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                黃原膠

                2021-08-17 08:44:48

                黃原膠是由D-1葡萄糖、D-1甘露糖、D-1葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸組成的五糖重復單位。其中葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸摩爾比為2.8:3.0:2.0。黃原膠是一種發酵培養基,含糖(如葡萄糖、蔗糖、淀粉、水解淀粉等。)。在合適的氮源、磷酸氫二鉀和微量元素的存在下,由野油菜單胞菌株發酵,然后經過提取、干燥、粉碎等工藝制成。

                黃原膠無味,無臭,無毒,食用安全,易溶于水。多聚陰離子在水溶液中,具有獨特的理化特性。主要用作工業生產中的增稠劑,也可用作懸浮劑,乳化劑,穩定劑。迄今為止,黃原膠被認為是世界上性能較好的生物膠,廣泛應用于食品、果汁、飲料、飼料、化妝品、醫藥、陶瓷、消防、石油等行業,其市場增長潛力超過了所有親水膠。本論文總結了黃原膠的結構、性質和生產,并闡述了其在食品工業中的應用。

                一是結構。

                黃原膠是一種淡白色或淺米黃色的粉末,由五糖單位反復組成,其主鏈與纖維素相同,即由β~1,4糖苷鍵連接的葡萄糖組成,三個連接的單糖組成其側鏈:甘露糖一葡萄糖一甘露糖。連接到主鏈的甘露糖通常由乙?;揎?,側鏈末端的甘露糖與丙酮酸發生縮醛反應,中間的葡萄糖被氧化為葡萄糖醛酸。除了有規則的一級結構外,黃原膠還具有二級結構,通過X一射線衍射和電子顯微鏡的測定,黃原膠分子通過氫鍵的作用形成規則的螺旋結構。雙螺旋結構之間依靠微弱的力量形成網狀立體結構,這是黃原膠的三級結構,在水溶液中以液晶的形式存在。

                二是性質。

                黃原膠被稱為工業味精,是目前世界上生產規模較大、用途較廣的微生物多糖。其主要性質如下。

                (1)黃原膠無味、無味、安全、粘度高,1%的水溶液粘度相當于明膠的100倍,可作為良好的增稠和穩定劑。

                (3)獨特的流變性,在剪切作用下,溶液的粘度會迅速下降,一旦剪切作用消除,溶液的粘度就會立即恢復,這就賦予了食物如冰激凌,火腿腸,果汁和植物蛋白飲料,烘焙食物以良好的口感。這一特性也使黃原膠廣泛應用于石油鉆井和開采中。

                (4)熱穩定性好,在較大溫度范圍內(118-130℃)保持獨特功能,是生產冷凍食品和烘焙食品的好輔料。

                (5)酸堿穩定性,其粘度基本不受酸堿影響,可在PH值1~12范圍內保持原有特性,應用范圍廣。

                (6)它具有很強的抗氧化和抗酶解作用,即使在次氯酸納、過氧化氫和生物活性酶存在的情況下也能發揮作用。

                (7)相溶性廣。與瓜爾豆膠和槐豆膠混合可以產生有益的協同作用。這種結構膠可以在一定條件下產生凝膠。

                (8)與高濃度鹽和糖共存時,仍保持穩定的增稠系統。

                (9)對不溶性固體顆粒和油滴具有良好的懸浮性能。

                (10)微波穩定性。已形成的穩定系統,即使在微波爐中凍結和解凍,也不會影響其性能。

                (11)與鹽、酸堿配伍良好,與半乳一甘露聚糖反應良好。

                三是生產。

                生產黃原膠的株:黃原膠生產菌株為黃單孢菌株。目前,工業生產用菌株主要是甘藍黑腐病黃單孢桿菌。此外,菜豆黃單胞菌、錦葵黃單胞菌和胡蘿卜黃單胞也可用作發酵菌株。

                下圖是黃原膠生產工藝的簡要圖表。黃原膠的生產受培養基組成、培養基條件(溫度、PH值、溶氧量等)。)、反應器類型、操作模式(連續或間歇)等因素的影響。菌株可以在25℃~30℃生長,最適的發酵溫度為28℃。研究人員提出了具體溫度與生長速度的方程。

                黃原膠的提取:相比之下,從發酵液中回收產品的成本更高。一般來說,最終發酵液的成分是:黃原膠:10~30L,細胞:1~10g/L,殘留營養物質3~10L,以及其他代謝物。由于黃原膠的高濃度存在,溶液濃度大,增加了提取操作的難度。因此,先稀釋。提取的主要步驟包括細胞沉淀、黃原膠沉淀、脫水、干燥和研磨。

                四是在食品中的應用。

                黃原膠作為食品添加劑已經被許多國家接受。它已成為飲料、糕點、果凍、罐頭食品、海鮮肉制品加工等領域的重要穩定劑、懸浮劑、乳化劑、增稠劑、粘合劑和高附加值、優質加工原料??梢愿爬ㄈ缦?。

                1.耐酸、耐鹽的食物增稠穩定劑。

                適用于各種果汁飲料,濃縮果汁,調味料(如醬油,蠔油,沙拉調味汁)的食物。其穩定性明顯優于其他膠水,熱穩定性強,一般高溫殺菌對其無影響,可用于各種果汁飲料,果肉飲料,植物蛋白飲料等,用量0.08~0.3。優異的耐鹽、耐酸堿性能完全取代傳統的增稠劑淀粉等,可克服淀粉沉淀的缺點,并可使醬油細膩均勻,提高掛壁性能和著色性能,延長貨架期。以黃原膠為風味調味醬,以黃原膠為增稠穩定劑,使醬體統一,涂拌性好,不結塊,易灌裝,改善口感。

                2.食品乳化劑。

                作為乳化劑用于各種蛋白質飲料和乳化飲料,可以防止油水分層,提高蛋白質穩定性,防止蛋白質沉淀,也可以利用其乳化能力作為起泡劑和泡沫穩定劑,如啤酒制造等。在以豆類蛋白質為主的乳化系統中加入0.02%的黃原膠后,乳化性明顯提高,混合系統具有高剪切率和高熱誘導粘性。

                3.食品填充劑。

                黃原膠種穩定的高粘度填充劑,可廣泛應用于各種零食、面包、餅干、糖果等食品的加工。在不改變食品傳統風味的前提下,使食品具有更好的保形性、更長的保質期和更好的口感,有利于這些食品的多樣化和工業化生產。在各種冷凍食品的生產中,黃原膠具有防止其失水、延緩老化和延長保質期的作用。

                4.食物乳化穩定劑。

                黃原膠作為一種乳化穩定劑,可以在冰淇淋和冰淇淋中調節混合物的粘度,使其組成均勻穩定,組織光滑。由于黃原膠的粘度和溫度之間的關系具有可塑性和剪切性,加工操作時粘度降低,阻力降低,有利于工藝進行。在冷卻老化階段,粘度恢復有利于提高膨脹率,防止冰淇淋組織中大冰晶的形成,使冰淇淋口感光滑細膩。同時提高了產品的凍融穩定性,融化時奶油和水混合均勻,不會產生漿液分離。一般老化時間2~3h。用量0.2%~0.4%。

                5.食品粘合劑。

                黃原膠可以將棕藻酸鈉、酪蛋白、甲基纖維素、聚乙二醇纖維素鈉鹽等一些水溶性粉末物質交聯起來,形成粘合劑。這種粘合劑用于食品加工,可以改善質地,增加成膜性。黃原膠的這種性能可以用來制造顆粒糊。與傳統糊相比,黃原膠糊具有較小的飛散性、均勻性和可溶性,具有良好的流動性和填充性,因為它不具有良好的凝固性和保存性。

                6.黃原膠在特定食品加工中的應用。

                ①黃原膠對面條質量的影響。

                (1)黃原膠對面筋的形成有先強化后弱化的趨勢,其中對持水率的影響會影響其他指標。

                (2)黃原膠對粉末特性有很好的改善作用,對拉伸特性有弱化作用。

                (3)黃原膠對淀粉膨脹影響不大,面粉初始糊化溫度定期降低,膠體添加量為0.2時峰值粘度較大。

                (4)黃原膠具有良好的蒸煮性能,隨著膠體比例的增加,各項蒸煮性能指標下降。

                (5)膠體的添加增加了面條結構的硬度、附著力和咀嚼性,附著力和彈性、附著力和回復性低于空白。

                ②提高牛肉質量。

                提高牛肉保水能力的黃原膠主要有兩個方面,一是黃原膠本身就是親水膠體,滲入牛肉組織可以提高肌肉的保水能力;二是肉的保水能力可以通過蛋白質的凝膠狀結構和靜電作用來表現,其中肌肉結構蛋白中的肌球蛋白對其保水能力有決定作用。

                酸堿度是衡量牛肉質量的重要參數。

                黃原膠

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