第七章-增稠剂

增稠剂科技名词定义中文名称：增稠剂英文名称：thickening agent定义：能提高熔体黏度或液体黏度的助剂。

增稠剂是一种流变助剂，不仅可以使涂料增稠，防止施工中出现流挂现象，而且能赋予涂料优异的机械性能和贮存稳定性。

对于黏度较低的水性涂料来说，是非常重要的一类助剂。

有水性和油性之分。

尤其是水相增稠剂应用更为普遍。

增稠剂实质上是一种流变助剂，加入增稠剂后能调节流变性，使胶黏剂和密封剂增稠，防止填料沉淀，赋予良好的物理机械稳定性，控制施工过程的流变性(施胶时不流挂、不滴淌、不飞液)，还能起着降低成本的作用。

特别对于胶黏剂和密封剂的制造、储存、使用都很重要，能够改进和调节黏度，获得稳定、防沉、减渗、防淌、触变等性能。

[1]食品级的增稠剂-素肉粉是一种水相增稠剂，同时它也是一种油相增稠剂，也就是说，它遇水可以大量的吸水，吸水30倍时可以形成凝胶，吸水50=-100倍时，可以成糊状、吸水100-200倍时，可以使水体及含蛋白、油脂的体系形成浓郁感，质感强烈。

素肉粉是由海洋藻类及陆生植物魔芋提取，藻类在生长的过程中会通过光合作用，将海里的二氧化碳吸收，对环境有好处，在食品中添加素肉粉，也是一种爱地球、绿色环保的生存方式。

目前市场上可选用的增稠剂品种很多，主要有无机增稠剂、纤维素类、聚丙烯酸酯和缔合型聚氨酯增稠剂四类。

纤维素类增稠剂的使用历史较长、品种很多，有甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等，曾是增稠剂的主流，其中最常用的是羟乙基纤维素。

聚丙烯酸酯增稠剂基本上可分为两种：一种是水溶性的聚丙烯酸盐；另一种是丙烯酸、甲基丙烯酸的均聚物或共聚物乳液增稠剂，这种增稠剂本身是酸性的，须用碱或氨水中和至pH8~9才能达到增稠效果，也称为丙烯酸碱溶胀增稠剂。

聚氨酯类增稠剂是近年来新开发的缔合型增稠剂。

无机增稠剂是一类吸水膨胀而形成触变性的凝胶矿物。

主要有膨润土、凹凸棒土、硅酸铝等，其中膨润土最为常用。

增稠剂增稠Thickening增稠剂Thickener , Thickening agent增稠剂又称胶凝剂，用于食品时又称糊料或食品胶。

它可以提高物系粘度，使物系保持均匀的稳定的悬浮状态或乳浊状态，或形成凝胶。

广泛用于食品、涂料、胶黏剂、化妆品、洗涤剂、印染、橡胶、医药等领域。

例如：再涂料印花中，由增稠剂、水、粘合剂和涂料色浆组成的涂料印花色浆，印花色浆再印花机械力作用下，发生切变力，使印花色浆的粘度再瞬间大幅度降低；当切变力消失时，又恢复至原来的高粘度，使织物印花轮廓清晰。

这种随切变力的变化而发生的粘度变化，主要是靠增稠剂来实现的。

再乳胶漆制造中，增稠剂对乳胶漆的增稠、稳定及流变性能起着多方面协调作用。

再乳胶聚合过程中用作保护胶体，提高乳液的稳定性；再颜料、填料分散阶段，提高分散物料的粘度而利于分散；再储运过程中提高涂料稳定性及抗冻融性，防止颜料、填料沉底结块；再施工中调节乳胶漆粘稠度，并呈良好的触变性等。

在食品中添加千分之几的食品增稠剂，具有胶凝、成膜、持水、悬浮、乳化、泡沫稳定及润滑等功效。

对流态食品或冻胶食品的色、香、味、结构和食品的相对稳定性起着十分重要的作用。

增稠剂大多属于亲水性高分子化合物，按来源分为动物类、植物类、矿物类、合成类或半合成类。

简单分可分为天然和合成两大类。

天然品大多数是从含多糖类粘性物质的植物及海藻类制取，如淀粉、果胶、琼脂、明胶、海藻脂、角叉胶、糊精、黄耆胶、多糖素衍生物等；合成品有甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚阴离子纤维素等纤维素衍生物、淀粉衍生物、干酪素、聚丙烯酸钠、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、低分子聚乙烯蜡、聚丙烯酰胺等。

增稠剂分为：水性增稠剂、油性增稠剂、酸性增稠剂、碱性增稠剂。

这是根据用途来划分的。

增稠剂种类很多，选择时除要考虑产品的流动性、透明度、稠度、凝胶性及悬浮颗粒能力外，还应注意选用用量少而增稠效果好，与主体成分相容性好而不产生相分离，储存市不引起霉变和离析的水溶性化合物。

增稠剂原理
增稠剂是一种在溶液或乳液中加入的物质，用于增加其黏度和粘度。

增稠剂的原理主要是通过改变溶液或乳液的流动性质，使其变得更加浓稠。

增稠剂的原理可以分为以下几个方面：
1. 胶凝作用：某些增稠剂可以形成三维网络结构，在溶液或乳液中形成胶体，从而增加黏度。

胶凝作用的机制是增稠剂分子之间的相互吸附和交联，形成了一种类似于弹簧的结构，使溶液或乳液变得更加黏稠。

2. 分散作用：一些增稠剂可以在溶液或乳液中形成胶体颗粒，通过与溶液或乳液中的颗粒相互作用，形成一种分散结构，从而增加黏度。

这种分散作用可以阻碍颗粒之间的运动，使溶液或乳液的流动性减弱。

3. 吸附作用：某些增稠剂可以通过与溶液或乳液中的分子相互作用，吸附在其表面，形成一种覆盖层，从而增加溶液或乳液的黏度。

吸附作用的机制是增稠剂分子与溶液或乳液中的分子之间的吸附力比分子间力更强，导致分子排列有序，使溶液或乳液变得更加黏稠。

通过以上原理作用，增稠剂可以改变溶液或乳液的流动性质，使其具有更高的黏度和粘度。

这种增稠效应在食品、化妆品、涂料、胶水等许多领域中得到广泛应用。

增稠剂的性质㈠浓度与粘度的关系*1、多数增稠剂在较低浓度时，随浓度增加，溶液的粘度增加，符合牛顿型流体的流变学特性。

*2、多数增稠剂在高浓度时具有非牛顿流体的性质。

随着C↑，η不增加，其粘度在相当大的温域内不产生波动。

㈡协同效应*如果增稠剂混合使用于同一溶液，会产生一种粘度叠加效应。

这种叠加可以是增效的，也可以是减弱的，如阿拉伯胶可降低黄蓍胶的粘度。

*有时单独使用一种增稠剂，往往得不到理想的结果，必须同其它几种乳化剂复配使用，发挥协同效应。

㈢增稠剂的凝胶作用*当体系中溶有特定分子结构的增稠剂，浓度达到一定值，而体系的组成也达到一定要求时，体系可形成凝胶。

*凝胶是空间三维的网络结构这个结构由下面3点组成1、大分子链之间的相互交联2、螯合3、增稠剂分子与溶剂的强亲和性。

*掌握增稠剂的特性，正确加以利用，如海藻酸盐制成的凝胶，则具有受热后不再稀化的特点，是热不可逆凝胶，可作人造果冻的原料。

影响凝胶特性的因素a 冷却热溶液：在保证凝胶浓度的条件下，有些增稠剂需先加热后冷却才可形成凝胶，如琼脂；离子诱导：海藻酸盐，低甲氧基果胶；增稠剂的协同作用：如黄原胶和刺槐豆胶；其他：加糖加酸，如高甲氧基果胶；b 胶凝临界浓度增稠剂形成凝胶所需的最低浓度。

如琼脂－0.5%.c 热可逆与热不可逆凝胶热可逆凝胶－有些增稠剂凝胶，加热时融化成溶液，冷却时又形成凝胶，这种热熔冷凝的凝胶称为热可逆凝胶。

Eg:琼脂，卡拉胶，明胶和低甲氧基果胶的凝胶属于这类。

热不可逆凝胶－有些增稠剂凝胶在受热时也不熔化，这种凝胶叫热不可逆性凝胶。

Eg:海藻酸钠，高甲氧基果胶瓜尔胶冰淇淋：能赋予产品润滑和糯性的口感。

使冰淇淋融化缓慢，并可提高产品抗骤热的性能，避免冰晶的生成而形成颗粒状饮料：有增稠、稳定作用，防止产品分层，沉淀，并使产品富有良好的滑腻口感。

增加稠度，消除水质感。

乳酪：由于瓜尔豆胶具有结合水的特性，故能控制产品的稠度和扩散性，使更滑腻和更均匀的涂抹乳酪有可能带有更多的水分。

增稠剂一、食品增稠剂概述１.定义：俗称糊料，是一种能改变食品的物理性质，增加食品的粘稠性，赋予食品以柔滑适口性，且具有稳定乳化状态和悬浊状态的物质。

2结构特征（主要应用在水相体系）1）具有游离、分布均匀的亲水基的高分子聚合物。

2）易水合，形成高黏度的均相液体，常称作水溶胶、亲水胶体或食用胶。

3）以单糖或衍生物为单体的聚合物4）不同位置的糖苷键形成链状、平面或空间结构。

3分类：1、天然增稠剂：由天然动植物提取而成的增稠剂。

海藻类产生的胶及其盐类（如海藻酸、琼脂、卡拉胶等）；由树木渗出液形成的胶（如阿拉伯胶）；由植物种子制成的胶（如瓜尔胶、槐豆胶等）；由植物某些组织制成的胶（如淀粉、果胶、魔芋胶等）；由动物分泌或其组织制成的胶（如明胶、酪蛋白）；由微生物繁殖分泌的较（如黄原胶、结冷胶等）。

2、人工合成增稠剂：人工采用化学方法合成的食品增稠剂。

以天然增稠剂进行改性制得的物质及纯人工合成增稠剂。

如：海藻酸丙二醇酯、羟甲基纤维素钙、羟甲基纤维素钠、磷酸淀粉钠、乙醇酸淀粉钠；纯化学合成:聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠等。

二、食品增稠剂的一般性质１.增稠剂的粘度食品增稠剂亲水基团对水分子的吸附力较强,会使水分子失去运动的自由;亲水胶体分子之间可以通过相互作用形成空间结构，阻碍液层的流动。

因此，粘度大小及胶态是否稳定是选择增稠剂的重要参数降低增稠剂的粘度的因素：①电解质（盐）：减少了增稠剂对水分子的吸附作用②微生物：微生物对增稠剂分子降解③酶（各种水解酶）：分解果胶、明胶及其它多糖类物质④pH、T：pH 愈小，粘度愈高；T愈大,粘度愈低⑤切变力（机械作用力）：切变力愈大，粘度愈低⑥浓度：浓度愈低，粘度愈低２.增稠剂的胶凝性增稠剂在浓度适当时，会形成凝胶凝胶：亲水性物质在水的作用下形成的网状结构体，其中的水和亲水性物质基本不具有流动性。

①胶凝条件适当的胶体浓度、有高价离子存在（Ca2+）、一般需热处理和冷处理、适当的pH②热可逆凝胶高温度时凝胶融化，低温度时又形成凝胶，有凝固点。

增稠剂的种类及增稠机理
粘度是液体流动的重要物理性能，如果粘度不够，流体的流动性能将会变差，使得它不易分布、不易膨胀，控制不准确而且努力耗气，影响系统工作效率。

因此，增稠剂的引入是促使流体粘度升高的有效方法。

增稠剂的种类比较多样，主要包括矿物类、植物类和合成类。

矿物类增稠剂是从石棉、云母等类型的矿物中处理而获得，其特性是膨胀性好、粘度系数大，因此，一般用于重做酸性地层，耐磨性也适中。

植物类增稠剂是从植物枝叶、茎、根中处理而获得，其特征是质轻、价格低，但是膨胀性差、不稳定，容易受温度、盐度变化影响，会出现气泡。

合成类增稠剂是从含有环状基团的烃或者二元羧酸的双酯中分离而获得，其特点是粘度系数高，且有一定耐压性、耐温性，但价格会高于其它类型增稠剂。

增稠机制由以下几个方面来控制：
1、二聚物颗粒吸附：溶液中的极性分子增加，导致二聚物颗粒吸附，引起凝集及离子交换，增加溶液的粘度；
2、离子的作用：离子之间的交换需要消耗溶液中的能量，形成庞大的网络体系，而消耗的能量会使溶液的粘性增大；
3、层状结构的作用：增稠剂的分子结构易形成膜状或层状结构，使得粘度系数增大；
4、分子胶结作用：增稠剂分子之间会形成某种结构，从而抵抗流体流动，使得粘度系数增大。

增稠剂是一种有效的提高液体粘度的物质，提高的流体的粘度不只将有助于实现更好的流体分布，而且还能有效提高系统的工作效率，减少耗气现象。

现在市场上有很多种不同类型的增稠剂，他们具体机理也不尽相同，以便在系统中满足不同的需求。

增稠剂（Thickeners）增稠剂可提高食品的粘稠度或形成凝胶，从而改变食品的物理形状，赋予食品粘润、适宜的口感，并兼有乳化、稳定或使呈悬浮状态的作用。

增稠剂都是亲水性高分子化合物，也称水溶胶。

按其来源可分为天然和化学合成（包括半合成）两大类。

天然来源的增稠剂大多数是由植物、海藻或微生物提取的多糖类物质，如阿拉伯胶、卡拉胶、果胶、琼胶、海藻酸类、罗望子胶、甲壳素、黄蜀葵胶、亚麻籽胶、田箐胶、瓜尔胶、槐豆胶和黄原胶等。

合成或半合成增稠剂有羧甲基纤维素钠、海藻酸丙二醇酯，以及近年来发展较快，种类繁多的变性淀粉，如羧甲基淀粉钠、羟丙基淀粉醚、淀粉磷酸酯钠、乙酰基二淀粉磷酸酯、磷酸化二淀粉磷酸酯、羟丙基二淀粉磷酸酯等。

我国增稠剂的生产开发近来发展很快，但还处于较年轻的阶段，从品种到质量，从应用的深度和广度，都还有进一步发展的巨大潜力。

（一）琼脂Agar别名琼胶、洋菜、冻粉性状半透明、白色至浅黄色的薄膜带状、碎片、颗粒或粉末，无臭或稍有臭，口感粘滑，不溶于冷水，可溶于沸水，凝固温度32～42℃，熔点80～90℃。

用途增稠剂、胶凝剂、稳定剂、乳化剂、悬浮剂、防干燥剂等。

使用方法1. FAO/WHO(1984)规定：用途及限量为，加工干酪制品，8g/kg(单用或与其它增稠剂合用)；火腿、猪脊肉、即食肉汤、羹，按GMP；沙丁鱼及其制品、鲭鱼和鲐鱼罐头，20g/kg(仅灌装汤计，单用或与其它增稠剂或胶凝剂合用)，稀奶油，5g/kg(仅用于巴氏杀菌掼奶油或用超高温杀菌的掼打稀奶油和消毒稀奶油)；发酵后经加热处理的增香酸奶及其制品，5000mg/kg(单用或与其它稳定剂合用)；冷饮，10g/kg(以最终产品计，单用或与其它乳化剂、稳定剂和增稠剂合用)。

亦可用于西式点心、羊羹、馅饼、冰淇淋、酸奶、清凉饮料、乳制品、低热量保健食品等。

2. 美国FDA(1989)规定：用途及限量为，焙烤食品，0.8%；糕点、糖霜、糖果、蜜饯，2.0%；软糖，2%；其它食品，0.25%。