魔芋膠的復配和特性

魔芋膠的復配

魔芋膠可以和蔗糖、葡萄糖、糖漿、奶粉、大多數食品乳化劑、食用香精、色素、防腐劑等混溶。同時魔芋膠能與以下食品增稠劑混溶：

果膠；

細菌合成膠（如黃桿菌膠）；

植物滲出液膠（如黃蓍膠、刺梧桐膠、阿拉伯膠）；

種子膠（如瓜爾豆膠、刺槐豆膠、羅望子膠、亞麻子膠、田菁膠）；

海藻提取物（如紅藻膠、瓊膠、卡拉膠、角叉藻膠、巖藻膠、綠藻膠）；

半合成膠（如CMC、CMS、HPC、HPS、PGA 及各類變性淀粉）；

天然膠（如玉米淀粉、木薯淀粉、微晶纖維素及各種天然食品超微細粉）；

圖源：創客貼

兩元高聚物（如魔芋膠和K-鹿角藻膠、帚叉藻膠、黃原膠混溶后產生協同增效作用，協同增效作用來源于K-鹿角藻膠、帚叉藻膠、黃原膠與魔芋膠大分子間的相互作用，其示意圖見下圖）。

協同增稠作用是非常復雜的高聚物大分子間的相互作用，A、B 膠的協同增稠作用可能發生以下4種結構，見下圖。

一、魔芋膠與卡拉膠的配比效應

由上圖可知，隨著KGM的比例不斷增大，卡拉膠的比例不斷減小，當KGM與卡拉膠的共混比例為40/60時。凝膠強度達到最大值140g/cm2 。若繼續改變兩種膠的共混比例，凝膠強度下降。

二、魔芋膠與黃原膠的配比效應

從上圖可以看出，隨著KGM的比例不斷增大，黃原膠的比例不斷減小，當KGM 與黃原膠的共混比例為60/40時。凝膠強度達到最大值。若繼續改變兩種膠的共混比例，凝膠強度下降。

三、魔芋膠與黃原膠的配比效應

根據二元混合比例，初步確定KGM的比例為50%，余下黃原膠和卡拉膠的比例分別為10∶40、15∶35、20∶30、30∶20、35∶15、40∶10

結論：

魔芋膠和卡拉膠有比較好的共混凝膠特性。魔芋膠單獨和黃原膠共混時，其凝膠特性也有一定程度的提高，但和卡拉膠共混比，效果要差，原因可能與魔芋膠和黃原膠的單體結構有類似有關，其降解產物均含有甘露糖。魔芋膠、卡拉膠、黃原膠三元共混發現有更好的協同作用，有關凝膠的更多測試參數以及更多的應用有待繼續深入。

魔芋膠的特性

魔芋膠為高純度的魔芋葡甘聚糖，其主要特性有6點。

一、魔芋膠的水溶性

魔芋膠是一種水溶性膠體，在溶解過程中，水分子的擴散遷移速度遠遠超過魔芋葡甘聚糖大分子的擴散遷移速度，結果，魔芋膠顆粒發生溶脹，在顆粒表面產生薄薄一層高聚糖的粘稠溶液，從而使魔芋膠顆粒互相粘聯而結塊，阻礙了魔芋膠的進一步溶解。為此，應使用蔗糖、葡萄糖、鹽或淀粉之類的稀釋分散劑在魔芋膠溶解之前與魔芋膠混合，以防結塊。

如果沒有稀釋分散劑，必需在高速攪拌下溶解魔芋膠，溶解后的溶液即使質量分數只有1%，也是粘稠濃厚的。

在配制冰淇淋或雪糕漿料時，魔芋膠必需與配方中的白糖干混均勻后，在高速攪拌混料罐中快速攪打分散，再轉移到攪拌速度為36r/min的化料罐中加熱溶解。

二、魔芋膠的成膜性

1）魔芋膠具有較好的成膜性，可以制成透明度和致密度高的薄膜，在薄膜中可添加防腐劑。張其昌、史益敏等作者成功地把魔芋膠薄膜應用于柑桔和溫州蜜桔的保鮮中。

2）魔芋膠薄膜可制成“疊層”薄膜食品。如把魔芋膠可食性薄膜作為包裝材料用于包裝食品，就不會造成環境污染。

3）魔芋膠的成膜性還可用于微膠囊粉末香精和粉末油脂的制作；可用于冰淇淋或雪糕的冰殼制作；可用于魔芋春卷皮的制作。

三、魔芋膠的持水性

魔芋葡甘聚糖大分子可以與水分子通過氫鍵、分子偶極、瞬時偶極等作用力聚集成龐大而難以自由運動的巨大分子，在水中使魔芋膠溶液變為粘稠的非牛頓流體。

在凝膠食品中促成魔芋葡甘聚糖大分子建立網絡結構，其持水量為魔芋膠本身質量的30～150倍。如：在魔芋果凍中魔芋膠的持水量為其自身質量的100～150倍；在冰淇淋、雪糕等凍結食品中其持水量可達到200倍甚至更多。

在魔芋葡甘聚糖大分子周圍的水，稱為結合水，結合水很難結冰，冰淇淋、雪糕只能在更低的溫度下凍結，魔芋膠的持水性可抑制粗大冰晶的生成，這樣或多或少地提高了冰淇淋、雪糕的抗融能力，改善了冰淇淋、雪糕的口感。

圖源：創客貼

四、魔芋膠的膠粘性

即使魔芋膠溶液較稀也是非牛頓流體，較濃的魔芋膠溶液的粘稠度較大。在小麥面粉中加入魔芋膠溶液，可提高小麥面粉的表觀面筋值。

正因為魔芋膠的膠粘性，使加有魔芋膠的通心粉、空心面、龍須面、拉面、餛飩皮等，用開水煮后不渾湯，這是魔芋膠膠粘性的具體應用。因為魔芋膠膠粘了大部分小麥面粉顆粒，大大減少了“浮粉”量，所以開水煮后不渾湯；其次，魔芋膠的持水性也同時起作用，使上述小麥面粉制品口感柔軟，增加了制品的彈性和韌性。

在冰淇淋、雪糕的生產過程中，魔芋膠的膠粘性及魔芋膠溶液具備的非牛頓流體特性，促進了冰淇淋、雪糕漿料的老化。

五、魔芋膠溶液的粘連攪打性

加有魔芋膠的蛋糕配料中，在打蛋機高速攪打時，由于粘稠度較大，提高了小麥面粉的表觀面筋值，同時魔芋膠的持水性，相應提高了蛋糕配料的攪打質量。制成的蛋糕氣孔度均勻，口感柔軟，彈性、韌性好，貨架期長。

魔芋膠溶液的粘連攪打性可提高冰淇淋、雪糕漿料在凝凍機中的攪打質量，其實質是漿料在攪打時稀化而粘稠，有利于充氣均勻，不利于大冰晶的形成，使凝凍后冰淇淋、雪糕的氣孔度均勻，賦予冰淇淋、雪糕稠密、堅實、滑潤而細膩的口感。

圖源：創客貼

六、魔芋膠溶液的流變性

魔芋膠溶液的流變性是研究魔芋膠溶液的流動速度以及影響流動速度變化的因素。由于流動速度是用粘度計測定的，即流動速度愈快，粘度愈小；流動速度愈慢，粘度愈大。為研究方便，通常只研究魔芋膠水溶液的粘度以及影響魔芋膠水溶液粘度的因素。魔芋膠水溶液的粘度主要與以下因素有關。

1）魔芋膠的品種、儲存條件、產地、加工方法等，即使以上條件相同，同濃度不同目數的魔芋膠水溶液的粘度也不同。

2）魔芋膠的相對分子質量愈大，其水溶液的表觀粘度（指測定時的觀測粘度）也愈大。基于這一特點，測定魔芋膠水溶液的粘度時，通過繁瑣的數據處理，可測得魔芋膠的平均相對分子質量。

3）在一定的溫度下，魔芋膠水溶液的粘度隨著魔芋膠濃度的升高而升高，但不成正比，實驗結果見圖1。

濃度升高，粘度成正比例升高的流體，稱為牛頓流體。濃度升高，粘度超過正比例升高的流體，稱為非牛頓流體。這說明，同濃度非牛頓流體的粘度＞牛頓流體的粘度。這是因為有附加的結構粘度存在，要使流體流動，首先要破壞結構粘度。

非牛頓流體的粘度和牛頓流體的粘度的關系可用下式表示：非牛頓流體的粘度＝牛頓流體的粘度＋結構粘度。

4）外來切變稀化力。在一定的溫度和濃度時，魔芋膠水溶液的粘度隨著外來切變力的升高而降低，攪拌、泵送都是實施切變力的操作方法。切變力打亂了魔芋膠水溶液中各水化魔芋葡甘聚糖大分子間的相對位置，破壞了結構濃度，產生了切變稀化現象。一旦去除切變力，即可恢復結構粘度。切變稀化性使冰淇淋、雪糕漿料在泵送或在凝凍機中因攪拌稀化而易于操作。

5）一定濃度下，魔芋膠水溶液的粘度隨溫度的升高而降低，但不完全是直線關系。如以粘度的對數lgη為縱坐標，絕對溫度的倒數（1/T ）×1000為橫坐標，可得阿累尼烏斯動力學曲線，見圖2。

線段Ⅰ計算的魔芋膠的膨化活化能為5．434kJ/mol；線段Ⅱ計算的活化能為19．24kJ/mol。線段Ⅰ與線段Ⅱ相交于一點，該點的溫度為70℃，為魔芋膠快速膨化、脫乙酰基生成魔芋凝膠食品的首選溫度，在實際生產中可在70～95℃的溫度區間內操作。

線段Ⅱ表示的魔芋膠的膨化活化能為19．24kJ/mol，相當于氫鍵的鍵能。對魔芋膠的膨化過程，只要提供的能量超過魔芋膠的膨化活化能，就能破壞魔芋膠大分子間的氫鍵，瞬時活化魔芋膠大分子，促進脫乙酰基反應生成魔芋凝膠。

來源：食品伙伴網食品研發創新服務中心