食用明膠具有許多優良的物理及化學性質,如形成可逆性凝膠、黏結性、表面活性等,在食品工業中,被廣泛地用作膠胨劑、乳化劑、穩定劑、黏合劑和澄清劑等,是冷飲、果凍、高級糖果和肉類罐頭等食品生產中經常使用的食品添加劑。
明膠的來源和特性
明膠是一種從動物的結締或表皮組織的膠原部分水解出來的蛋白質,系天然的蛋白質產品,內含18種氨基酸,且容易被人體所消化和吸收。所以,明膠是一種營養價值很高的食品原料。
明膠是以豬皮、牛皮等為原料加工而成的產品,生產原理是:豬皮和牛皮中的膠原蛋白,通過水解等工藝而變成明膠。膠原蛋白是動物的皮、骨中最重要的蛋白質組分,如存在于真皮結締組織膠原纖維中的膠原蛋白,約占干燥真皮的98%。
明膠是一種生物大分子,具有高分子的一些性質。將干燥的明膠和適量的水混合時,明膠的外層會慢慢膨脹起來。隨著時間的推延,膨脹現象逐步向明膠內層發展,這種現象被稱為“溶脹”。膨脹后的明膠,加溫到35℃以上,就會與水形成均勻的溶液。
明膠溶液(準確地說,應該稱明膠和水的混合物)在25℃以下時,呈固體狀態;在25℃以上時,明膠溶液則會變成液態。如果明膠被微生物或者某些酶所分解,則會失去這種與溫度相伴的特性,即使在4攝氏度的情況下,明膠溶液仍然會呈液態。
食品微生物從業人員,可以利用明膠溶液的溫變特性,來檢測某種微生物是否含有明膠分解酶,檢測步驟如下:1.將微生物投放到含有12%明膠的培養基中,并嚴格按照微生物接種的方法進行。2.將含有菌種的明膠溶液放在37℃的環境中培養24小時。3.將明膠溶液放入4℃的冰箱中,保溫30分鐘后,觀察溶液是呈液態還是呈固態。如果溶液呈液態,則表明明膠已經被分解,也說明用來測試的微生物中含有明膠分解酶。
明膠容易吸潮,應貯存在干燥陰涼處;如果長期存放在潮濕的環境之中,明膠則會吸潮結塊,影響使用效果。
明膠的生產方法
我國的豬皮和牛皮的數量很多,以豬皮和牛皮為原料生產明膠,既可以提高畜產品的附加值和農牧民的收入,又可以為食品工業提供良好的原料。明膠的生產工藝主要有四種,目前,國內外明膠企業普遍采用的是堿法生產工藝,生產步驟如下———
1.石灰水預浸。將干凈合格的豬皮或者牛皮等原料,放人1%左右的石灰水中浸泡1~2天,然后切成小塊,備用。
2.除污。將皮塊與水連續地加入水力除脂機內,利用水力的沖擊作用和高速鐵錘的機械沖擊作用,清洗、去除脂肪和殘留的污物。
3.石灰水浸泡。將去除脂肪的皮塊放入浸泡池中,用濃度為2%~4%的石灰水(比重為1.015~1.035)浸泡。濕皮料與水的比例約為1∶3~1∶4,pH值控制在12.0~12.5之間。浸泡溫度最好控制在15℃左右,浸泡時間為15~90天。當環境溫度較高時,石灰水的濃度可低一些;當環境溫度較低時,石灰水的濃度可大一些。以石灰水浸泡皮塊,是明膠生產的關鍵環節之一。
4.沖洗中和。待皮塊膨脹后,撈出,用水充分沖洗,最后使皮塊的pH值為9.0~9.5。
沖洗后,用酸中和剩余的石灰,先加水使皮塊被浸沒,在不斷攪拌的情況下,用6mol/L的鹽酸調節混合液的pH值,將pH值調整到2.5~3.5之間。每隔一定時間,加酸調整一次pH值,8小時后,可以不再加入鹽酸,使酸堿平衡。
混合液的酸堿平衡后,排出廢酸水,在充分攪拌下,用水洗凈皮塊,這一過程一般在8~12小時內完成。
5.熬膠。先在膠鍋內加入熱水,然后將物料倒入,在此過程中,不使膠塊黏結成團。同時,將物料緩慢升溫到55~65℃,熱浸6~8小時后,放出膠汁;再向鍋內加入熱水,此次的水溫比前次提高5~10℃,繼續熬膠,多次重復這一操作過程,每次溫度也相應地逐步升高,最后一次可以煮沸。
6.過濾除雜。將所得的稀膠汁在60℃左右,用過濾棉、活性炭或硅藻土等作助濾劑,以板框式壓濾機過濾,得到澄清膠液。膠液再用離心機分離,進一步除去油脂等雜質。
7.濃縮。將稀膠液放入減壓濃縮罐中,將溫度控制在65~70℃之間,進行蒸發濃縮。當膠液變濃時,可改為60~65℃左右,繼續減壓濃縮。根據膠液質量和干燥設備等條件,掌握膠液濃縮的濃度,如用冷熱風空調干燥時,膠液濃縮到比重為1.050~1.080(50℃)、含膠量為23%~33%時,即可停止該環節的操作。
8.凝膠干燥。經過濃縮的膠液,趁熱加入一定量的過氧化氫、亞硫酸或者尼泊金酯,目的是為了對物料進行漂白和防腐。將濃膠液放人模具中冷卻,待完全膠凝、生成膠胨后,取出、切成適當大小的薄片或碎塊,以冷熱風干燥至凝膠水分為10%~12%時,再經粉碎,即為成品。也有的企業不采用切膠工序,而將濃膠液噴涂到滾筒干燥機上,干燥后,即可制得粒狀的明膠產品。
食用明膠的主要技術指標牷
(一)黏度(oE):一級明膠,≥12;二級明膠,≥10;三級明膠,≥8。
(二)凍力:一級明膠,≥175;二級明膠,≥160;三級明膠,≥115。
(三)透明度(mm):一級明膠,100;二級明膠,80;三級明膠,50。
(四)水分:一級明膠,≤14%;二級明膠,≤14%;三級明膠,≤14%。
(五)灰分:一級明膠,≤2.0%;二級明膠,≤2.0%;三級明膠,≤2.0%。
(六)細菌總數:一級明膠,≤10000個/克;二級明膠,≤10000個/克;三級明膠,≤10000個/克。
(七)大腸菌群:一級明膠,≤150個/100克;二級明膠,≤150個/100克;三級明膠,≤150個/100克。
(八)沙門氏菌:在各類食用明膠中,都不允許檢測出沙門氏菌。
(九)黏度下降:一級明膠,≤20%;二級明膠,≤20%;三級明膠,≤25%。
(十)不溶物:一級明膠,≤0.2%;二級明膠,≤0.2%;三級明膠,≤0.2%。
(十一)砷:一級明膠,≤1.0毫克/公斤;二級明膠,≤1.0毫克/公斤;三級明膠,≤1.0毫克/公斤。
(十二)重金屬:一級明膠,≤50毫克/公斤;二級明膠,≤50毫克/公斤;三級明膠,≤50毫克/公斤。
(十三)pH值:一、二、三級明膠的pH值均規定在5.5~7之間。
(十四)色澤:黃色半透明,微帶光澤。
食用明膠的應用范圍和用法
食用明膠的應用范圍很寬廣,可以用于肉制品、肉餡、凍汁肉、奶糖、果汁軟糖、牛軋糖、太妃糖、冰淇淋、酸乳制品、啤酒澄清劑、復合乳化穩定劑、保健食品、色拉、布丁、糖霜、蛋黃汁、明膠軟糖、糕點、肉類罐頭、火腿腸等食品的生產之中。
在不同的食品中,明膠有不同的用量。在肉制品、肉餡制品、凍汁肉等食品中,明膠的用量為2%~9%;在果汁軟糖生產中,明膠的用量為2%;在太妃糖的生產過程中,明膠的用量為0.4%~1.5%;在冰淇淋的生產過程中,明膠的用量為0.1%。
在應用食用明膠的過程中,要注意使用方法。食品企業在使用明膠時,一般先將明膠放在冷水中浸泡60分鐘,使其充分吸水膨脹;然后,在80℃以下的水浴環境中,對明膠進行熔化。熔化時,溫度不宜過高,因為,溫度過高,會降低明膠的黏度。在熔化明膠時,應該堅持“使用多少、浸泡多少、熔化多少”的原則,明膠溶液放置的時間不可以超過半天以上,以免影響黏性、乳化、穩定等質量特性。熔化明膠時,時間不宜過長,否則,也會降低明膠的質量。
明膠的來源和特性
明膠是一種從動物的結締或表皮組織的膠原部分水解出來的蛋白質,系天然的蛋白質產品,內含18種氨基酸,且容易被人體所消化和吸收。所以,明膠是一種營養價值很高的食品原料。
明膠是以豬皮、牛皮等為原料加工而成的產品,生產原理是:豬皮和牛皮中的膠原蛋白,通過水解等工藝而變成明膠。膠原蛋白是動物的皮、骨中最重要的蛋白質組分,如存在于真皮結締組織膠原纖維中的膠原蛋白,約占干燥真皮的98%。
明膠是一種生物大分子,具有高分子的一些性質。將干燥的明膠和適量的水混合時,明膠的外層會慢慢膨脹起來。隨著時間的推延,膨脹現象逐步向明膠內層發展,這種現象被稱為“溶脹”。膨脹后的明膠,加溫到35℃以上,就會與水形成均勻的溶液。
明膠溶液(準確地說,應該稱明膠和水的混合物)在25℃以下時,呈固體狀態;在25℃以上時,明膠溶液則會變成液態。如果明膠被微生物或者某些酶所分解,則會失去這種與溫度相伴的特性,即使在4攝氏度的情況下,明膠溶液仍然會呈液態。
食品微生物從業人員,可以利用明膠溶液的溫變特性,來檢測某種微生物是否含有明膠分解酶,檢測步驟如下:1.將微生物投放到含有12%明膠的培養基中,并嚴格按照微生物接種的方法進行。2.將含有菌種的明膠溶液放在37℃的環境中培養24小時。3.將明膠溶液放入4℃的冰箱中,保溫30分鐘后,觀察溶液是呈液態還是呈固態。如果溶液呈液態,則表明明膠已經被分解,也說明用來測試的微生物中含有明膠分解酶。
明膠容易吸潮,應貯存在干燥陰涼處;如果長期存放在潮濕的環境之中,明膠則會吸潮結塊,影響使用效果。
明膠的生產方法
我國的豬皮和牛皮的數量很多,以豬皮和牛皮為原料生產明膠,既可以提高畜產品的附加值和農牧民的收入,又可以為食品工業提供良好的原料。明膠的生產工藝主要有四種,目前,國內外明膠企業普遍采用的是堿法生產工藝,生產步驟如下———
1.石灰水預浸。將干凈合格的豬皮或者牛皮等原料,放人1%左右的石灰水中浸泡1~2天,然后切成小塊,備用。
2.除污。將皮塊與水連續地加入水力除脂機內,利用水力的沖擊作用和高速鐵錘的機械沖擊作用,清洗、去除脂肪和殘留的污物。
3.石灰水浸泡。將去除脂肪的皮塊放入浸泡池中,用濃度為2%~4%的石灰水(比重為1.015~1.035)浸泡。濕皮料與水的比例約為1∶3~1∶4,pH值控制在12.0~12.5之間。浸泡溫度最好控制在15℃左右,浸泡時間為15~90天。當環境溫度較高時,石灰水的濃度可低一些;當環境溫度較低時,石灰水的濃度可大一些。以石灰水浸泡皮塊,是明膠生產的關鍵環節之一。
4.沖洗中和。待皮塊膨脹后,撈出,用水充分沖洗,最后使皮塊的pH值為9.0~9.5。
沖洗后,用酸中和剩余的石灰,先加水使皮塊被浸沒,在不斷攪拌的情況下,用6mol/L的鹽酸調節混合液的pH值,將pH值調整到2.5~3.5之間。每隔一定時間,加酸調整一次pH值,8小時后,可以不再加入鹽酸,使酸堿平衡。
混合液的酸堿平衡后,排出廢酸水,在充分攪拌下,用水洗凈皮塊,這一過程一般在8~12小時內完成。
5.熬膠。先在膠鍋內加入熱水,然后將物料倒入,在此過程中,不使膠塊黏結成團。同時,將物料緩慢升溫到55~65℃,熱浸6~8小時后,放出膠汁;再向鍋內加入熱水,此次的水溫比前次提高5~10℃,繼續熬膠,多次重復這一操作過程,每次溫度也相應地逐步升高,最后一次可以煮沸。
6.過濾除雜。將所得的稀膠汁在60℃左右,用過濾棉、活性炭或硅藻土等作助濾劑,以板框式壓濾機過濾,得到澄清膠液。膠液再用離心機分離,進一步除去油脂等雜質。
7.濃縮。將稀膠液放入減壓濃縮罐中,將溫度控制在65~70℃之間,進行蒸發濃縮。當膠液變濃時,可改為60~65℃左右,繼續減壓濃縮。根據膠液質量和干燥設備等條件,掌握膠液濃縮的濃度,如用冷熱風空調干燥時,膠液濃縮到比重為1.050~1.080(50℃)、含膠量為23%~33%時,即可停止該環節的操作。
8.凝膠干燥。經過濃縮的膠液,趁熱加入一定量的過氧化氫、亞硫酸或者尼泊金酯,目的是為了對物料進行漂白和防腐。將濃膠液放人模具中冷卻,待完全膠凝、生成膠胨后,取出、切成適當大小的薄片或碎塊,以冷熱風干燥至凝膠水分為10%~12%時,再經粉碎,即為成品。也有的企業不采用切膠工序,而將濃膠液噴涂到滾筒干燥機上,干燥后,即可制得粒狀的明膠產品。
食用明膠的主要技術指標牷
(一)黏度(oE):一級明膠,≥12;二級明膠,≥10;三級明膠,≥8。
(二)凍力:一級明膠,≥175;二級明膠,≥160;三級明膠,≥115。
(三)透明度(mm):一級明膠,100;二級明膠,80;三級明膠,50。
(四)水分:一級明膠,≤14%;二級明膠,≤14%;三級明膠,≤14%。
(五)灰分:一級明膠,≤2.0%;二級明膠,≤2.0%;三級明膠,≤2.0%。
(六)細菌總數:一級明膠,≤10000個/克;二級明膠,≤10000個/克;三級明膠,≤10000個/克。
(七)大腸菌群:一級明膠,≤150個/100克;二級明膠,≤150個/100克;三級明膠,≤150個/100克。
(八)沙門氏菌:在各類食用明膠中,都不允許檢測出沙門氏菌。
(九)黏度下降:一級明膠,≤20%;二級明膠,≤20%;三級明膠,≤25%。
(十)不溶物:一級明膠,≤0.2%;二級明膠,≤0.2%;三級明膠,≤0.2%。
(十一)砷:一級明膠,≤1.0毫克/公斤;二級明膠,≤1.0毫克/公斤;三級明膠,≤1.0毫克/公斤。
(十二)重金屬:一級明膠,≤50毫克/公斤;二級明膠,≤50毫克/公斤;三級明膠,≤50毫克/公斤。
(十三)pH值:一、二、三級明膠的pH值均規定在5.5~7之間。
(十四)色澤:黃色半透明,微帶光澤。
食用明膠的應用范圍和用法
食用明膠的應用范圍很寬廣,可以用于肉制品、肉餡、凍汁肉、奶糖、果汁軟糖、牛軋糖、太妃糖、冰淇淋、酸乳制品、啤酒澄清劑、復合乳化穩定劑、保健食品、色拉、布丁、糖霜、蛋黃汁、明膠軟糖、糕點、肉類罐頭、火腿腸等食品的生產之中。
在不同的食品中,明膠有不同的用量。在肉制品、肉餡制品、凍汁肉等食品中,明膠的用量為2%~9%;在果汁軟糖生產中,明膠的用量為2%;在太妃糖的生產過程中,明膠的用量為0.4%~1.5%;在冰淇淋的生產過程中,明膠的用量為0.1%。
在應用食用明膠的過程中,要注意使用方法。食品企業在使用明膠時,一般先將明膠放在冷水中浸泡60分鐘,使其充分吸水膨脹;然后,在80℃以下的水浴環境中,對明膠進行熔化。熔化時,溫度不宜過高,因為,溫度過高,會降低明膠的黏度。在熔化明膠時,應該堅持“使用多少、浸泡多少、熔化多少”的原則,明膠溶液放置的時間不可以超過半天以上,以免影響黏性、乳化、穩定等質量特性。熔化明膠時,時間不宜過長,否則,也會降低明膠的質量。