкус, внешний вид, качество пищи и повысить ее коммерческую ценность, поэтому перспективы применения в пищевой промышленности очень широки.