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影响食品增稠黏度的因素是多方面的。增稠剂在体系中表现的黏度,首先取决于增稠剂的来源、结构、相对分子质量和浓度,其次取决于体系的温度、pH、受切变力
作用的方向和切变力的大小、其他增稠剂或溶剂的存在和储存的时问等因素。
1.结构、分子质量与黏度的关系
通常,在溶液中容易形成网状结构或具有较多亲水基团的胶体,其有较高的黏度。因此,具有不同分子结构的增稠剂,即使在相同浓度和其他条件下,黏度亦可能有较大的差别。
同一增稠剂品种,随着平均分子质量的增加,形成网状结构的几率也增加,故增稠剂的黏度与分子质量密切相关,即分子质量越大,黏度也越大。食品在生产和储存
过程中黏度下降,其主要原因是增稠剂降解,分子质量变小。
不同来源的同一增稠剂,其分子质量和分子结构均可能有所不同,故黏度也可能不同。即使来源相同的增稠剂,由于生产工艺的不同或生产条件的不稳定,黏度也可
能有较大的差别。
2.浓度
多数食品增稠剂在极低浓度或较低浓度时,符合牛顿液体的流变特性,而在较高浓度时呈现假塑性。随着浓度的增高,增稠剂分子占的体积增大,相互作用的几率增
加,吸附的水分子增多,含增稠剂的溶液的黏度也增加,但不同增稠剂其黏度增加的幅度不尽相同,如阿拉伯胶。
3.pH
增稠剂的黏度通常随pH发生变化;有些增稠剂(侧链较大或较多、位阻大)的黏度耐酸碱性强。如海藻酸钠:在pH5—10时,黏度较稳定,pH<4.5时黏度明显增加,pH为2~3时沉淀析出,其衍生物海藻酸丙二醇酯对酸性稳定。黄原胶:pH对其黏度影响小,在pH3~11内黏度变化不超过10%。
多糖类苷键的水解是在酸催化条件下进行的,故在强酸介质的食品中,直链的海藻酸钠和侧链较小的羧甲基纤维素钠等易发生降解造成黏度下降。则在酸度较高的汽水、酸奶等食品中,宜选用侧链较大或较多,位阻较大,又不易发生水解的海藻酸丙二醇酯和黄原胶等。而海藻酸钠和CMc等则宜在豆奶等接近中性的食品中使用。
4.温度
一般增稠剂溶液在温度升高时,黏度下降,很多高分子物质在高温下发生降解,特别是在酸性条件下,更易降解,使黏度发生永久性下降,如海藻酸钠溶液,大约温度每升高5~6℃,黏度就下降12%。为避免黏度不可逆的下降,应尽最避免胶体溶液长时间高温受热。在少量Nacl存在下,黄原胶的黏度在一4~93℃范围内变化很小,
这是增稠剂中的特例。位阻大的黄原胶和海酸丙二醇酯,热稳定性较好。
5.剪切力
由于增稠剂分子的高分子质量和分子的刚性,使得在较低的浓度时就具有较高的黏度。增稠剂的黏度一般在施加剪切力(如搅拌、泵压等)后减小;剪切力越大,黏
度越低;当去除剪切力的时候,黏度又恢复,这种现象称之为假塑性或剪切变稀。剪切力的作用是降低分散相颗粒间的相互作用力,造成切变稀化现象,有利于产品的管
道运输和分散包装。
6.增稠剂的协同效应
利用各种增稠剂之间的协同效应,采用复配方法,可产生无数种复合胶,以满足食品生产的不同需要,并可达到最低用量水平。增稠剂复配使用时,增稠剂之间会产
生一种黏度叠加效应,有两种情况:
(1)叠加是增效的
混合体系黏度大于各组分黏度之和或者形成凝胶。称为黏度协同效应。如卡拉胶与槐豆胶、黄原胶与槐豆胶等。
(2)叠加是减效的
一种增稠剂的存在使另一种增稠剂黏度减小,称为黏度抗结作用。如阿拉伯胶可降低黄原胶的黏度。
有较好增效作用的复配体系还有:CMC和明胶,卡拉胶和CMC,刺槐豆胶和CMC,琼脂和刺槐豆胶。
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