魔芋粉的主要成分为葡甘聚糖(KGM),这是一种高分子化合物,其结构由D-葡萄糖和D-甘露糖通过β-1,4糖苷键交替连接而成,分子比例大约是15:23。该聚糖分子量通常在20万至200万道尔顿之间。在水中,魔芋粉具有良好的溶胀性,能形成高粘度的溶胶,并能与K型卡拉胶发生反应,生成具有热可逆性的高弹性凝胶。
卡拉胶与魔芋粉的组合在工业领域已经得到广泛应用,特别是在鱼类加工、肉制品、果冻和其他凝胶制品中。两者结合后的协同效应能够在保持总浓度不变的情况下,显著提高凝胶的稳定性与强度,改善食品的口感,使其更加细腻与顺滑。对于果冻而言,当卡拉胶浓度为0.3%、魔芋粉为0.4%、氯化钾(KCl)含量为0.3%时,口感通常达到最佳状态。
在果冻的制作过程中,随着氯化钾添加量的增加,卡拉胶的凝胶强度逐渐增强。KCl的增多也会导致凝胶的脆性、析水性和收缩性增加。在低浓度下,添加KCl后的凝胶强度通常高于未添加KCl的果冻,但当浓度提高时,二者的强度差距会逐渐缩小。这是因为K+离子的数量在一定范围内有限,其作用主要体现在增强分子之间的链结和减弱分子之间的斥力,但当浓度进一步增加时,效果趋于饱和。
魔芋粉的比例对果冻的析水现象有显著影响。减少魔芋粉会加重果冻的脱水现象,而适当增加其比例则能有效改善脱水收缩问题。这样一来,生产出来的果冻不仅能克服卡拉胶单独使用时的析水问题,还能使最终产品的硬度适中,韧性和弹性得到提升,食用时也更具嚼劲。
关于复配胶的性质,pH值对凝胶的形成和强度也有重要影响。当pH值低于3.5时,复配胶即使加热,也只能形成非常弱的凝胶。若pH值在5至7之间,复合胶的凝胶强度较为稳定,并能维持在较高的数值范围内。若加热后的pH超过7.5,则会导致凝胶强度降低。这是因为魔芋粉在碱性环境下容易发生水解反应,进而影响最终凝胶的强度。
温度和酸度的变化也对凝胶的强度产生影响。在温度较高时加入酸,凝胶的强度会明显下降。这一现象符合阿累尼乌斯公式,酸催化作用使得卡拉胶的降解速度随着温度的升高而加快。当酸在80℃至60℃之间添加时,复配胶的强度相对稳定;而在60℃至50℃时,凝胶强度则会明显下降。这可能是因为在较低的温度下,卡拉胶的双螺旋结构接近形成,而此时酸的加入会干扰钾离子与卡拉胶分子之间的氢键,导致三维网络结构变得松弛,从而使得宏观上的凝胶强度减弱。
随着酸量的增加,凝胶强度逐渐降低。对于复配胶而言,当酸的添加量为0.15%左右时,凝胶强度的下降较为缓慢。
当总胶浓度保持不变时,卡拉胶与魔芋粉、KCl的复配能显著提升凝胶的协同效果。在不同的配比下,果冻的口感和外观表现出明显的差异。实践证明,0.3%卡拉胶、0.4%魔芋粉和0.3%KCl的复配效果最佳。
卡拉胶的凝胶强度受其分子链整齐度的影响较大,增加卡拉胶的添加量能够增强其凝胶强度。即使是少量的卡拉胶与魔芋粉的复配,也能产生较强的凝胶。
添加柠檬酸时,冷却后的凝胶强度随酸量的增加而逐渐降低,同时酸的加入温度越高,强度下降的幅度也越显著。在较低的温度下加入酸也会影响凝胶的形成,因此最适宜的加酸温度区间为80℃至60℃。
卡拉胶与魔芋粉的复配能显著降低果冻的析水现象,改善脱水收缩率。此结果表明,魔芋粉与卡拉胶的结合在果冻生产中的应用前景广阔。
复配胶在不同pH条件下的表现与卡拉胶相似。低pH值下凝胶强度较低,pH值为3.5时,几乎无法形成凝胶,而在高酸环境下,已经形成的凝胶仍能保持稳定。与卡拉胶相比,复配胶在碱性环境下表现出较大的强度降低,但在pH为9左右时,卡拉胶依然能。
这项研究为魔芋粉在食品工业中的应用提供了新的思路,特别是其作为凝胶剂在多种食品中的潜力,显示出其在现代食品加工中的广泛应用前景。