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El pegamento alimentario es un aditivo alimentario muy importante y único con las funciones de espesar, gelificar, emulsionar y suspender. Tiene muchas funciones importantes, como estabilizar la clarificación y servir como fibra dietética. Puede usarse ampliamente en alimentos congelados, bebidas, productos lácteos, condimentos, pasteles, almidón, dulces, elaboración de vino, conservación y refrigeración de alimentos, etc.
1. Características básicas del pegamento alimentario
1) Concepto
El pegamento alimentario también se denomina coloide hidrófilo e hidrosol, que puede disolverse o dispersarse en agua y Bajo ciertas condiciones, los grupos hidrofílicos en sus moléculas, como los grupos carboxilo, hidroxilo, amino y carboxilato, pueden hidratarse con moléculas de agua para formar una solución o gel viscoso y resbaladizo, que juega un papel importante en el procesamiento de alimentos. adhesión, fuerza de formación de gel, dureza, fragilidad, tirantez, emulsificación estable, suspensión y otras funciones, para que los alimentos puedan obtener diversas formas y sean duros, blandos, quebradizos, pegajosos, espesos, etc. Debido a su sabor, también es frecuente llamado espesante alimentario, adherente, agente gelificante, estabilizador, agente de suspensión, coloide, etc.
2) Composición y estructura
Los componentes principales de las gomas alimentarias son los polisacáridos o macromoléculas proteicas. Los componentes básicos de las gomas alimentarias polisacáridas son los monosacáridos y sus derivados. La estructura química es un polisacárido macromolecular formado con monosacáridos como unidades. Debido a los diferentes tipos de monosacáridos, grado de polimerización, enlace y disposición entre unidades de azúcar, sustitución de grupos hidroxilo en las unidades de azúcar, etc., se producen diferentes propiedades funcionales. reflejado principalmente en términos de solubilidad, viscosidad, características del fluido, estabilidad de la solución de gel a ácidos, álcalis y temperaturas, capacidad de formación de gel y resistencia del gel, compatibilidad de la solución de gel con otros electrolitos, pseudoplasticidad y sinergia y complementariedad entre varios polisacáridos, etc. El pegamento alimentario proteico generalmente está compuesto de aminoácidos y sus propiedades funcionales se ven directamente afectadas y restringidas por su tipo, cantidad y disposición de la estructura espacial.
2. Características funcionales del pegamento alimentario
1) Efecto gel
La función del pegamento alimentario es que los coloides hidrófilos interactúan entre sí mediante enlaces de hidrógeno y Bajo la acción de la fuerza o el puente de enlace de ciertos iones de alta valencia en la solución, sus moléculas de cadena larga se entrecruzan entre sí para formar una red continua tridimensional que enreda y fija el líquido en su interior. obteniendo una estructura fuerte y estanca para resistir la presión externa y en última instancia impedir el flujo del sistema.
El grado de entrelazamiento de la red tridimensional, el número y las propiedades de los enlaces cruzados moleculares, la atracción y repulsión mutua de las unidades que forman la red y las diferencias en las interacciones con diferentes disolventes forman la diferentes propiedades gelificantes de varios pegamentos alimentarios. Algunas gomas alimenticias no tienen propiedades gelificantes cuando están presentes solas, pero cuando se combinan con otras gomas, exhiben un efecto sinérgico de espesamiento y gelificación.
2) Efecto espesante
Casi todos los pegamentos alimentarios tienen un efecto espesante debido a la hidratación de sus moléculas. Los diferentes tipos de pegamentos alimentarios tienen diferentes propiedades espesantes y reológicas debido a sus propias estructuras. Cuanto mayor es la masa molecular relativa del mismo pegamento alimentario, mayor es la viscosidad del sistema con la misma concentración de masa.
La viscosidad de los alimentos aumenta en diversos grados a medida que aumenta su concentración, mostrando una cierta correlación positiva, pero una correlación negativa con la temperatura del sistema. Generalmente, a medida que aumenta la temperatura, la viscosidad disminuye; a medida que disminuye la temperatura, la viscosidad aumenta. La solución de pegamento alimentario se ve afectada por el electrolito, el pH y la presión del sistema y muestra patrones de cambio significativamente diferentes, que están relacionados principalmente con las diferencias estructurales de las propias moléculas de pegamento alimentario.
3) Efecto de estabilización de la emulsificación
Después de agregar pegamento alimentario a los alimentos, la viscosidad del sistema aumenta y la fase dispersa en el sistema no es fácil de agregar y condensar, lo que hace que el sistema disperso es estable y puede usarse como estabilizador de emulsificación para bebidas de frutas, espuma de cerveza, decoración de pastelería, etc., pero no es un verdadero emulsionante ni espumante. Su modo de acción no se basa en el carácter hidrófilo-lipófilo. mecanismo de equilibrio de los emulsionantes generales, pero al aumentar el espesamiento o aumentar la viscosidad de la fase acuosa se logra evitando o debilitando la tendencia de las partículas de aceite dispersas a migrar y agregarse.
4) Suspensión y dispersión
La mayoría de los pegamentos alimentarios son tensioactivos y pueden adsorberse en la superficie de la fase dispersa, lo que los hace hidrófilos y fáciles de dispersar en sistemas acuosos. Agregar pegamento alimentario al sistema alimentario puede aumentar la viscosidad. Según la ley de Stokes, cuanto mayor es la viscosidad de la fase líquida, más lenta es la velocidad de sedimentación de las partículas, lo que puede retrasar la precipitación de partículas sólidas.
5) Función de la fibra dietética
La mayoría de los pegamentos alimentarios utilizados en los alimentos también pueden desempeñar el papel funcional y sanitario de la fibra dietética.
En los últimos años, ha habido muchos informes en el país y en el extranjero sobre los efectos fisiológicos de las gomas comestibles de polisacáridos como fibras dietéticas, como la goma guar, pectina, goma konjac, quitosano y goma xantana, etc., todos los cuales tienen efectos significativos como Fibras dietéticas. Efectos fisiológicos.
Como sustituto de las grasas, el pegamento alimentario se utiliza ampliamente en la producción de alimentos bajos en grasas, alimentos terapéuticos y alimentos saludables. En la actualidad, la mayoría de los sustitutos de grasas utilizan coloide alimentario como materia prima principal o coloide alimentario como componente clave.
6) Control de la cristalización
Muchas propiedades importantes de los alimentos, como la forma, el brillo, la masticabilidad y la fundibilidad, están directamente relacionadas con la estructura cristalina.
El pegamento alimentario afecta a la cristalización de tres maneras:
① Compatibilidad: se combina con los cristales y se adhiere a la superficie de los cristales en crecimiento, cambiando el modo normal de crecimiento de los cristales
<; p> p>② Competitividad: competir con cristales para formar cristales
③ Unión: combinarse con otras sustancias, afectando así el crecimiento de los cristales.
Por lo tanto, cuando se usa en dulces, productos lácteos y alimentos congelados, puede aumentar la tasa de expansión, reducir la posibilidad de precipitación de cristales de hielo, hacer que el producto tenga un sabor delicado, mejorar la resistencia al derretimiento y la estabilidad en el almacenamiento, y mejorar la forma del sistema y la estructura organizacional.
7) Función del agente de recubrimiento y la cápsula
El pegamento alimentario se utiliza como agente de recubrimiento, que puede cubrir la superficie de los alimentos para formar una película protectora. Proteger los alimentos del contacto con el oxígeno y los microorganismos. Desempeña la función de preservar la calidad, la frescura, la fragancia o el glaseado, y también puede convertirse en películas comestibles.
Además, también se puede utilizar como cápsula exterior para envasar alimentos. Utiliza principalmente pegamentos alimentarios ionizados occidentales que contienen diferentes cargas positivas y negativas para reaccionar y formar compuestos complejos al mismo tiempo. -La membrana celular se forma para cubrir la superficie del material del núcleo y se puede liberar en el alimento a través de cambios de presión física, pH o temperatura.
8) Formación de espuma
El pegamento alimentario puede formar espuma y formar una estructura de red. La solución puede contener una gran cantidad de gas cuando se agita y la viscosidad de la superficie de la burbuja aumenta para estabilizarse. él. La estabilización de la espuma se puede lograr usando proteína para desnaturalizarla bajo calor, mezclando pegamento alimentario con almíbar caliente, revolviendo y luego enfriando, o usando la reacción de gel de carragenano, alginato de sodio o goma de algarroba para formar un producto de espuma estable.
9) Fijación de fragancia
La tecnología de inmovilización de fragancia utiliza emulsionantes apropiados para incrustar pequeñas gotas de fragancia en un sistema de emulsificación de aceite y agua, lo que puede evitar que la fragancia se pegue cuando se elimina el agua. Evaporar para evitar el deterioro oxidativo o la absorción de humedad del aire, y las gotas de esencia incrustadas se pueden disolver o dispersar eficazmente en el medio acuoso. Cuando la esencia se libera de la película incrustada, se puede obtener el mismo aroma.
El sabor se embebe en gelatina y se pone en el chicle. El sabor se libera después de masticar. La goma arábiga es actualmente el mejor portador entre todos los pegamentos alimentarios naturales u otras sustancias. La sacarosa, el almidón y sus derivados también tienen la función de fijar los sabores, pero el efecto es inferior a la goma arábiga.
10) Efectos multiplicadores
Muchos pegamentos alimentarios tienen efectos sinérgicos bastante evidentes. Varios pegamentos alimentarios individuales tienen ciertos defectos durante el uso, lo que dificulta satisfacer las necesidades de las personas y adaptarse a la competencia del mercado cada vez más feroz. Mediante la combinación, se pueden ejercer las funciones complementarias de varios pegamentos alimentarios para producir el efecto sinérgico "l+1>2". puede satisfacer las diferentes necesidades de la producción de alimentos, ampliar el alcance de uso del pegamento alimentario y mejorar la función de uso.
11) Efecto de estabilización y retención de agua
El pegamento alimentario tiene un polímero hidrófilo y exhibe un fuerte efecto hidrófilo, lo que puede mejorar eficazmente el problema de sinéresis en la producción o almacenamiento de alimentos, y también puede Mejora la estructura y textura de masticación.
12) Otras funciones
El pegamento alimentario también tiene otras propiedades funcionales, como adherencia, inflado, sustituto de grasa, saborizante, etc., y se utiliza en muchos alimentos. Desempeña un papel importante papel en el procesamiento y la mejora. Las investigaciones muestran que, bajo ciertas condiciones, el pegamento alimentario puede adsorberse en múltiples cuerpos de medios de dispersión al mismo tiempo para provocar que se aglomeren y puede enmascarar algunos malos olores.
3. Mecanismo de características funcionales
1) Efecto físico
La estructura molecular del pegamento alimentario contiene muchos grupos hidrofílicos, como grupos hidroxilo, carboxilo y amino. , grupos carboxilato, etc., se dispersan uniformemente en la solución después de la hidratación, formando una solución coloidal viscosa, que ralentiza el movimiento de las moléculas de proteínas, reduce la probabilidad de que las moléculas de proteínas se combinen entre sí y la velocidad de sedimentación, para que puedan estar suspendido de manera uniforme y estable en el sistema. Al mismo tiempo, también puede estabilizar los tejidos suspendidos, limitar la actividad de los iones metálicos y evitar la agregación y precipitación de ingredientes alimentarios.
2) Efectos químicos
Las macromoléculas del pegamento alimentario contienen grupos hidroxilo, grupos carboxilo, grupos alcoxi, átomos de oxígeno en enlaces glicosídicos y átomos de nitrógeno en enlaces peptídicos. La capa exterior contiene sp3. En la órbita híbrida, los pares de electrones solitarios no utilizados en la órbita pueden combinarse con los iones de hidrógeno parcialmente cargados positivamente de las moléculas de agua para formar enlaces de hidrógeno. La fuerza de enlace de los enlaces de hidrógeno es extremadamente fuerte cuando es mayor que la cohesión entre las cadenas moleculares del pegamento alimentario. , el alimento La cadena molecular del pegamento se estira y las moléculas del pegamento alimentario se combinan con el agua para formar largas cadenas moleculares, que se disuelven y dispersan en agua para formar un sistema termodinámicamente estable.
Las moléculas de pegamento alimentario se estiran para exponer completamente varios grupos. Cada grupo polar y las moléculas de agua polares se restringen entre sí mediante enlaces de hidrógeno o fuerzas dipolares para formar una película de agua interna. El agua de la capa interior se asocia entonces con el agua de la capa exterior. Las moléculas de sol extremadamente grandes sirven como esqueleto y se une una gran cantidad de agua, lo que impide el libre movimiento del medio, lo que da lugar a una resistencia al flujo laminar. mostrando viscosidad.
4. Aplicación de pegamento comestible en la industria alimentaria
1) Aplicación en productos cárnicos
Añadir pegamento alimentario a productos cárnicos no solo puede mejorar la calidad de la carne La calidad comestible del producto, como el color, el sabor, la textura, la retención de agua y otras propiedades funcionales, también puede reducir los costos de producción y tiene enormes perspectivas de aplicación en el mercado y valor de producción real.
La aplicación de carragenina en embutidos de jamón picados a alta temperatura puede mejorar la textura y la capacidad de corte del producto, mejorar la gelificación de las proteínas cárnicas, mejorar la retención de agua, reducir la untuosidad, etc.
2) Aplicación en alimentos congelados
El pegamento alimentario se añade a los alimentos congelados para aumentar la viscosidad, mejorar la gelabilidad, prevenir o inhibir el crecimiento de partículas de cristales de hielo y retrasar la aparición de residuos de hielo. mejorar el sabor, la estructura interna y la apariencia, mejorar la estabilidad del sistema y la resistencia a la fusión.
3) Aplicación en caramelos de gel
Los caramelos de gel son masticables, masticables, no pegajosos, no propensos a las caries, tienen poco dulzor y pocas calorías, etc. Características, se ha convertido un nuevo punto caliente en el desarrollo de dulces. Los alimentos con partículas coloidales lineales se seleccionan para formar una estructura de red de grandes huecos, lo que hace que la gomita sea elástica y resistente al absorber más rellenos.
4) Aplicación en bebidas y alimentos
La goma agar y la goma xantana son buenos espesantes y estabilizadores de suspensión para bebidas y alimentos. Se utilizan en pequeñas cantidades y se pueden utilizar en bajas concentraciones. Puede lograr la viscosidad y la fuerza de suspensión requeridas y se ve relativamente menos afectado por la temperatura y el valor de pH. Puede mantener la estabilidad relativa de la viscosidad y la fuerza de suspensión a temperatura ambiente y mantener el sabor y la apariencia de bebidas y alimentos. Las investigaciones informan que la aplicación de alginato de propilenglicol al 0,1% al jugo no solo puede mejorar la estabilidad de la pulpa, hacer que el jugo sea más espeso y de mejor sabor, sino también estabilizar los componentes del aceite en el jugo.
5. Perspectivas
El desarrollo del pegamento alimentario en China se encuentra en general todavía en sus primeras etapas. Con la actual tendencia de desarrollo de aditivos alimentarios "naturales, nutritivos y multifuncionales" y la aplicación madura de la biotecnología moderna (como la ingeniería enzimática y la ingeniería genética), será posible el desarrollo integral de la eficacia de los pegamentos alimentarios.