又稱膠凝劑,是一種能增加膠乳,、液體黏度的物質(zhì),,用于食品時(shí)又稱糊料。增稠劑可以提高物系黏度,,使物系保持均勻穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)或乳濁狀態(tài),或形成凝膠,;大多數(shù)增稠劑兼具乳化作用,。可分為天然和合成兩大類,。天然品大多數(shù)從含多糖類黏性物質(zhì)的植物和海藻類制取,,如淀粉,、阿拉伯膠、果膠,、瓊脂,、明膠、海藻膠,、角叉膠,、糊精等,通用明膠,、可溶性淀粉,、多糖衍生物等可用于化妝品;合成品有羧甲基纖維素,、丙二醇藻蛋白酸酯,、甲基纖維素、淀粉磷酸鈉,、羧甲基纖維素鈉,、藻蛋白酸鈉、酪蛋白,、聚丙烯酸鈉,、聚氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮等,。
增稠劑廣泛用于食品(如在調(diào)味醬,、果醬、冰淇淋,、罐頭等中添加提高食品黏度或形成凝膠的食品添加劑),、化妝品、洗滌劑,、乳膠,、印染、醫(yī)藥,、橡膠,、涂料等。
增稠劑是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一類新型功能高分子材料,,主要用于提高產(chǎn)品的黏度或稠度,,具有用量小、增稠明顯,、使用方便等特點(diǎn),,被廣泛地應(yīng)用于制藥、印染、化妝品,、食品添加劑,、采油、造紙,、皮革加工等行業(yè)中,。
工業(yè)增稠劑起源于20世紀(jì),1953年,,Coodrich公司首先將第一種完全由人工合成的增稠劑——聚丙烯酸類增稠劑引入市場(chǎng),。20世紀(jì)60年代,國(guó)外開始將聚丙烯酸鈉應(yīng)用于食品方面,。目前,,W/O型聚丙烯酸膠乳作為水相增稠劑已經(jīng)廣泛應(yīng)用到紡織印花漿、染整和工業(yè)涂料等領(lǐng)域,。
20世紀(jì)70年代中期,,我國(guó)開始了合成增稠劑的研究工作。近年來(lái),,國(guó)內(nèi)已經(jīng)研究開發(fā)成功一些合成增稠劑,,它們大部分屬陰離子型合成增稠劑,如中科大研制的合成增稠劑KG-201以及沈陽(yáng)化工院研制的合成增稠劑PF,。交聯(lián)型聚丙烯酸膠乳作為涂料印花增稠劑得到廣泛應(yīng)用,,但是這類陰離子型增稠劑仍存在一些缺陷,如耐電解質(zhì)性能,、色漿觸變性,、印花時(shí)得色量等均不十分理想。20世紀(jì)80年代,,聚氨酯締合型增稠劑相繼發(fā)展起來(lái),。但目前,世界上只有ICI,、DuPont,、SunChemical、KYK等少數(shù)幾家國(guó)際知名的大公司生產(chǎn)這種產(chǎn)品,,其生產(chǎn)技術(shù)受到嚴(yán)密封鎖,,產(chǎn)品以壟斷價(jià)格出售。我國(guó)對(duì)水性聚氨酯增稠劑的研究起步較晚,,近年來(lái)國(guó)內(nèi)也模仿國(guó)外品種,,開發(fā)了一些產(chǎn)品,不過(guò)效果不理想,,產(chǎn)品也未系列化,,只能應(yīng)用于一些低檔產(chǎn)品中,。
能夠作為增稠劑的物質(zhì)很多,最常使用的增稠劑約有40余種?,F(xiàn)行國(guó)標(biāo)《GB2760-2014食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》中共收錄的增稠劑有55種,其分類有以下多種方式,。
按增稠劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成分類,,可將其分為多糖和多肽兩大類。其中多糖類增稠劑包括淀粉類,、纖維素類,、果膠類、海藻酸類等,,該類物質(zhì)廣泛分布于自然界中,。多肽類增稠劑主要有明膠、酪蛋白酸鈉和干酪素等,,這類物質(zhì)來(lái)源有限,,價(jià)格偏高,應(yīng)用較少,。
按增稠劑的離子性質(zhì)也可將其分為兩大類,,即離子增稠劑,如海藻酸,、羧甲基纖維素鈉和淀粉等,;非離子型增稠劑,如丙二醇海藻酸鈉,、羥丙基淀粉等,。
按增稠劑的來(lái)源可分為天然增稠劑和合成增稠劑兩大類。其中,,天然增稠劑還可進(jìn)一步分為動(dòng)物性增稠劑(明膠,、酪蛋白酸鈉等)、植物性增稠劑(瓜兒豆膠,、阿拉伯膠,、果膠、瓊脂,、卡拉膠等),、微生物增稠劑(黃原膠、結(jié)冷膠等)及酶處理增稠劑(酶水解瓜兒豆膠,、酶處理淀粉等)四大類,。合成增稠劑主要為改性淀粉、改性纖維素,、丙二醇海藻酸酯和黃原膠等,。
按增稠劑相對(duì)分子質(zhì)量分類,,有低分子增稠劑和高分子增稠劑:其中,低分子增稠劑和高分子增稠劑還可進(jìn)一步按其分子中所含功能基團(tuán)分類,,主要有無(wú)機(jī)增稠劑,、纖維素類、脂肪醇,、脂肪酸類,、醚類、聚丙烯酸酯和締合型聚氨酯增稠劑類等,。下面按相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)增稠劑逐一進(jìn)行介紹:
(1)無(wú)機(jī)鹽類增稠劑
用無(wú)機(jī)鹽(如氯化鈉,、氯化鉀、氯化銨,、單乙醇胺氯化物,、二乙醇胺氯化物、硫酸鈉,、磷酸鈉,、磷酸二鈉和三磷酸五鈉等)做增稠劑的體系,一般是表面活性劑水溶液體系,,最常用的無(wú)機(jī)鹽增稠劑是氯化鈉,,增稠效果明顯。
(2)脂肪醇,、脂肪酸類增稠劑
脂肪醇,、脂肪酸(如月桂醇、肉豆蔻醇,、癸醇,、己醇、辛醇,、鯨蠟醇,、硬脂醇、山崳醇,、月桂酸,、亞油酸、亞麻酸,、肉豆蔻酸,、硬脂酸等)是帶極性的有機(jī)物,可以把它們看成非離子表面活性劑,,它們既有親油基團(tuán),,又有親水基團(tuán)。少量該類有機(jī)物的存在對(duì)表面活性劑的表面張力等性質(zhì)有顯著影響,,其作用大小是隨碳鏈加長(zhǎng)而增大,,一般來(lái)說(shuō)呈線性變化關(guān)系,。
(3)烷醇酰胺類增稠劑
烷醇酰胺能在電解質(zhì)存在下,進(jìn)行增稠并且能達(dá)到最佳效果,。各種不同的烷醇酰胺在性能上有很大差異,,最常用的是椰油二乙醇酰胺。在單獨(dú)使用和復(fù)配使用時(shí)效果不一樣,。這類增稠劑的缺點(diǎn)是烷醇酰胺的雜質(zhì)中有游離胺,,是亞硝胺的潛在來(lái)源。
(4)醚類增稠劑
這類增稠劑屬于非離子增稠劑,,一般以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(AES)為主,通常情況下,,僅用無(wú)機(jī)鹽即能調(diào)成合適的黏度,。另外其增稠效果與產(chǎn)物中所含未反應(yīng)的醇及同系物的分布寬窄有很大關(guān)系。同系物的分布愈窄,,其增稠效果愈大,。
(5)酯類增稠劑
這類增稠劑也屬于非離子增稠劑,主要用于表面活性劑水溶液體系中,。其優(yōu)點(diǎn)是不容易水解,,在寬的pH和溫度范圍內(nèi)黏度穩(wěn)定。目前最常用的是PEG-150二硬脂酸酯,。
(6)氧化胺增稠劑
氧化胺是極性的非離子表面活性劑,,具有增稠作用。其特征表現(xiàn)為:在中性或堿性條件下,,氧化胺在水溶液中以不電離的水化物存在,,顯示非離子性;在酸性溶液中,,它顯示弱的陽(yáng)離子性,。當(dāng)溶液pH值<3時(shí),氧化胺的陽(yáng)離子性尤為明顯,。因此它可以在不同的條件下與陽(yáng)離子,、陰離子、非離子和兩性離子等表面活性劑很好配伍并顯示協(xié)同效應(yīng),。氧化胺常用于化妝品方面的增稠,。
(7)其它增稠劑
少數(shù)甜菜堿和皂類也能作增稠劑,皂類可用于棒狀化妝品中的增稠,,甜菜堿主要用于表面活性劑水體系中,。
(1)無(wú)機(jī)增稠劑
無(wú)機(jī)增稠劑是一類吸水膨脹而形成觸變性的凝膠礦物。主要有膨潤(rùn)土,、凹凸棒土,、硅酸鋁等,,其中膨潤(rùn)土最為常用。現(xiàn)在人們正在研究用無(wú)機(jī)物和其它物質(zhì)復(fù)合合成增稠劑,,如MChtourou等人正在研究用銨鹽的有機(jī)衍生物和類屬蒙脫石的突尼斯黏土合成增稠劑,,并且有了很大的進(jìn)展。
(2)纖維素類增稠劑
纖維素類增稠劑的使用歷史較長(zhǎng),,品種也很多,,有甲基纖維素、羧甲基纖維素,、羥乙基纖維素,、羥丙基甲基纖維素等,廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域,。纖維素類增稠劑通過(guò)水合膨脹的長(zhǎng)鏈而增稠,,其體系表現(xiàn)明顯的假塑性流變形態(tài)。
(3)聚丙烯酸類增稠劑
聚丙烯酸類增稠劑屬陰離子型增稠劑,,是目前應(yīng)用比較廣泛的合成增稠劑,,尤其在印染方面。一般由3種或更多的單體聚合而成,,主單體一般為羧酸類單體,,如丙烯酸、馬來(lái)酸或馬來(lái)酸酐,、甲基丙烯酸等,;第二單體一般為丙烯酸酯或苯乙烯;第三單體是具有交聯(lián)作用的單體,,例如N,,N-亞甲基雙丙烯酰胺、雙丙烯酸丁二酯或鄰苯二甲酸二丙烯酯等,。
(4)聚氨酯類增稠劑
聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯,,是分子結(jié)構(gòu)中含有—NHCOO—單元的高分子化合物??赏ㄟ^(guò)二異氰酸酯和聚乙二醇在封端劑的存在下合成,,聚氨酯類增稠劑是近年來(lái)新開發(fā)的締合型增稠劑,是分子量相對(duì)較低的水溶性聚氨酯,。分子結(jié)構(gòu)中有親水部分也有親油部分,,呈現(xiàn)出一定的表面活性。
(5)天然膠增稠劑
天然膠主要有膠原蛋白類和聚多糖類,,但是作為增稠劑的天然膠主要是聚多糖類,。
(6)聚氧乙烯類增稠劑
一般把相對(duì)分子質(zhì)量>2.5×104的產(chǎn)品稱作聚氧乙烯,而<2.5×104的稱作聚乙二醇,,增稠機(jī)理主要與高分子聚合物鏈有關(guān),。聚氧乙烯的水溶液在紫外線,、強(qiáng)酸和過(guò)渡金屬離子(特別是Fe3 、Cr3 和Ni2 )作用下會(huì)自動(dòng)氧化降解,,失去其黏度,。
(7)其它增稠劑
PVM/MA癸二烯交聯(lián)聚合物(聚乙烯甲基醚/丙烯酸甲酯與癸二烯的交聯(lián)聚合物)是新的一族增稠劑,能配制成透明定型凝膠,、噴發(fā)膠和乳膠,,可用于增稠醇類溶液、甘油和其它非水體系,。
用無(wú)機(jī)鹽來(lái)做增稠劑的體系一般是表面活性劑水溶液體系,,表面活性劑在水溶液中形成膠束,電解質(zhì)的存在使膠束的締合數(shù)增加,,導(dǎo)致球形膠束向棒狀膠束轉(zhuǎn)化,,使運(yùn)動(dòng)阻力增大,從而使體系的黏稠度增加,。
但當(dāng)電解質(zhì)過(guò)量時(shí)會(huì)影響膠束結(jié)構(gòu),降低運(yùn)動(dòng)阻力,,從而使體系黏稠度降低,,這就是所說(shuō)的“鹽析”。因此電解質(zhì)加入量一般質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~2%,,而且和他類型的增稠劑共同作用,,使體系更加穩(wěn)定。
纖維素類增稠劑的增稠機(jī)理是:纖維素增稠劑分子的疏水主鏈與周圍水分子通過(guò)氫鍵締合,,提高了聚合物本身的流體體積,,減少了顆粒自由活動(dòng)的空間,從而提高了體系黏度,。也可以通過(guò)分子鏈的纏繞實(shí)現(xiàn)黏度的提高,,表現(xiàn)為在靜態(tài)和低剪切有高黏度,在高剪切下為低黏度,。這是因?yàn)殪o態(tài)或低剪切速度時(shí),,纖維素分子鏈處于無(wú)序狀態(tài)而使體系呈現(xiàn)高黏性;而在高剪切速度時(shí),,分子平行于流動(dòng)方向作有序排列,,易于相互滑動(dòng),所以體系黏度下降,。
天然膠增稠劑增稠機(jī)理是通過(guò)聚多糖中糖單元含有3個(gè)羥基與水分子相互作用形成三維水化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),,從而達(dá)到增稠的效果。
增稠劑的品種繁多,,其制備方法因品種不同而有所差異,。一般情況下,,低分子增稠劑的制備比較簡(jiǎn)單,例如低分子無(wú)機(jī)增稠劑與表面活性劑配合增稠,;醚類/氧化胺增稠劑通過(guò)氧化反應(yīng)制得,;酯類增稠劑可通過(guò)直接酯化得到等。而高分子增稠劑占據(jù)的市場(chǎng)比例較大,,除無(wú)機(jī)高分子增稠劑與天然高分子增稠劑外,,大多是通過(guò)乳液聚合、反相乳液聚合制備的,,也有少數(shù)采用溶液聚合,、本體聚合和沉淀聚合制備。
溶液聚合是指溶于某種溶劑的單體和引發(fā)劑等的聚合過(guò)程,,其組成成分通常是聚合單體,、油溶性/水溶性引發(fā)劑、溶劑/水,。
溶液聚合法以聚丙烯酸增稠劑的制備研究為主,。特點(diǎn)就是制備過(guò)程中需要大量的溶劑溶解聚合物,這類溶劑大多不溶于水,,且后期需要進(jìn)行回收處理,。因此,成本較高,,而且不利于環(huán)境保護(hù),。
本體聚合即在熱源(光、熱,、輻射能等)的作用下,,不加或加少量引發(fā)劑/催化劑引發(fā)/加快單體自身聚合的過(guò)程。該方法對(duì)單體的要求較小,,且無(wú)需溶劑溶解,,得到的產(chǎn)品具有雜質(zhì)少,純度高,。近幾年,,有學(xué)者開始采用本體聚合(兩步法)制備締合型聚氨酯增稠劑,先本體聚合聚氨酯預(yù)聚體,,最終用長(zhǎng)鏈脂肪醇封端,,獲得產(chǎn)品。
乳液聚合是指單體在機(jī)械攪拌下,,借助乳化劑使單體均勻地分散在水中形成乳液,,再添加引發(fā)劑引發(fā)單體聚合。
乳液聚合法可以適應(yīng)較高的反應(yīng)速度,并獲得的聚合物分子量較高,,生產(chǎn)容易控制,,殘留單體容易去除,基于這些優(yōu)點(diǎn),,該制備法的研究發(fā)展較快,。丙烯酸類增稠劑的增稠和懸浮性能優(yōu)異,不僅如此,,幾乎與所有的非離子,、陰離子、兩性表面活性劑以及多種陽(yáng)離子聚合物配合使用,,因此受到研究學(xué)者的青睞,。
反相乳液聚合是指在乳化劑作用下,不溶于水的有機(jī)溶劑與水溶性單體在水中形成油包水型乳液而進(jìn)行的聚合,。
此法速率快,、條件溫和,得到高分子量且較純凈的產(chǎn)品,。無(wú)論是增稠效果,,還是耐電解質(zhì)性能,其產(chǎn)品均優(yōu)于乳液聚合產(chǎn)品,。
反相乳液聚合法與乳液聚合法制備的增稠劑類型相似,,以聚丙烯酸類增稠劑為主,相對(duì)于乳液聚合,,反相乳液聚合法更適合制備耐電解質(zhì)增稠劑,在反相乳液聚合的基礎(chǔ)上引入新技術(shù),,如通過(guò)輻射聚合制備印花增稠劑,,使聚合速率可以人為控制,避免反應(yīng)過(guò)快,。
沉淀法制備增稠劑的研究較少,,通常是在有機(jī)溶劑(苯、甲苯或烷烴等)與丙烯酸單體混合液中,,加沉淀劑制備前驅(qū)體沉淀物,,再將前驅(qū)體進(jìn)行干燥或鍛燒的過(guò)程。
與反相乳液聚合法相比,,沉淀聚合的產(chǎn)品增稠性能較差,,對(duì)電解質(zhì)敏感,若在聚合物中引入一些共聚單體(如甲基丙烯酸十八烷基酯),,可提高其耐電解質(zhì)性,。
增稠劑的用途相當(dāng)廣泛,目前應(yīng)用研究已經(jīng)深入到印染紡織,、水性涂料,、醫(yī)藥,、食品加工和日常用品等方面。
紡織品及涂料印花要獲得良好的印制效果和質(zhì)量,,很大程度上取決于印花色漿的性能,,其中增稠劑的性能起著至關(guān)重要的作用。加入增稠劑可使印花產(chǎn)品給色量高,,印花輪廓清晰,,色澤鮮艷飽滿,提高產(chǎn)品的透網(wǎng)性和觸變性,,給印染企業(yè)創(chuàng)造更大的利潤(rùn)空間,,如研究者常對(duì)真絲織物進(jìn)行上漿預(yù)處理,即在其表面均勻地覆蓋一層糊料,,通過(guò)阻塞纖維的縫隙來(lái)解決滲化問題,,已取得一定的成效。印花色漿的增稠劑過(guò)去多用天然淀粉或海藻酸鈉,,由于天然淀粉成糊困難,、海藻酸鈉價(jià)格較貴等原因,現(xiàn)在逐漸被丙烯酸型印染增稠劑所代替,。而陰離子型聚丙烯酸類是增稠效果最好的,,也是目前應(yīng)用范圍最廣泛的增稠劑,,但是這類增稠劑仍然存在缺陷,,如耐電解質(zhì)性能、色漿觸變性、印花時(shí)得色量等均不十分理想。改進(jìn)的方法是在其親水主鏈上引入少量疏水性基團(tuán),,從而合成締合型增稠劑,。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的印花增稠劑根據(jù)原料和制備方法不同,可分為天然增稠劑、乳化增稠劑和合成增稠劑,其中合成增稠劑中的反相聚合產(chǎn)品占目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的大多數(shù),因?yàn)槠涔毯靠梢愿哂?0%以上,增稠效果非常好,。
涂料的主要功能是裝飾及保護(hù)被涂物。適當(dāng)?shù)丶尤朐龀韯梢杂行У馗淖兺苛象w系的流體特性,使之具有觸變性,,從而賦予涂料良好的貯存穩(wěn)定性和施工性。好的增稠劑要達(dá)到如下要求:貯存時(shí)提高涂料黏度、抑制涂料的分離,,高速涂裝時(shí)要降低黏度,,涂裝后提高涂膜的黏度、防止流掛現(xiàn)象的發(fā)生等。傳統(tǒng)的增稠劑經(jīng)常使用水溶性的聚合物,,例如,,纖維素衍生物中的高分子羥乙基纖維素(HEC)等。SEM資料顯示聚合增稠劑還可在紙制品涂膜過(guò)程中控制水分的保留,,增稠劑的存在可使涂料紙表面呈現(xiàn)光滑和均勻。尤其是溶脹型乳液(HASE)增稠劑有優(yōu)秀的抗飛濺能力,可以和其它種類增稠劑聯(lián)合使用,,大大減輕涂料紙表面的粗糙度。
例如乳膠漆在生產(chǎn),、運(yùn)輸,、貯存、施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到分水的問題,,雖然可以通過(guò)提高乳膠漆的黏度及提高分散性來(lái)延緩分水,,但是這樣的調(diào)節(jié)作用往往有限,更重要的還是通過(guò)增稠劑的選擇及其配用來(lái)解決這個(gè)問題,。
迄今世界上用于食品工業(yè)的食品增稠劑已有60余種,,主要用來(lái)改善和穩(wěn)定食品的物理性質(zhì)或形態(tài)、增加食品的黏度,、賦予食品黏滑適口的口感,,并起到增稠、穩(wěn)定,、均質(zhì),、乳化凝膠、掩蔽、矯味,、增香,、增甜等作用,。增稠劑種類很多,分天然和化學(xué)合成兩類,。天然增稠劑主要從動(dòng)植物中獲取,,化學(xué)合成的增稠劑有CMC-Na,、藻酸丙二酯等。
食品增稠劑是食品工業(yè)中最重要的輔料之一,,它在食品加工中主要起穩(wěn)定食品形態(tài)的作用,如保持懸浮漿液穩(wěn)定、光潔程度穩(wěn)定,、乳化體系穩(wěn)定等。此外,,它可以改善食品的觸感及加工食品的色、香,、味以及料液等狀態(tài)的穩(wěn)定性,。增稠劑在食品中的突出作用主要表現(xiàn)為:
(1)增稠、分散和穩(wěn)定作用
食用增稠劑都是親水性的高分子物質(zhì),。溶于水中有很大的黏度,,使體系具有稠厚感。黏度增加后,,體系中的分散相不容易聚集和凝聚,,因而可以使分散體系穩(wěn)定。大多增稠劑具有表面活性劑的功能,,可以吸附于分散相的表面,,使其具有一定的親水性而易于在水系中分散。增稠劑的分子量分布,、濃度,、溶液的溫度、pH值機(jī)剪切速率都會(huì)對(duì)溶液的黏度產(chǎn)生影響,。
(2)膠凝作用
有些增稠劑,,如明膠、瓊脂等溶液,,在溫?zé)釛l件下為黏稠流體,,當(dāng)溫度降低時(shí),溶液分子連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),,溶劑和其他分散介質(zhì)全部被包含在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之中,,整個(gè)體系形成了沒有流動(dòng)性的半固體,即凝膠,。很多食品的加工恰是利用了增稠劑的這個(gè)特性,如果凍,、奶凍等,。有些離子型的水溶性高分子增稠劑,如海藻酸鈉,,在有高價(jià)離子的存在下可以形成凝膠,,而與溫度沒有關(guān)系。這為許多特色食品的加工帶來(lái)了方便和幫助,。值得關(guān)注的是,,并不是所有的食品增稠劑都能形成凝膠,且它們的凝膠性應(yīng)用于食品體系中也是不能互相代替的,,原因在于各種增稠劑的成膠模式,、質(zhì)量、穩(wěn)定性,、口感極可接受性等特性并不完全相同,。
(3)凝聚澄清作用
大多增稠劑屬于高分子材料物質(zhì)。在一定條件下,,可同時(shí)吸附多個(gè)分散介質(zhì)使其聚集和被分離,,而達(dá)到純化或凈化的目的。如在果汁中加入少量的明膠,,就可以得到澄清的果汁,。
(4)保水作用
持水性增稠劑都是親水性高分子,本身有較強(qiáng)的吸水性,,將其添加于食品后,,可以使食品保持一定的水分含量,從而使產(chǎn)品保持良好的口感,。增稠劑的親水作用,,在肉制品、面制品中能起到很好的改良品質(zhì)作用,。如在面類食品中,,增稠劑可以改善面團(tuán)的吸水性,調(diào)制面團(tuán)時(shí),,增稠劑可以加速水分向蛋白質(zhì)分子和淀粉顆粒滲透的速度,,有利于調(diào)粉過(guò)程。增稠劑能吸收幾十倍乃至上百倍于其量的水分,,并有持水性,,這個(gè)特性可以改善面團(tuán)的吸水量,增加產(chǎn)品重量,。由于增稠劑有凝膠特性,,使面制品黏彈性增強(qiáng),淀粉α化程度提高,,不易老化和變干,。
(5)控制結(jié)晶
使用增稠劑可賦予食品較高的黏度,從而使許多過(guò)飽和溶液或體系中不出現(xiàn)結(jié)晶析出或使結(jié)晶達(dá)到細(xì)化效果,。如用于糖果,、冷凍食品可提高膨脹度,降低冰晶析出的可能性,,使產(chǎn)品口感細(xì)膩,;控制糖漿制品的返砂現(xiàn)象,抑制冰淇淋食品中的冰晶岀現(xiàn)或在加工過(guò)程中生成的冰晶細(xì)微化,,并包含大量微小氣泡,,使結(jié)構(gòu)細(xì)膩均勻、口感光滑,、外觀整潔,。
(6)成膜、保鮮作用
食用增稠劑可以在食品表面形成一層非常光滑的保護(hù)性薄膜,,保護(hù)食品不受氧氣,、微生物的作用。與食品表面活性劑并用,,可用于水果,、蔬菜的保鮮,,并有拋光作用。還可以防止冰凍食品,、固體粉末食品的表面吸濕而導(dǎo)致的質(zhì)量下降,。作被膜用的食品增稠劑有醇溶性蛋白、明膠,、瓊脂,、海藻酸等,。
(7)起泡作用和穩(wěn)定泡沫作用
增稠劑可以發(fā)泡,形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),。它的溶液在攪拌時(shí)如同肥皂泡一樣,,可包含大量氣體和液泡,使加工食品的表面黏性增加而使食品穩(wěn)定,。蛋糕,、面包、冰淇淋等使用鹿角藻膠,、槐豆膠,、海藻酸鈉、明膠等作起泡劑時(shí),,增稠劑可以提高泡沫量及泡沫的穩(wěn)定性,。如啤酒泡沫及瓶壁產(chǎn)生“連鬢子”均是使用了增稠劑的緣故,。
(8)黏合作用
香腸中使用槐豆膠,、鹿角藻膠的目的是使產(chǎn)品成為一個(gè)集聚體,均質(zhì)后組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,、潤(rùn)滑,,并利用膠的強(qiáng)力保水性防止香腸在貯存中失重。阿拉伯膠可以作為片,、粒狀產(chǎn)品的結(jié)合劑,,在粉末食品的顆粒化,、食品用香料的顆?;推渌猛局惺褂谩?/p>
(9)用于保健,、低熱食品的生產(chǎn)
許多增稠劑基本為天然膠質(zhì)類大分子物質(zhì),。在人體內(nèi)幾乎不被消化,,而通過(guò)代謝過(guò)程排泄。所以在食品中用增稠劑代替部分糖漿,、蛋白質(zhì)后,,很容易降低食物的熱值。這種方法已應(yīng)用在果醬,、果漿,、調(diào)料、點(diǎn)心,、餅干,、布丁等加工食品中,并向更廣泛的方面繼續(xù)發(fā)展,。1961年,,研究者發(fā)現(xiàn)果膠可以降低血中膽固醇,而且海藻酸鈉也有這種作用,。天然膠的療效作用使它成為保健食品中的重要原料,。
(10)掩蔽與緩釋作用
有些增稠劑對(duì)某些原料自身的不良?xì)馕毒哂形胶脱诒巫饔茫赃_(dá)到脫味,、除腥的效果,,如利用環(huán)狀糊精進(jìn)行的除味應(yīng)用,而對(duì)有些揮發(fā)較快的香氣和不穩(wěn)定的營(yíng)養(yǎng)成分具有緩釋作用,。
目前使用于日化行業(yè)的增稠劑達(dá)200多種,,主要有無(wú)機(jī)鹽類、表面活性劑類,、水溶性高分子類和脂肪醇及脂肪酸類等,。在日用品方面,用于洗潔精,,可使產(chǎn)品透明,、穩(wěn)定、泡沫豐富,、手感細(xì)膩,、易于漂洗,另外還常應(yīng)用于化妝品,、牙膏等中,。
石油開采中,為了獲得高產(chǎn)而借用某種液體的傳導(dǎo)力(如水力等)壓裂流體層,,該液體叫壓裂液體或者壓裂液,。壓裂的目的是在地層中形成具有一定尺寸和導(dǎo)流能力的裂縫,其成功與否與所用壓裂液的性能有很大關(guān)系,。壓裂液包括水基壓裂液,、油基壓裂液,、醇基壓裂液、乳化壓裂液及泡沫壓裂液等,。其中水基壓裂液具有成本低,、安全性較高等優(yōu)點(diǎn),目前使用最廣泛,。
增稠劑是水基壓裂液中的主要添加劑,,其發(fā)展經(jīng)歷了近半個(gè)世紀(jì),但獲得性能更好的壓裂液增稠劑一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的方向,。目前使用的水基壓裂液聚合物增稠劑品種繁多,,可分為天然聚多糖及其衍生物與合成聚合物兩大類。隨著石油開采技術(shù)的不斷發(fā)展和開采難度的增加,,人們對(duì)壓裂液提出了更新更高的要求,。由于比天然聚多糖類更能適應(yīng)復(fù)雜的地層環(huán)境,合成聚合物增稠劑在高溫深井壓裂方面將發(fā)揮更大作用,。
增稠劑也是水基壓裂液中的主要添加劑,,關(guān)系到壓裂液的使用性能及壓裂成敗。此外,,增稠劑也廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥,、造紙、陶瓷,、皮革加工,、電鍍等方面。
增稠劑屬于多品種,、多功能的材料,。目前已經(jīng)開發(fā)出纖維素增稠劑、聚丙烯酸酯增稠劑,、堿溶性丙烯酸增稠劑,、聚氨酯增稠劑等系列產(chǎn)品。它們?cè)诔珊?、滲透性,、透網(wǎng)性,、流變性,、觸變性、曳絲性,、抱水性,、混懸性等方面性能突出,有著廣泛的應(yīng)用,。最近的開發(fā)方向是液體締合型無(wú)溶劑增稠劑,,另外,,對(duì)聚丙烯酸增稠劑添加某些物質(zhì)進(jìn)行共聚改性,與其它增稠劑復(fù)配也是目前研究的重要內(nèi)容,。隨著增稠劑的不斷開發(fā),,各生產(chǎn)廠家普遍認(rèn)識(shí)到應(yīng)用研究的重要意義。但與跨國(guó)公司相比,,國(guó)內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品在系列化和產(chǎn)品性能上還存在一定差距,,一些產(chǎn)品開發(fā)還處于模仿階段、今后應(yīng)該集中精力開發(fā)特色產(chǎn)品,,解決其乳液聚合反應(yīng)及技術(shù)上的困難,,改善其低傷害及耐剪切耐高溫等性能,開發(fā)其潛在用途,,降低造價(jià),,促進(jìn)增稠劑發(fā)展。