增稠剂/稳定剂 | 羧甲基纤维素钠(CMC)在食品中的应用特点

美食   2024-12-11 12:04   山东  

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01

羧甲基纤维素钠(CMC)的性质


羧甲基纤维素钠简称羧甲基纤维素(CMC)是天然纤维素通过化学改性而制得的一种高聚合纤维醚,其结构主要是D-葡萄糖单元通过β(1→4)糖苷键相连接组成,溶于冷水,形成粘性溶液。溶液的粘度与维素原料DP(有高、中、低)有关,与浓度和溶解条件有关,举例说:溶解和对溶液加以高切变力,若CMC为低DS,或取代分布不匀,则产生凝胶聚集体;相反,若高DS和取代分布均匀,则形成透明的和均匀的溶液。


其他能改变CMC溶液溶解度和粘度的因素有:温度、PH、盐、糖或其它聚合物。


温度影响:

提高CMC溶液的温度,溶液粘度降低(如图1),但是在加热时间短的情况下,当温度降至原来温度时,溶液能恢复原来的粘度;若加热温度和时间长时(如125℃,1小时),由于纤维素发生降解,溶液粘度下降。这种情况,如食品消毒杀菌时出现。


图1温度对CMC稀溶液粘度影响


PH 影响:

对CMC,溶液,PH酸性,则很敏锐,因为CMC-Na会转变为CMC-H,不溶。为了控制CMC在酸性介质中有良好的溶解度,通常是使用高DS(0.8-0.9)和加酸前溶解。


盐影响:

CMC为阴离子型,能与一价盐反应生成可溶性CMC一盐,二价或三价盐,则促进形成或多或少的网状物,或者引起CMC降粘,或者引起凝胶化或沉淀,如果CMC先溶于水,然后加盐,影响则小。


其它物质影响:

由于添加某些溶剂,或其它如糖、淀粉和胶等,也引起变化。


其它性质:

CMC 水溶液有触变性。

CMC水溶液在高切变速率下,表现假塑性行为,因此,依赖切变速率,高粘型CMC溶液,可以变成比中粘型还要低的粘度。



03
CMC在食品中的应用

CMC-Na在食品中主要用作增稠剂、稳定剂等,还可帮助获得需要的组织结构,以及所期望的感官性质。由于有这许多功能,因此,CMC广泛地应用于食品工业,现介绍于后:

一、冷冻甜食—冰淇淋—糖水冰糕

冷冻制品中,要加稳定剂,以使制品的组织保持到消费稳定。在许多种稳定剂中,CMC是冰淇淋和其它冷冻制品最常用的稳定剂。其理由,首先CMC分散良好时,能迅速溶于水,形成所需要的粘度,并能良好地控制膨胀度。其次,CMC和其它稳定剂一样,能控制冰晶的形成,保持均匀一致的组织,制品保存时,即使反复冷冻/解冻,都能保持稳定。CMC的用量很少,且能赋予优良的感官性质(质地和口感)。

在低脂肪冰淇淋和牛奶冰糕中,据报道,CMC 与 10-15%卡拉胶混合,可防止冰冻前混合物的分离。随着脂肪含量的降低,CMC的用量适当增加,可获得腻滑的结构。

CMC亦可作清凉果汁饮料的稳定剂,在糖水冰糕中,具有释香,降低掩蔽色香味之作用。

在冰冻奶制品如干混合品中,可加入0.2%左右CMC稳定剂,在糖浆中,CMC加入量可高至 0.75~1%。一般,CMC的加入量,随冰冻品的配料而不同。有些国家用植物物质代替奶脂肪,用人造甜食品,如山梨糖醇代替冰淇淋中的糖,也可使用CMC。

二、烘烤食品

烘烤食品包括许多种:如特殊面包、各种饼、馅饼、油饼等。

在制作面包、饼和其它制品时,都以生面团为基料,由于CMC速溶,能与不同的配料迅速结合,迅速获得粘稠面团。在某些情况下,使用CMC要调节配料,多半加入水量要多点,每克CMC,水量20~40之间,CMC的用量随制品而不同,一般为固体的0.1~0.4%。

烘烤制品加入CMC,可改善面团的匀性和配料的分布,如葡萄干或晶体水果。烘烤时这些配料可均匀分布于制品中。

在许多情况下,烘烤时可保持补加的水,得到松软制品,甚至几天不变,因此,CMC可使制品陈化变慢。因为内部含有更多的松软团粒,通常表现制品体积增加。

CMC可改善填充物、补充物、结冰的组织结构,同时避免填充物的脱水收缩,可控制糖结晶的结冰。在松软制品中,CMC对结构的稳定,可单独使用,也可与其他添加剂共同使用。

三、软饮料

CMC广泛用于软饮料,目的使果汁悬浮,改善口感和质地,消除瓶颈处形成油环,庇护人造甜料的不良苦味的回味。

CMC 在饮料中的效果,与一系列参变数有关,如CMC型号,粘度的高低,CMC的用法,软饮料类型和配料等。

一般情况,配料的加入顺序和匀化处理,对稳定性影响不大。另一种情况下,CMC的加入,最好在制作的最后加入。这样可改善稳定性。

粘度虽不常是果汁悬浮的原因,但它常表现在25°Brix果汁饮料中,比在7-10%可溶固物的立即可饮的饮料中,容易稳定。

四、奶制品

有两种类型产品:中性制品,如点心奶油;酸性制品,如酸奶饮料。

中性制品:加入CMC可制作各种不同结构的点心奶油,CMC可消除淀粉、卡拉胶或CMC卡拉胶的脱水收缩,因此,可制作贮存稳定的搅打起泡的稀奶油。

酸奶:CMC用于制作酸奶,是很普通的,这是由于它的阴离子性,能予酪蛋白在PH值等电点范围内(PH4.6)反应,形成可溶性的热处理和贮存稳定的络合物。因此,可制作和稳定一系列产品:如酸牛奶、饮料、酪乳、乳制品、奶果汁饮料等。

要特别注意达到良好的稳定性,首先,CMC加入量必须测定。此与CMC的型号有关(等当量比率下,高粘型的稳定性佳);与酪蛋白含量比率有关;与饮料PH值有关;与发酵或酸化条件有关,它可产生或多或少的酪蛋白的聚集体。制品的稠度与CMC比率、脂肪、固形物有关,也与机械处理有关,如在压力下匀化处理,可降低稠度,但不影响稳定性。

酸奶油、酸牛奶、奶油干酪果酱等也可加CMC稳定。

CMC与其它蛋白也可形成可溶性络合物,如大豆蛋白、明胶。

五、色拉调料和各种果酱

CMC用于制作色拉调料,系利用它容易形成乳液,特别是当不适宜温度条件下贮存期长时,可改善其稳定性。

随所需的稠度和油含量不同,用中粘型或高粘型CMC,用量为0.5-1%之间。量色拉调料的制作系将油逐渐加入到CMC水相中,在搅拌下而制得。这种操作法可直接制作,将配料混得很匀后,用叉子或搅拌器分散于水中,搅拌几分钟后,慢慢将油加入,形成乳化。当CMC在工艺上有不溶,它就分散于油中,在高切力作用下,当水相中含有其它配料(如蛋黄、醋、盐……)时,也形成乳化。

CMC可用于各种果酱作深冷冻盘装食品。因为CMC的特性,能形成不同的结构
(光滑,长或短的),尤其是,它有吸水能力,能防止解冻和烘箱中再热时脱水收缩。

在调味番茄酱,加CMC赋予需要的稠度和组织,用量0.5-1%,这个用量随所用的M番茄量增加而减少。

六、搅打起泡奶油制品

CMC可用作组织疏松(孔隙)制品的稳定剂,从稳定的效果考虑,HPC 的起泡作用优良,当它与植物脂肪在一起制作起泡的补充物时,效果甚佳。

它最显著重要的稳定效果是防止结块和脂肪粒子的结合,防止贮存时液相的分层,防止收缩和脱水收缩。

八、其它应用

CMC 其它应用:
CMC的热值低。因此用CMC制作低卡热量的制品。

在速食品中,CMC溶解很快,赋予一定稠度和质地,能使一定的组份悬浮,如巧克力饮料中的咖啡。

在肉类制品,CMC作浇卤的增稠剂和防止脂肪分离。也有粘结和持水作用,防止腊肠肉的收缩。


来源:华南理工大学,杨之礼 译,转载请注明来源。封面图来源:创客贴

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