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您当前位置:创联食用胶网 » 行业快讯 » 刺槐豆胶漂白增稠工艺及其机理

  • 刺槐豆胶漂白增稠工艺及其机理
  • 来源:爱学术        2019-09-29         2982
【摘要】

刺槐豆胶应用于食品工业中其本身应具有良好的色泽、稳定性、流动性和较高的粘度,但目前所生产出的刺槐豆胶粉由于含有有色杂质限制了其在食品行业的应用,这就要求必须对刺槐豆胶粉漂白加工。常用的漂白剂有双氧水、次氯酸钠、二氧化氣等,其中双氧水漂白无残留,不引入杂质,是理想的食品加工用漂白剂。

刺槐豆胶是一种水溶性高分子多糖类聚合体,其单元以1,4糖苷键连接的β-D-甘露糖为主链在某些甘露糖基的6位上连接一个α-D-半乳糖构成半乳甘露聚糖,二者比率约为4:1。刺槐豆胶分子结构中甘露糖和半乳糖比率的特殊性,决定了多糖聚合体在水中三维立体结构的特殊性,这使其本身能在特殊环境下形成凝胶而且可以和其它亲水胶体在相互作用下产生凝胶。因而刺槐豆胶可作为增稠剂、凝胶剂等广泛应用于食品、石油、纺织、造纸等领域。

刺槐豆胶应用于食品工业中其本身应具有良好的色泽、稳定性、流动性和较高的粘度,但目前所生产出的刺槐豆胶粉由于含有有色杂质限制了其在食品行业的应用,这就要求必须对刺槐豆胶粉漂白加工。常用的漂白剂有双氧水、次氯酸钠、二氧化氣等,从价格上讲,次氯酸钠价格最低,双氧水价格次之,二氧化氯价格最高;其中次氯酸钠、二氧化氣漂白后会引入残氯,产品需经过除氯处理;双氧水漂白无残留,不引入杂质,是理想的食品加工用漂白剂。

刺槐豆胶漂白增稠工艺及其机理

刺槐豆胶漂白增稠工艺及其机理

未漂白胶粉蛋白质质量分数小于3%,颜色淡黄,25℃时2%胶液粘度为17000mPa·s,色泽发暗。双氧水、次氯酸钠和二氧化氯作为常用的漂白剂能使刺槐豆胶的发色体系(长链共轭大分子)在漂白过程中被氧化破坏从而能够达到消色的目的。刺槐豆胶粉的漂白反应主要受反应pH值漂白剂用量反应时间和反应温度的影响。

反应pH值对漂白胶粉性能的影响

控制漂白反应温度30℃,次氯酸钠用量占刺槐豆胶粉总质量的15%,双氧水用量占刺槐豆胶粉总质量的15%,二氧化氯用量占刺槐豆胶粉总质量的10%,双氧水漂白时间为1h,次氯酸钠和二氧化氯漂白时间为20min,考查不同的反应pH值对漂白胶粉粘度的影响。

当pH值在2.2-4范围内,漂白胶粉的粘度都大于或等于原胶粉粘度,当漂白反应pH值在1.5-2.5范围内,3种漂白剂漂白的刺槐豆胶粉的粘度都随反应液pH值的升高而快速升高,在pH=2.5时,刺槐豆胶粉的粘度最高。此时,次氯酸钠漂白胶粉粘度最高可达23000mPa·s,二氧化氣漂白胶粉粘度达到21000mPa·s,双氧水漂白胶粉粘度达到19000mPa·s,与原刺槐豆胶粉粘度17000mPa·s相比,粘度分别提高35.3%,23.5%和11.8%。

当pH值在2.5-3.5范围内,3种漂白剂漂白胶粉的粘度都快速降低。当pH值升高到4.5时,二氧化氯和双氧水漂白胶粉粘度与原胶粉粘度相当;当pH值升高到5.5时,次氯酸钠漂白胶粉的粘度与原胶粉的粘度相当。进一步升高pH值到8.5,3种漂白剂漂白胶粉的粘度都进一步降低。

刺槐豆胶是一种水溶性高分子多糖类聚合体,其单元以1,4糖苷键连接的β-D-甘露糖为主链在某些甘露糖基的6位上连接一个α-D-半乳糖构成半乳甘露聚糖。在漂白过程中,主要发生4个反应:一是胶粉分子降解反应,包括酸降解和氧化降解反应,导致胶粉粘度降低;二是色素被氧化的消色反应,即使胶粉变白的漂白反应;三是胶粉分子的羟基被氧化成醛基酮基或羧基的氧化反应,其中在酸性条件下羟基氧化反应易于生成醛基和酮基,而在碱性条件下则主要生成羧基;四是被氧化生成的醛基或酮基具有交联性能,能够与多糖分子的羟基发生缩醛反应,使多糖大分子相互交联起来,从而提高漂白胶粉的粘度。

漂白剂用量对漂白胶粉性能的影响

漂白剂的用量并非越多越好,过多会导致胶粉剧烈降解,从而使其粘度下降,而且漂白作用也不再明显。在漂白反应温度30℃,双氧水漂白时间1h,次氯酸钠和二氧化氣漂白时间20min,pH值2.5时,3种漂白剂不同用量对刺槐豆胶粉的漂白效果、粘度影响不同。在pH值为2.5,漂白反应温度30℃,次氯酸钠和双氧水用量分别占刺槐豆胶粉总质量的15%,二氧化氯用量占刺槐豆胶粉总质量的10%,双氧水漂白时间为1h,次氯酸钠和二氧化氯漂白时间为20min时,漂白胶粉的色泽较佳,而且胶粉粘度最高。

反应时间对漂白胶粉性能的影响

在pH值为2.5,漂白反应温度30℃,次氯酸钠和双氧水用量分别占刺槐豆胶粉总质量的15%,二氧化氣用量占刺槐豆胶粉总质量的10%,考察漂白反应时间对漂白胶粉性能的影响。采用3种漂白剂对胶粉进行漂白随时间延长,产品色泽逐渐变白,漂白胶粉粘度先升后降。再用双氧水漂白1h后,漂白胶粉的色泽较白,此时,漂白胶粉粘度也达到最高值,延长漂白时间达到1.5h后,产品白度更高,但漂白产品的粘度降低,此后再延长漂白时间,产品白度增加不大。

对于次氯酸钠和二氧化氯漂白反应而言,漂白10min,产品的色泽就已经较白,但此时漂白胶粉粘度并没有达到最高,漂白反应达到20min后,此时产品色泽更白,并且粘度达到最高值进一步增加漂白时间,产品白度增加不大,但漂白胶粉的粘度开始下降。这说明次氯酸钠和二氧化氯氧化漂白能力较强,而双氧水氧化漂白能力相对较弱。

反应温度对漂白胶粉性能的影响

在pH值为2.5,次氯酸钠和双氧水用量分别占刺槐豆胶粉总质量的15%,二氧化氯用量占刺槐豆胶粉总质量的10%,次氯酸钠和二氧化氯漂白反应时间为20min,双氧水漂白反应时间为1h的漂白工艺条件下,考察漂白反应温度对漂白胶粉性能的影响。

在室温条件下(40℃以下),漂白胶粉就已经很白,40℃以上胶粉更白;并且在室温条件下,胶粉的粘度较原胶粉粘度高,而40℃以上,漂白胶粉的粘度快速下降。这是因为升高温度,不仅增加了漂白剂对色素的氧化消色能力,同时也加快了胶粉分子被酸降解和被氣化降解的速度。综合分析可知,采用3种漂白剂在30℃对胶粉进行漂白反应,漂白胶粉的白度和粘度都比较理想。


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