魔芋精粉与黄原胶的协同增效作用及应用研究

陈运中  武汉食品工业学院   430022

  摘要  本文对魔芋精粉与常用增稠剂黄原胶、瓜尔豆胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、明胶间互混的协同增稠作用进行了研究，结果发现；魔芋精粉与黄原胶有强烈地协同增效作用。并对所制的复合胶进行应用研究。

关键词  魔芋精粉  黄原胶  协同增效应用  研究

英文摘要略

    魔芋精粉（Konjac powder）是天南星科魔芋属（Amorphophallus Blume）植物的块茎经加工提取的初级产品，其有效化学成分是葡甘露聚糖（Glucomannose），因其是有水溶、增稠、稳定、悬浮、胶凝、成膜、粘接等多种功能特性和具有降血脂、降血糖、减肥、通便等医疗保健作用而被广泛应用，已成为出口创汇产品，在云、贵、川、湘、鄂、陕等省魔芋产业化已成为山区脱贫致富的重要途径之一^[1]。本文仅从魔芋精粉的增稠特性出发，与常用增稠剂、乳化剂的混合使用情况，协同增稠效果进行比较研究，筛选出最佳配伍（增稠效果好价格低）。并根据此研制出冰淇淋复合乳化稳定剂，在冰淇淋生产中应用取得满意效果。为魔芋精粉扩大运用领域提供理论依据。

1  实验材料及仪器

1.1  实验材料

魔芋精粉：一级粉、淡黄色、湖北省恩施市生产提供，属花魔芋（Amorphophallus konjac）精粉。黄原胶、瓜尔豆胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、明胶、单甘酯、蔗糖脂肪酸酯。均为食品级，均从武汉食品化工原料公司购买。

1.2  实验仪器

秒表

涂-4粘度计QND-4A型，天津材料试验机厂。

电热恒温水浴

多功能食物处理器

光电分析天平、冰箱

2  实验方法

用纯水配制成0.5%的浓度，观察每一种增稠剂在水中的分散溶解特性，在规定温度下涂-4粘度计测流速，来判别每一种增稠剂单独使用时的粘稠度。

用不同组分的0.5%浓度的溶液按一定比例与魔芋精粉溶液混合，用多功能食物处理器搅拌混匀后，用涂-4杯测流速，以此来判断其协同增稠作用的效果。

3  实验结果及讨论

3.1  魔芋精粉水溶液的一般特性

如表1所示，魔芋精粉在常温冷水中30min能全部分散，但不能完全溶胀，水溶液呈中性，其粘稠度（0.5%浓度）在所选用的六种增稠剂中居第三。

 

 

表1  魔芋精粉与常用稠增稠剂的性能比较

注：CMC：Carboxy Methyl Cellulose

说明：20℃时粘度是在充分溶胀后取均匀溶液测定的。70℃热粘度和2℃时的冷粘度是分别取充分溶胀后的溶液经加热或冷却至所需温度测定的。20℃时纯水的粘度是10s。

3.2  魔芋精粉与其它常用增稠剂的协同增效作用。

取0.5%魔芋精粉溶液分别与同体积（即体积比1∶1）0.5%浓度的其它增稠剂溶液在多功能食物处理中搅拌 2min，然后在常温下用涂-4杯测流速，其结果如表2所示，魔芋精粉与黄原胶之间有显著的协同增稠作用，与其它增稠剂间的协同增效作用均不显著。与瓜儿豆胶、海藻酸钠复配使用可适当增加稠度。

同时，还做了其它5种增稠剂两组分间的协同增稠实验，结果如表3所示，仅黄原胶与魔芋精粉、瓜尔豆胶之间有显著的协同增稠作用，但黄原胶与魔芋精粉间的协同增效作用更强烈。

表2  魔芋精粉与其它增稠剂两组分间的协同作用

序号	组分	常温下粘稠度（s）
1+5	魔芋精粉+CMC-Na	16
1+4	魔芋精粉+瓜尔豆胶	21.4
1+3	魔芋精粉+黄原胶	120s以上
1+2	魔芋精粉+海藻酸钠	17
1+6	魔芋精粉+明胶	12.6

表3  黄原胶与其它增稠剂两组分间的协同作用

         

序号	组分	常温下粘稠度（s）
3+2	黄原胶+海藻酸钠	34.3
3+4	黄原胶+瓜尔豆胶	96
3+5	黄原胶+ CMC-Na	27.4
3+6	黄原胶+明胶	18

通过实验发现魔芋精粉与黄原胶可以在1∶10至10∶1的范围内以任意比例混合，均有显著的协同增效作用，且以1∶1的比例其复合胶稠度最大，协同增效作用最强烈。瓜尔豆胶与黄原胶间也有相似的协同增效作用。

3.3  魔芋精粉与黄原胶、瓜尔豆胶三组分间的协同增效作用

鉴于瓜尔豆胶价格便宜，使用量大，用户广，为扩大魔芋精粉有使用对象，同时考察复合胶的成本，对魔芋精粉、黄原胶、瓜尔豆胶三组分间的协同增效作用进行了实验，结果发现（如表4）三者之间产生协同增效作用。这为魔芋精粉扩大使用范围提供了机遇。

 

                      3.5  魔芋精粉与黄原胶间协同增剂作用的机理

魔芋精粉与黄原胶间产生强烈的协同增剂作用，这与魔芋葡甘聚糖和黄原胶的化学组成，分子结构紧密相关。如表5所示，魔芋葡甘聚糖由D-葡萄糖、D-甘露糖组成，黄原胶由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸组成，它们化学组成相似，更重要的是它们分子结构上的相互作用，黄原胶分子以双螺旋结构存在，魔芋葡甘聚糖分子平滑，没有分支链的部分与黄原胶分子的双螺旋结构以次级键形式相互结合形成三维网状结构，从而产生强烈的协同增效作用。

表4   魔芋精粉与黄原胶、瓜尔豆胶三组分间的协同增效作用

                  

组分	比例	常温下粘稠度（s）
魔芋精粉/黄原胶/瓜尔豆胶	1∶1	120s以上
魔芋精粉/黄原胶/瓜尔豆胶	10∶2∶10	流不动，无法测定

表5   魔芋精粉与其它几种增稠剂有效成分的化学组成

品名	基本结构单元的化学组成
魔芋葡甘聚糖	D-葡萄糖，D-甘露糖
黄原胶	D-葡萄糖，D-甘露糖，D-葡萄糖醛酸
瓜尔豆胶	D-甘露糖，D-半乳糖
CMC-Na	羧甲基纤维素钠
明胶	氨基酸

4  应用研究

冰淇淋复合乳化稳定剂的研制及应用：魔芋精粉、黄原胶、瓜尔豆胶按一定比例配成三元复合胶，并添加一定比例的单甘酯、蔗糖酸形成冰淇淋复合乳化稳定剂，在武汉冷冻一厂，湖北仙桃师范冷饮厂试用，使用效果十分满意。该产品固体粉末状，集乳化、稳定于一体，代替传统冰淇淋配方中的单一乳化剂、稳定剂，从而使冰淇淋生产工艺趋于简单，减少生产操作程序，缩短老化时间，降低生产成本。使用量0.25%～0.35%膨胀率达100%，口感细腻滑爽，抗收缩，抗融化，耐受储运过程中的温度波动。

根据魔芋精粉与黄原胶复合胶随着浓度的增高，其凝胶强度相应增强，该复合胶在弱酸性条件下（pH5左右）有最强的协同作用，复合胶形成的凝胶为热可逆性凝胶，在室温下至40℃呈固态，在50℃以上呈半固态或液态，冷却至室温又呈固态。根据这一特性，可以采用不同浓度的复合胶和调节不同的pH值，可以制作沙拉、果冻、布丁、果酱、无脂肪糖果等多种食品。

5  结论

5.1  魔芋精粉与黄原胶之间产生强烈地协同增稠作用，在1∶10至10∶1的比例内均有协同增效作用，且在1∶1比例时协同增效作用最显著。这与魔芋葡甘聚糖与黄原胶的分子结构相互作用有关。

5.2  魔芋精粉与黄原胶在一定范围内可以任意比例配成复合胶，可广泛用于冰淇淋、面类制品、果冻、布丁、果酱等多种食品。

 

参考文献

1  刘佩瑛等，中国魔芋科学技术的研究和应用，西南农业大学学报增刊，1995，11，1～13