CMC在酸性饮料中的应用
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调配型酸性乳饮料稳定剂的复配研究罗玲泉 (光明乳业股份有限公司技术中心武汉研究所,湖北 武汉 430040)摘 要:在对羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、刺槐豆胶、瓜尔豆胶三种稳定剂单体进行影响调配型酸性乳饮料稳定性的单因素试验基础上,采用Box-Behnken设计进行稳定剂的复配研究。
结果表明:三种稳定剂控制调配型酸性乳饮料稳定性的单一临界添加量分别为0.25%、0.2%、0.25%(质量分数);复配时最佳添加量分别为0.072%、0.042%、0.059%,总添加量为0.173%时,调配型酸性乳饮料稳定性最佳,其离心率的最小值为2.408%。
关键词:稳定剂;调配型酸性乳饮料;离心率Study on Stability of Formulated Sour Milk Drink with Mixed StabilizersLUO Ling-quan(Wuhan Institute of Technical Center, Bright Dairy and Food Co. Ltd., Wuhan 430040, China)Abstract:On the single-factor test basis of impact of CMC-Na, locust bean gum and guar gum on the stability of formulatedsour milk drink, the Box-Behnken design was used to study the compound of the three stabilizers. The results showed that thesimplex critical additive volume of CMC-Na, locust bean gum and guar gum is 0.25%, 0.2%, 0.25% to control centrifugal percentof formulated sour milk drink respectively. While mixed, the proper additive volume is 0.072%, 0.042% and 0.059% respectively,total volume is 0.173%. Under these conditions, the minimum centrifugal percent of product is 2.408%.Key words:stabilizer;formulated sour milk drink;centrifugal percent中图分类号:TS202.3 文献标识码:B 文章编号:1002-6630(2009)06-0288-04收稿日期:2008-06-19作者简介:罗玲泉(1981-),男,工程师,硕士,研究方向为乳品工艺。
cmc化工应用实例一、背景介绍cmc化工是一种重要的水溶性高分子化合物,具有良好的稳定性、增稠性和分散性等特点,广泛应用于食品、医药、纺织、造纸等领域。
本文将以食品行业为例,详细介绍cmc化工的应用实例。
二、cmc化工在食品行业中的应用1.食品增稠剂cmc化工具有较强的增稠能力,可用于各类液态食品中,如果汁、奶制品、调味酱料等。
其中,在果汁中加入cmc化工后,能够提高果汁的黏度和口感,使得果汁更加浓郁。
在奶制品中加入cmc化工后,则能够改善奶制品的质地和口感。
2.冰淇淋稳定剂cmc化工还可以作为冰淇淋稳定剂使用。
通过添加适量的cmc化工到冰淇淋原料中,不仅可以提高冰淇淋的稳定性和抗融性,还可以改善冰淇淋的质地和口感。
3.面包面团改良剂在面包面团中添加适量的cmc化工可以改善面包的质地和口感,使得面包更加松软、有弹性。
此外,cmc化工还可以提高面团的延展性和韧性,使得制作面包更加方便。
4.调味品增稠剂在调味品中添加适量的cmc化工可以增加调味品的黏度和稠度,使得调味品更加浓郁。
此外,cmc化工还可以提高调味品的稳定性,防止其出现沉淀或分层现象。
5.果冻凝胶剂cmc化工在果冻中具有良好的凝胶能力,可以用作果冻凝胶剂。
通过添加适量的cmc化工到果汁中,并进行加热、搅拌等处理后,即可制成美味可口的果冻。
三、cmc化工应用实例1.葡萄酒增稠剂将1000ml葡萄酒倒入锅中,加热至70℃左右后搅拌均匀。
再将10g 的cmc化工粉末逐渐倒入锅中,并不停搅拌至完全溶解。
待葡萄酒中的cmc溶液降温后即可使用。
通过此方法制作出来的葡萄酒口感更加浓郁,且不易出现沉淀。
2.奶茶稳定剂将1000ml奶茶倒入锅中,加热至50℃左右后搅拌均匀。
再将10g的cmc化工粉末逐渐倒入锅中,并不停搅拌至完全溶解。
待奶茶中的cmc溶液降温后即可使用。
通过此方法制作出来的奶茶稳定性更好,且口感更加顺滑。
3.果冻凝胶剂将500ml果汁倒入锅中,加热至80℃左右后搅拌均匀。
cmc消泡沫机制-回复“CMC消泡沫机制”是一种有效的消泡剂,常用于各种领域的工业应用中。
CMC,即羧甲基纤维素钠,具有良好的分散性和稳定性,可以有效地抑制泡沫的生成和扩展。
本文将从CMC的结构和性质、消泡机理、工业应用等方面,一步一步详细地回答关于CMC消泡沫机制的问题。
第一部分:CMC的结构和性质首先,我们需要了解CMC的结构和基本性质。
CMC是一种聚合物,由羧甲基纤维素的部分羟乙基纤维素通过碱催化剂反应得到。
其分子结构中含有羧基和羟基,这使得CMC在水中具有良好的溶解性和稳定性。
此外,CMC还具有一定的亲水性和吸水性,使其能够快速吸湿,并与水形成胶体,从而起到消泡作用。
第二部分:CMC的消泡机理接下来,我们将深入探讨CMC消泡的机理。
CMC有效消泡主要归功于其分子结构中的羧基和羟基。
当CMC与泡沫接触时,其羧基和羟基会通过氢键和泡沫表面上的水分子相互作用。
这种相互作用是一种物理吸附现象,使得CMC与泡沫表面形成一层覆盖膜。
这层膜可以有效地阻止气体在液体表面的聚集和扩散,从而抑制泡沫的生成和稳定。
CMC与泡沫的相互作用还涉及到表面张力的改变。
表面张力是液体分子间相互作用力引起的现象,其中包括液体表面上的分子与周围分子以及气体分子之间的相互作用。
CMC的存在可以部分破坏液体表面的分子间相互作用力,从而改变表面张力。
这使得泡沫的表面张力降低,进一步促使气泡破裂和泡沫的消散。
此外,CMC还具有良好的分散性和吸附性。
其分子结构中的羧基和羟基可以与泡沫中的微小颗粒和有机物质形成胶体颗粒,并将其稳定地分散在液体中。
这有助于提高泡沫的稳定性,抑制其扩展。
第三部分:CMC的工业应用最后,我们将介绍CMC在各种工业领域的应用。
CMC作为一种优秀的消泡剂,广泛应用于食品、纺织、造纸、石化、医药等行业。
在食品工业中,CMC常用于酒类、饮料、牛奶制品等液体食品的生产过程中,以控制泡沫的生成和稳定。
CMC可以有效降低果汁、奶油等液体中的泡沫,使其更容易被包装和运输。
国产CMC与外国大公司产CMC的质量对比第10卷第3期2002年9月纤维素醚工业CELLUIDSEETHERSINDUSTRYVOL.10No.3September2002国产CMC与外国大公司产CMC的质量对比徐季亮(江门量子高科生化工程有限公司)摘要:近几年内国产CMC的质量不断地提高,可以与国外大公司生产的CMC质量媲美,特别是在CMC的理化指标和应用方面.关键词:理化指标,应用,酸奶试验,牙膏试验,造纸试验1,前言我国从2O世纪5O年代末研制出羧甲基纤维素钠(CMC)以来,一直在不断研究和开发,使CMC的质量不断地提高.特别是近几年内,本公司通过对原料和生产工艺的研究,CMC的最佳反应温度和时间的控制,各种原材料的配比情况,生产的CMC质量可以跟国外大公司生产的CMC质量媲美.我国经历了长达l5年的世贸复关谈判后,成为WTO组织的一员,也给我们纤维素醚行业带来了挑战和机遇,一方面我们要操练内功,研究和开发新产品的同时,努力提高老产品的质量,不断地加强自身的强大;另一方面我们CMC生产企业要遵守市场游戏规则,不能一如既往的降低价格,用牺牲质量来降低成本和降低价格,我们应该提高质量来提高价格,加大技改提高产品的外观和内在质量,只有这样我们才能与狼共舞,共同进步.2,国外大公司和国内邦维牌CMC的理化指标国际上生产CMC的几家知名企业,如芬兰的NOVIANT,荷兰的AKZONOBEL,美国的HERCULES,日本的DAICEL等公司的羧甲基纤维素钠(CMC)样品和国内邦维牌(CMC),我们经过仔细的分析和做了有关的应用实验.2.1国外和国内邦维牌CMC的样品9M65XF美国的HERCULES公司生产(国内有牙膏企业用)AF2085荷兰的AKZONOBEL公司生产(主要酸性饮料中使用)1290日本的DAICEL公司生产(主要酸奶中使用)FINNFLX5G芬兰的NOVIANT公司生产(主要涂布纸中使用)邦维牌CMC江门量子高科生化工程有限公司生产的TH10,FFH9,NX一52.2理化指标分析主要是CMC的常规分析:粘度(NDJ一79/2%/25~C),pH,DS,NaC1含量,透明度,A VR(NDJ一79/2%25cC下的酸粘比.SVR(NDJ一79/2%/25下的盐粘比),纤一1一第l(1卷第3期2002年9月纤维素醚工业CFL1UL0SEE.rHERSINDUSTItYV0L.10No.3September2002维量,表观颜色,凝胶颗粒.分析方法:粘度(NDJ一79/2%/25~(2),pH,DS,NaC1含量的分析方法按GBI904—1989上的方法分析.透明度的测定-称取干燥的试样1g溶于100ml蒸馏水中,待试样溶解后倒入干燥洁净的玻璃外管中,静止至无气泡,然后将此管放在黑白线条的标记纸上面(黑白线条是lmm的间断),再将内管慢慢插入外管中(应无气泡产生),以操作者适宜观察之距离处从内管上端观察下端的黑白线条,并将内管慢慢上下移动,直到黑白线条模糊,再将内管慢慢上下移动至清楚处,记录下其内管下端至外管内底之液位高度,取三次读数平均值为透明度.A VR(NDJ一79/2%/25oC下的酸粘比):按GB1904—1989上的分析粘度方法,把蒸馏水改为0.1mol的柠檬酸溶液,测定样品在此溶液中的粘度值-9在蒸馏水中测定的粘度值之比.SVR(NDJ一79/2%/25oC下的盐粘比):按GB1904一I989上的分析粘度方法,把蒸馏水改为4%的NaC1盐水溶液,测定样品在此溶液中的粘度值与在蒸馏水中测定的粘度值之比.纤维量:取样品0.5g在1000ml蒸馏水中溶解,待彻底溶解后无气泡情况下,观察其纤维量,一般分大量纤维,较多纤维,较少纤维,基本无纤维四个等级.表观颜色:表观颜色分1~4四个等级,1为最白,4为最黄.凝胶颗粒:称取干燥的试样0.2g溶于200ml蒸馏水中,待试样溶解后部分倒入50ml的烧杯中,在倒掉,反复三次后,烧杯静止1分钟,取4cm的空格纸沿着烧杯的中间一周读4cm的空格纸中的挂壁凝胶颗粒,取平均值.下表是检测结果:透明度表观凝胶序号产地粘度pHDSNaCl%A VRSVR纤维量Filln颜色颗粒l美国7207.30.950.290.840.98≥500较少纤维27,)荷兰90o7.00.850.350.820.88480较少纤维29-3日本l8006.90.850.570.780.79280较多纤维2l64芬兰6.06.00.700.480.880.85≥500较少纤维412中国5llo07.21.022.300.820.98350较少纤维29THl0中国基本无6l0()07.10.982.400.920.99≥500纤维l2FFH9中国75.06.80.863.00.860.92≥500较少纤维24NX一53.应用实验3.1酸奶实验3.1.1实验材料与试剂第lo卷第3期纤维素醚工业VOL.10No.32002年9月CELLULOSEETHERSINDUSTRYSeptember2002奶粉:国产奶粉或新西兰进口奶粉,或鲜奶;CMC:荷兰AKZONOBEL公司生产的CMC型号AF2085,日本DAICEL公司生产的CMC型号1290,江门量子高科生化工程有限公司生产的CMC型号FFH9;试剂:均为食品添加剂和蒸馏水.3.1.2主要仪器和设备无级调速电动搅拌器,高压均质机(GYB型),高速离心机(80—2型),恒温水浴器.3.1.3试验方法和结果酸奶配方是保证含蛋白质大于1%,pH值3.8~4.0,其他添加按配方.按照目前酸奶厂通用的方法制作酸奶,取出酸奶10ml作离心实验观察,另取出酸奶10ml作55℃恒温试验,观察其出现絮凝,分层和沉淀的时间,计算储存天数.试验结果见下表表2CMC的储存天数CMC的储存天数序号产地和型号沉淀率%沉淀率%加量(55~C)加量(55oC)2荷兰AF2085O.20.459O.35O.2O213日本1290O.2O.657O.35O.3ol66江门FFH9O.20.40l2O.35O.15283.2牙膏实验3.2.1实验材料与试剂CMC:美国的HERCULES公司生产的CMC型号9M65xF,江门量子高科生化工程有限公司生产的CMC型号TH10;其他试剂:保湿剂,摩擦剂,分散剂,防腐剂,香精等.3.2.2主要仪器和设备搅拌器,胶体磨,真空抽气装置等.3.2.3试验方法和结果在试验做牙膏前,先分析CMC的一些流变性能,可以从CMC的一些流变性能来判断此CMC的一些性能和用量,分析CMC的一些流变性能方法是把CMC溶解成2%溶液用Brookfiled—LVT型旋转粘度计不同的转速测出其粘度;用CMC的浓度为1.5%在50%的甘油水溶液,测其流变性,后涨性和假塑性.CMC2%浓度用Brookfiled—LvT型旋转粘度计不同的转速测出其粘度见表3Brookfiled—LvT型旋转粘度计不同的转速(rpm)型号O.3O.61.53.O6.Ol230609M65XF420049o05l0o570o652O520o395O3l0oTHlO5l0o6940670o760O63004880392O一3一第10卷第3期纤维素醚工业VOL.10No.32002年9月CELLULOSEETHERSINDUSTRYSeptember2002从上表的数据绘成图表,可以看出两条曲线形状基本相同,可以说这两个CMC的流变性基本一致.(见下图)8o006o00&妁渤霹2000O0.ol’53..6_t23…0_目60rpm用CMC浓度1.5%在50%的甘油水溶液中测出的数据见下表表4型号即时粘度2h粘度后涨性%假塑比%9M65XF760011200474527TH1095001420049.5563从上表中反应的数据看,这两个CMC的样品粘度上有些误差外,其余性质基本相同,以这两个CMC的样品为做牙膏小试,也可以看出牙膏的性能基本相同.以9M65XF和TH10的CMC1.2%的加量做牙膏小试,结果见下表表5型号即时稠度mm24h稠度mm7天稳定稠度mm膏体观察9M65XF91212表面细腻光滑,略微塌TH10121818表面细腻光滑,略饱满3.3涂布纸试验3.3.1实验材料与试剂CMC:芬兰的HUBERNOVIANT公司生产的FINNFLX5G;江门量子高科生化工程有限公司生产的NX一5A.其他试剂:合成胶乳,碳酸钙,瓷土等.3.3.2主要仪器和设备涂布器,Brookfield粘度计,高速分散机,IGT印刷适应性测定仪,白度仪,光泽度仪,耐折度仪,涂料保水值测定仪等.3.3.3试验方法和结果试验方法:未加CMC的涂布白板纸的涂料配方主要组分(空白配方)见下表:组分底涂面涂产地1#碳酸钙60中山源田2#碳酸钙40缨州1#瓷土60Huberglas902#瓷土40M0,茂名合成胶乳j515韩国LG第1O卷第3期2002年9月纤维素醚工业CELLULOSEETHERSINDUSq’RYVOL.1ONo.3September2002涂料中添加CMC替代部分合成胶乳,CMC的添加量为0.7份/100份颜料,且涂料中每加入一份CMC,则合成胶乳的用量减少2份.空白试验面涂涂料中添加少量的增稠剂.涂料的性能指标见下表:f]NFIGNx一5空白(没加CMC)涂料性能底涂面涂底涂面涂底涂面涂固含量(%)656365636563pH值8.668.728.658.798.528.53粘度(mpa.s)1230135012101320189879保水值(s)20.121.019.821.512.313.2注:粘度的测试方法在35%下,用Brookfiled—LVT粘度计,100rpm/4#-~子.涂布白板纸的性能指标见下表纸张性能FINNFDGNX一5空白(没加CMC)涂布量(g/m~)303030白度(%)86.587.183.2IGT(m/s)O.67O.660.48K&N值23.823.328.6纸张光泽度(%)37.738.235.O印刷光泽度(%)74.275.668.1不透明度(%)99.899.797.64.结语通过以上的三个试验,可以看出国产的CMC质量是在不断地提高,我们希望大家既要看到自己的长处,也要看到自己的短处,不能一说到国产的CMC 总是没有进口的好,近几年国产的CMC质量提高得很快,特别是在取代度,粘度和透明度这几个方面的质量提高得更快,但我们不能满足现状,国外大公司生产的CMC品种很多,我们还有很多品种至今没有生产,需要加大投入,加大技术改造,不能走低质低价之路.一一。
乳酸菌饮料中食品添加剂的检测技术一、乳酸菌饮料中食品添加剂的使用1、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)1)性质白色纤维状或颗粒状粉末。
无臭、无味,易溶于水成高黏度溶液,不溶于乙醇等多种溶剂。
可提高饮料的黏稠性和稳定性。
在水中分散度与醚化度和其相对分子质量有关。
1%水分散液的PH 为6.5—8.5。
PH7时,羧甲基纤维素钠溶液的黏度最高,PH4—11时,较稳定。
2)用量果汁、牛奶中最大用量为5.0g/kg。
3)应用我国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760—2007)规定羧甲基纤维素钠可用作增稠剂、悬浮剂、稳定剂、保形剂、成膜剂、膨化机和保鲜剂。
可按生产需要适量适用于各类食品中。
2、磷酸1)性质使用磷酸为浓度85%—98%的无色透明稠状液体,无臭,味酸。
磷酸的潮解性强,能与水、乙醇混溶,接触有机物则着色。
85%的磷酸的相对密度为1.59,易吸水,极易溶于水和乙醇,加热到150℃时则成为无水物,215℃时变为焦磷酸,300℃左右转变为偏磷酸。
2)应用在食品中磷酸属强无机酸,酸味强度为柠檬酸的2.3—2.5倍。
酸感不如柠檬酸等有机酸好,有强烈的收敛味和涩味,主要作为特征酸用于可乐型饮料的生产,用量为0.2%—0.6%,也可作为清凉饮料的酸度调节剂。
还可作为抗氧化剂、乳化剂、稳定剂、增香剂、增稠剂、整合剂、水分保持剂和面粉处理剂。
3、柠檬酸(枸橼酸)1)性质柠檬酸有一水合物和无水物两种,为无色半透明结晶,或白色结晶、粉末,无臭,有强酸味。
极易溶于水、乙醇、乙醚,有吸湿性。
柠檬酸具有良好的防腐性能,能抑制细菌增殖,可做防腐剂。
可以增强抗氧化剂的抗氧化作用,延缓油脂酸败可做抗氧化剂,柠檬酸含有3个羟基,有很强的螯合离子的能力,可做金属螯合剂。
还可用作色素稳定剂,防止果蔬褐变。
2)应用柠檬酸是所有有机酸中最可口的,易与多种香料配合而产生清爽的酸味,在各类食品中广泛使用。
柠檬酸与甜味剂、色素、香精协调使用量为0.1%--1.0%。
cmc的溶解原理CMC(羧甲基纤维素钠盐)是一种非离子型表面活性剂,其分子结构主要由纤维素和羧甲基基团组成。
CMC在水中具有良好的溶解性,其溶解原理主要包括物理吸附和分散溶解两个过程。
物理吸附是指CMC分子中的羧甲基基团与水分子之间的作用力。
CMC中的羧甲基基团具有亲水性,在水中可与水分子形成氢键和静电作用力。
这些相互作用弱化了水分子之间的相互吸引力,加强了水分子之间的运动能力。
同时,由于羧甲基基团的带负电特性,使得CMC能与水中的阳离子形成静电吸引力,从而提高CMC在水中的溶解度。
分散溶解是指CMC通过形成胶束结构将其分子分散在溶液中。
CMC分子在水中形成胶束是由于其亲水性羟基结构与亲油性的纤维素结构之间的相互作用。
在水中,CMC分子通过羧甲基基团与水分子形成氢键和静电吸引力,使得其纤维素结构向水相内延伸,同时在水相内形成亲水性的氢键网络。
这种网络结构可以吸附水分子,形成水合壳,使得CMC分子稳定地分散在溶液中。
CMC的溶解度还受到以下因素的影响:1. 温度:随着温度的升高,CMC的溶解度也会增加。
这是由于温度的升高可以增加水分子的运动能力,使得CMC的分散溶解过程更加顺利。
2. pH值:CMC在不同的pH值下,其溶解度也会有所变化。
在酸性环境下,CMC分子中的羧甲基基团会失去负电荷,从而减弱了其与水分子和阳离子的作用力。
而在碱性环境下,CMC分子中的羧甲基基团会得到负电荷,增强了其与水分子和阳离子的作用力,提高了溶解度。
3. 溶剂中其他物质的存在:某些离子或分子的存在会与CMC 分子发生相互作用,从而影响其溶解度。
例如,某些金属离子会与CMC中的羧甲基基团形成络合物,导致CMC的溶解度下降。
总之,CMC是一种非离子型表面活性剂,其溶解原理主要由物理吸附和分散溶解两个过程组成。
其溶解度受温度、pH值和溶剂中其他物质的存在等因素的影响。
对于CMC的溶解原理的研究,有助于更好地理解其在工业和生活中的应用,以及优化其应用性能。
实验二酸味剂的性能及其对含乳饮料中的影响
一、实验目的
品鉴常用酸味剂的口感
了解酸味剂对乳饮料稳定性的影响。
二、实验材料及仪器
500ml烧杯、250ml烧杯、50ml量筒、玻璃棒、组织捣碎机
全脂奶粉、花生、蔗糖、CMC-钠、单硬脂酸甘油酯、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、乳酸、白醋
三、实验步骤
1、在称量时,注意观察各种酸味剂的颜色和形状。
分别配制0.1%的柠檬酸、酒石酸、苹果酸、乳酸、醋酸溶液,用一次性感官鉴评杯进行酸度的感官评价,体会不同酸味剂的酸味特征,并记录在表1中。
(酸感锐利、酸感柔和、后味悠长等描述词),以柠檬酸的酸度为100分,比较柠檬酸、酒石酸、苹果酸、乳酸、醋酸的酸度。
2、取各种酸味剂溶液100mL,准确加入蔗糖8g后,再比较各种酸味剂溶液酸度和适口性的变化。
少量品评后,再继续加入2g,再品评,再加入2g后,记录8%、10%、12%的蔗糖加入后,各种酸味剂酸度的变化,并进行比较鉴别,填入表1中。
3、将浸泡好的花生,用组织捣碎机捣碎取花生汁备用,花生与水的比例控制在1:3~1:5。
用电磁炉煮沸后,冷却待用。
取适量的全脂奶粉,将冷却好的花生汁加入。
配制三个不同的花生奶饮料:①不加增稠剂、乳化剂②加入0.25%的CMC-钠③加入0.25%的CMC-
钠和0.3%单硬脂酸甘油酯。
在三个不同的花生奶饮料中,均加入0.05%的柠檬酸、酒石酸和苹果酸,加入时要缓慢且不断搅拌,避免酸度不均而产生沉淀。
仔细观察上述过程,并准确记录三个配方的差异,混匀后,仔细品尝不同产品的风味,记录在表2中。
四、实验结果。
CMC在酸性饮料中的应用
在酸性乳饮料中如何使用羧甲基纤维素钠
羧甲基纤维素钠(简称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。
其主要反应为:天然纤维素首先与NaOH发生碱化反应,随着氯乙酸的加入,其葡萄糖单元上羟基上的氢与氯乙酸中的羧甲基基团发生取代反应。
从结构式中可以看出每个葡萄糖单元上共有3个羟基,即C2、C3、C6羟基,葡萄糖单元羟基上的氢被羧甲基取代的多少用取代度来表示,若每个单元上的3个羟基上的氢均被羧甲基取代,定义为取代度是3,CMC取代度的大小直接影响到CMC的溶解性、乳化性、增稠性、稳定性、耐酸性和耐盐性等性能。
一般认为取代度在0.6~0.7左右时乳化性能较好,而随着取代度的提高,其他性能相应得到改善,当取代度大于0.8时,其耐酸、耐盐性能明显增强。
另外,上面也提到每个单元上共有3个羟基,即C2、C3的仲羟基和C6伯羟基,理论上伯羟基的活性大于仲羟基,但根据C 的同位效应,C2上的-OH基更显酸性,特别是在强碱的环境下其活力比C3、C6更强,所以更易发生取代反应,C6次之,C3最弱。
其实CMC的性能不仅同取代度的大小有关,也同羧甲基基团在整个纤维素分子中分布的均匀性和每个分子中羟甲基在每个单元中与C2、C3、C6取代的均匀性有关。
由于CMC是高聚合线性化合物,且其羧甲基在分子中存在取代的不均匀性,故当溶液静置时分子存在不同的取向,当溶液中有剪切力存在时,其线性分子的长轴有转向流动方向的趋势,且随着剪切速率的增大这种趋势越强,直到最终完全定向排列为止,CMC的这种特性称为假塑性。
CMC的假塑性有利于降低液态奶生产的能耗、利于均质和管道化输送,在液态奶中不至于口感过腻,利于奶液香气的释放。
CMC能与其他各种稳定剂(黄原胶、瓜尔胶、海藻酸钠、明胶、卡拉胶、淀粉、麦芽糊精等)进行复配使用并有协同增效作用。
另外柠檬酸钠等螯合盐也可增强其黏度。
CMC与其他稳定剂的协同增效效果见表一。
随着CMC技术的提高,CMC的取代度最高可达1.0以上,且取代的均匀性得到改观,CMC的耐酸、耐盐性能也得到较大的提高,CMC再也不是只有单一地应用于中性食品中,耐酸CMC现已广泛应用于酸性、高糖和含盐食品中,特别是酸性乳饮料中。
□CMC在酸性乳饮料中的应用
1.理论基础从结构式中可以看出,CMC上羧甲基羟基上的氢(Na+)在水溶液中极易离出(一般以钠盐的形式存在),故CMC在水溶液中以阴离子的形式存在,
即显负电荷,而具有两性性质的蛋白质在pH小于等电点时,其结合质子的-COO-基团的能力远大于-NH3+基团给出质子的能力而显正电荷,在牛乳中80%的蛋白质为酪蛋白,而酪蛋白的等电点在4.6左右,一般的酸性乳饮料pH在3.8~4.2,故在酸性条件下CMC与乳蛋白能以电荷相吸的方式络合,形成较为稳定的结构,且能在蛋白质周围形成保护膜,CMC的这一性能我们称之为微胶囊包埋结合特性。
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2.酸性乳饮料建议配方(1)调配型酸性乳饮料基本配方(按1000Kg计):鲜牛奶(全脂奶粉)350(33)Kg
白糖50Kg
复配甜味剂(50倍)0.9Kg
CMC3.5~1m%k7g"A1P+c
单甘酯0.35Kg
柠檬酸钠0.8Kg
柠檬酸3Kg
乳酸(80%)1.5Kg
注:1)奶粉可用部分水解蛋白代替,控制蛋白质≥1%。
2)产品最终酸度控制在50~60°T左右。
3)可溶性固形物7.5%~12%。
(2)乳酸菌饮料配方(按1000Kg计):
发酵乳350~600Kg
白糖60Kg
复配甜味剂(50倍)1Kg
CMC3.2~8Kg
单甘酯0.35Kg
柠檬酸钠1Kg
柠檬酸适量
注:用柠檬酸液调节奶液的酸度,产品最终酸度控制在60~70°T左右。
3.CMC的选择要点调配型酸奶饮料一般选择FH9和FH9特高(FVH9),FH9口感厚实,添加量0.35%~0.5%,而FH9特高较为爽口,且增调效果好,添加量为0.33%~0.45%。
乳酸菌饮料一般选择FL100、FM9和FH9特高(特殊工艺生产),FL100一般做口感厚实且保质期又长的产品,添加量0.6%~0.8%,FM9为使用最为广泛的产品,其口感厚实且产品稠度适中,产品又能达到较长的保质期,添加量0.45%~
0.6%,FH9特高做乳酸菌饮料产品厚而不腻,且添加量可少、成本较低,适合做浓稠型的乳酸菌饮料,添加量0.45%~0.6%。
4.CMC的使用方法CMC的溶解:浓度一般按0.5%~2%的水溶液溶解,,溶解前最好与5倍以上的白砂糖干法混合均匀,然后再缓缓加入到65~70℃搅拌的热水中,最好用高速混料器溶解,待CMC溶解约15~20分钟后,通过胶体磨一遍,降温至20~40℃备用。
5.酸性乳饮料的工艺注意要点原料乳(包括复原乳)的质量:做酸性乳饮料不宜选用抗生素奶、乳房炎奶、初奶、末奶四种奶,这四种奶的蛋白组分发生了很大的变化,其抗温性、耐酸、耐盐性能也较差,且影响奶液的口感。
另外,这四种奶含有大量的四种酶(脂肪酶、蛋白酶、磷酸酶、过氧化氢酶),这些酶即使140℃超高温也有10%以上的残留,在奶液贮存期间这些酶会复活。
使奶液在贮存期间出现发臭、发苦、胀气等现象,直接影响产品的货架期,一般可以用75%的酒精等量实验、煮沸实验、测定奶液的pH和滴定酸度等到来选择检测原料奶,正常牛乳75%酒精实验、煮沸实验为阴性,pH在6.4~6.8之间,酸度≤18°T,当酸度≥22°T时煮沸发生蛋白凝结,pH<6.4时多为初乳或酸败乳,pH>6.8时多为乳房炎乳或低酸度乳。
1)调配型酸性乳饮料的工艺注意要点酸奶的制备:复原乳的制备:将奶粉缓缓加入到搅拌的50~60℃的热水中(控制用水量为奶粉量的10倍以上)充分溶解15~20分钟(最好用胶体磨过一遍)后,降温至40℃备用。
按CMC的使用方法准备好CMC溶液后加入到准备好的奶液中,充分搅拌均匀,然后用水粗定量(扣除酸液所占用的水量)。
将酸液缓缓的、连续的、均匀的加入到奶液中,注意控制加酸时间在1.5~2分钟之间,加酸时间过长,蛋白质在等电点停留太久,造成蛋白变性严重影响稳定性;过短,造成酸液分散时间太短,奶液局部酸度过大,蛋白变性严重,另外注意加酸时奶液和酸液的温度不宜过高,最好控制在20~25℃之间。
均质一般采用奶液自然温度即可,控制压力18~25Mpa。
杀菌温度:后杀菌产品一般用85~90℃、25~30分钟,其他产品一般用137~140℃、3~5秒的超高温灭菌方式。
2)乳酸菌饮料的工艺注意要点测定牛乳的蛋白质含量,添加奶粉使其牛奶的蛋白质在2.9%~4.5%之间,升温至70~75℃,调节均质机压力为 18~20Mpa均质,然后用90~95℃、15~30分钟的巴氏杀菌,冷却至42~43℃后将制备好的菌种按2%~3%的量接种,搅拌10~15分钟关闭搅拌,保持恒温41~43℃发酵。
当奶液酸度达到85~100°T时停止发酵,迅速通过冷板冷却至15~20℃倒缸备用。
如果奶中蛋白质含量较低则发酵奶的乳清太多,易出现蛋白絮状物,采用90~95℃的巴氏杀菌有
利于蛋白质的适度变性,提高发酵乳的质量,若发酵温度太低或接种量偏少,将造成发酵时间太长,杂菌生长过多,影响产品的口味和货架期。
温度太高或接种子量太大,造成发酵过快,乳清析出多或产生蛋白硬块,影响产品的稳定性。
另外,在选择菌种时也可选择一次性菌种,但应尽可能选择后酸弱的菌种。
将CMC液降温至15~25℃与奶液混合均匀并用水粗定容(扣除酸液所占用的水量),然后将酸液缓缓的、连续的、均匀的加入到奶液中(最好用喷淋法加酸)。
搅拌均匀备用。
均质一般采用奶液自然温度即可,控制压力15~20Mpa。
杀菌温度:后杀菌产品一般用 85~90℃、25~30分钟,其他产品一般用110~121℃、4~5秒或95~105℃、30秒的超高温灭菌方式。