【技术探究】典型糖果品质提升新技术研究进展

文摘   三农   2024-07-24 09:00   江苏  

典型糖果的品质提升研究是江南大学食品学院张慜教授团队与糖果生产著名企业金丝猴公司合作的主要研究内容。随着糖果产量在全球范围内持续增长、消费者需求的多样化以及糖果市场竞争激烈,创新和健康概念已成为行业发展的主要趋势。奶糖和软糖在中国市场占比高,亟待优化创新。本团队对这两类典型糖果的品质改善都有所探索,关于奶糖主要围绕其易变形和动物敏感源代替两方面进行研究,关于软糖主要围绕其在3D打印的前瞻性研究。以下简单介绍团队在典型糖果品质提升新技术方面的代表性研究进展。


一、复配胶改善奶糖的变形改善的研究进展

通过明胶和不同比例的k-卡拉胶复配,研究复配胶体和明胶的胶凝特性、粘度等来确定胶体的合适配比。然后检测奶糖的质构并结合感官分析来评定复配奶糖和普通奶糖的差异,通过DSC检测奶糖的热熔融温度来比较复配奶糖和普通奶糖的热稳定差异,并确定复配胶抗变形奶糖的胶体配比。最后通过保温试验和贮藏实验来验证试验结果。
结果表明,明胶和卡拉胶复配胶的胶凝温度和融化温度在一定的范围内随着卡拉胶加入量的增大而增大,说明复配胶体的热稳定性优于明胶。而且复配胶体系和明胶体系都有着剪切变稀的趋势,另外复配胶体的泡沫稳定性远远高于明胶。通过对明胶和卡拉胶的复配胶奶糖的感官评定和质构分析。两种奶糖的感官评定结果和质构数据都比较接近。同时从奶糖的质构数据的变化趋势可以得出储存温度低于30℃更有利于维持奶糖的性状。奶糖保温试验表明复配胶奶糖的抗变形能力明显优于明胶奶糖;通过 DSC扫描测量奶糖的热熔融峰值温度,结果表明:复配奶糖溶化峰温比普通奶糖上升5℃以上,同时,复配奶糖溶化峰温比普通奶糖上升5℃以上。并且复配胶奶糖2和复配胶奶糖1相比,热熔融峰温上升幅度不明显,而且考虑到随着卡拉胶加入量的增大,会带来搅打时间的延长。综合上面的质构结果和DSC结果以及以前的试验数据还是复配胶奶糖1(明胶替代度6%)的配方结果比较符合实际生产需要。

图1 不同明胶替代度的奶糖胶凝温度和熔化温度变化曲线、剪切速率与粘度的变化曲线、起泡性和乳化性、质构-温度变化曲线以及贮藏变形率曲线


二、在奶糖中用变性淀粉大比例替代明胶的研究进展



通过研究不同变性淀粉的粘度和凝胶能力,选择粘度小和具有一定凝胶能力的变性淀粉,并研究了变性淀粉和明胶混合物的粘度和凝胶能力。然后通过质构和感官分析来评定含有变性淀粉的奶糖和普通奶糖的质构和感官差异,通过DSC检测奶糖的热熔融温度来比较含变性淀粉奶糖和普通奶糖。
结果表明,马铃薯酸变性淀粉和马铃薯氧化变性淀粉都有较低的粘度,并且具有一定的凝胶能力。更重要的是,当明胶和这两种变性淀粉混合后,混合物的粘度依然具有很好的凝胶性,所以可以认为这两种淀粉适合用在奶糖中改善品质。通过对明胶替代度的研究发现,用酸变性淀粉替代明胶,明胶替代度在30%-40%这个范围内,奶糖具有可接受的硬度范围:用氧化变性淀粉替代明胶,明胶替代度在30%-50%这个范围内,奶糖具有可接受的硬度范围。通过对奶糖的感官评价、质构检测、DSC测量熔融峰温、保温试验检验奶糖抗变形率等试验。结果表明,酸变性淀粉部分替代明胶的奶糖最大替代度可达40%;氧化变性淀粉部分替代替代明胶的奶糖具有一定的抗变形能力,而且最高替代度可达50%。

图2 变性淀粉粘度曲线、 酸变性淀粉和氧化变性淀粉替代明胶对奶糖硬度的影响以及样品图:明胶奶糖、复配胶奶糖、酸变性淀粉奶糖、氧化变性奶糖


三、利用3D打印研发新型儿童淀粉软糖的研究进展





使用玉米淀粉和赤藓糖醇作为初打印油墨研究了添加结冷胶(GG)制造儿童打印品(精度高、形状特殊)的方法。应用材料特性和模型参数来提高特殊形状的打印适性和打印精度。结果表明,与对照组相比,添加亲水胶体的所有材料都具有较高的硬度、粘度、硬度和自支撑能力。结果表明,GG含量较高的材料具有较高的明显粘度和硬度,而GG浓度为1.5%的油墨具有最佳的打印性能。亲水胶体的加入减弱了样品的脱水。使用Ink-D(GG添加量为1.5%的油墨)的3D打印对象显示出较高的打印精度,具有良好的自支撑性能和光滑的表面纹理。打印实验表明,模型参数(如高度和壁厚)会显著影响特殊形状模型的打印精度和成功率。

图3 摘要图片

图4 不同结冷胶的添加量的油墨样品的流变性、协同作用、水分分布、近红外光谱

图5 不同配方油墨的直角印刷性能以及不同模型参数对打印物体保真度的影响。 

图6 用软糖 Ink-D 打印出不同形状的模型。(A) 3D 打印复杂模型的图片和 (B) 3D 打印空心模型的图片

合作企业金丝猴食品有限公司的部分奶糖和软糖产品图



团队介绍

Team Introduction

“生鲜食品探究”团队(原江南大学“生鲜食品加工与保鲜”研究团队)始建于1997年,隶属于江南大学食品学院。团队依托江南大学国家“双一流”建设“食品科学与工程”重点学科、江苏省“生鲜食品智能加工与品质监控”国际联合实验室、“生鲜食品加工与保鲜”系列国际研讨会学术委员会、中国商业联合会“生鲜食品加工与保鲜”重点实验室,在生鲜食品领域不断探索创新,目前已培养毕业研究生/博士后超200名。团队主要研究方向为:(1)生鲜食品干燥/冷冻/杀菌/保鲜/油炸等新技术机理及工程应用;(2)生鲜食品品质智能检测新技术机理及应用;(3)基于生鲜食材的食品增材制造(3D/4D打印)新技术机理及应用。

江南大学与金丝猴食品有限公司“联合研究中心”揭牌仪式



撰稿 | 硕士生 武双双

审核 | 张慜 教授

排版 | 博士生 郭庆


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【第一轮会议通知】| 第23届国际干燥大会 (IDS2024)

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