固體類食品中安全且優(yōu)異的抗結(jié)劑
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2022-08-09 15:24:38朱寧杰湖北匯富納米材料股份有限公司湖北宜昌443000
食品安全導(dǎo)刊 2022年15期
王 杰，張 勇，朱寧杰（湖北匯富納米材料股份有限公司，湖北宜昌 443000）
氣相二氧化硅為氯硅烷在高溫氫氧焰中水解生成，其純度較高，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、食品、化妝品等領(lǐng)域[1]。通過(guò)食入、呼吸、皮膚接觸等毒理學(xué)測(cè)試，其均表現(xiàn)為生理惰性物質(zhì)，具有較高的安全性[2]。氣相二氧化硅是一種白色蓬松粉末，是一種優(yōu)良的流動(dòng)促進(jìn)劑，其顆粒具有很好的流動(dòng)性[3]。在固體類食品中作為抗結(jié)劑可大大改善食品顆粒流動(dòng)性，提高松密度，能解決產(chǎn)品因吸潮受壓形成的結(jié)塊，同時(shí)氣相二氧化硅具有較大的吸油值和較強(qiáng)的吸附能力，能阻止液膜形成，降低顆粒之間的黏連作用，增強(qiáng)流動(dòng)性[4]。氣相二氧化硅在食鹽等食品中的應(yīng)用已較成熟，但在很多固體粉末食品市場(chǎng)領(lǐng)域以二氧化硅作為抗結(jié)劑的產(chǎn)品幾乎空白[5]。本文以氣相二氧化硅為抗結(jié)劑，在幾種不同類型食品粉體中進(jìn)行應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，探究其應(yīng)用性能及影響因素。
1 材料與方法
1.1 材料
食品級(jí)氣相二氧化硅FA32，湖北匯富納米材料股份有限公司；磷酸三鈣，食品級(jí)，河南盛騰生物科技有限公司；微晶纖維素，食品級(jí)，江蘇宜昊添生物科技有限公司；紅棗粉，自制精磨金絲小棗粉；蛋白粉，乳清蛋白WPC80，武漢特味源食品原料有限公司；食用裹粉、脆皮粉，河南加多多食品有限公司。
1.2 儀器與設(shè)備
Speed Mixer DAC600.1 三維高速混合機(jī)，美國(guó)弗萊克泰克有限公司；C2 型吸油計(jì)，德國(guó)布拉本德公司；PH100 電子顯微鏡，鳳凰光學(xué)股份有限公司；Pt-x 粉體綜合測(cè)試儀，細(xì)川密克朗（上海）粉體機(jī)械有限公司。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 抗結(jié)劑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)使用量限制
實(shí)驗(yàn)選取食品粉體及抗結(jié)劑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)使用限量見(jiàn)表1。
表1 實(shí)驗(yàn)選取食品粉體及抗結(jié)劑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)使用限量
1.3.2 樣品配制
按照表2 進(jìn)行紅棗粉測(cè)試樣品制備，按照表3進(jìn)行乳清蛋白粉測(cè)試樣品制備，按照表4 進(jìn)行食用裹粉測(cè)試樣品制備。制備的測(cè)試樣品使用三維高速混合機(jī)以2 000 r/min 的轉(zhuǎn)速，混合分散2 min（包括空白樣品）。
表2 紅棗粉測(cè)試樣品制備
表3 蛋白粉測(cè)試樣品制備
表4 食用裹粉測(cè)試樣品制備
1.3.3 樣品流動(dòng)性測(cè)試
（1）外觀狀態(tài)。粉體混合完成后，在常溫常濕（溫度20 ～25 ℃，濕度40%RH ～70%RH）條件下密封儲(chǔ)存1 個(gè)月，觀察粉體是否板結(jié)或出現(xiàn)其他現(xiàn)象及問(wèn)題。
（2）流動(dòng)性測(cè)試。使用粉體綜合測(cè)試儀測(cè)試安息角、崩潰角。
2 結(jié)果與分析
2.1 紅棗粉中各抗結(jié)劑性能對(duì)比。
紅棗粉中各抗結(jié)劑性能表現(xiàn)見(jiàn)表5。氣相二氧化硅在紅棗粉中抗結(jié)性能明顯優(yōu)于磷酸三鈉和微晶纖維素這兩種抗結(jié)劑。通過(guò)表5 中安息角及崩潰角數(shù)據(jù)可以看出，在相同或更低添加量情況下，氣相二氧化硅能獲得更低的安息角和崩潰角，表現(xiàn)為流動(dòng)性最優(yōu)。添加不同抗結(jié)劑的紅棗粉的顯微圖和崩潰角圖見(jiàn)圖1。
圖1 添加不同抗結(jié)劑的紅棗粉狀態(tài)圖
表5 紅棗粉中各抗結(jié)劑性能表現(xiàn)
2.2 蛋白粉中各抗結(jié)劑性能對(duì)比
蛋白粉中各抗結(jié)劑性能表現(xiàn)見(jiàn)表6。蛋白粉均未結(jié)塊，抗結(jié)塊性能無(wú)差異。在外觀狀態(tài)方面，磷酸三鈣與蛋白粉顏色差異較大，會(huì)影響食品本身的色澤，氣相二氧化硅和微晶纖維素在顏色方面影響較小。在流動(dòng)性方面，3 款抗結(jié)劑在蛋白粉中均能起到一定的助流動(dòng)作用。根據(jù)安息角和崩潰角數(shù)據(jù)并結(jié)合添加量分析得出，氣相二氧化硅能在相對(duì)較低的添加量下起到最優(yōu)的助流動(dòng)效果。添加不同抗結(jié)劑的蛋白粉的顯微圖和崩潰角圖見(jiàn)圖2。
圖2 添加不同抗結(jié)劑的蛋白粉狀態(tài)圖
表6 蛋白粉中各抗結(jié)劑性能表現(xiàn)
2.3 食用裹粉中各抗結(jié)劑性能對(duì)比
食用裹粉中各抗結(jié)劑性能表現(xiàn)見(jiàn)表7。食用裹粉均未結(jié)塊，抗結(jié)塊性能無(wú)差異。根據(jù)安息角和崩潰角數(shù)據(jù)并結(jié)合添加量分析，相比其他兩種類型的抗結(jié)劑，氣相二氧化硅能在相對(duì)較低的添加量下起到最優(yōu)的助流動(dòng)效果。添加不同抗結(jié)劑的食用裹粉的顯微圖和崩潰角圖見(jiàn)圖3。
圖3 添加不同抗結(jié)劑的食用裹粉狀態(tài)圖
表7 食用裹粉中各抗結(jié)劑性能表現(xiàn)
2.4 氣相二氧化硅吸油值對(duì)抗結(jié)性能的影響
不同吸油值對(duì)紅棗粉抗結(jié)性能的影響見(jiàn)表8。通過(guò)調(diào)整氣相二氧化硅制備工藝，得到不同吸油值的氣相二氧化硅粉體，經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)及測(cè)試可以確認(rèn)，吸油值對(duì)抗結(jié)性能影響較大，吸油值大對(duì)抗結(jié)性能有促進(jìn)作用。
表8 不同吸油值對(duì)紅棗粉抗結(jié)性能的影響
3 結(jié)論
通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試可以確認(rèn)，氣相二氧化硅在實(shí)驗(yàn)的3 類固體粉末食品中均能起到較好的抗結(jié)作用。在實(shí)驗(yàn)的3 種類型抗結(jié)劑氣相二氧化硅、磷酸三鈣、微晶纖維素中，氣相二氧化硅在相對(duì)較低的添加量（0.5%～1.0%）條件下，可達(dá)到更優(yōu)的抗結(jié)效果，同時(shí)在粉體助流動(dòng)性能上，氣相二氧化硅也體現(xiàn)更優(yōu)的效果。通過(guò)對(duì)不同吸油值的批量實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果分析，可以確認(rèn)吸油值對(duì)抗結(jié)性能影響較大，吸油值大對(duì)抗結(jié)性能有促進(jìn)作用。
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1 材料與方法
1.1 材料
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1.3.1 抗結(jié)劑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)使用量限制
實(shí)驗(yàn)選取食品粉體及抗結(jié)劑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)使用限量見(jiàn)表1。
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表2 紅棗粉測(cè)試樣品制備
表3 蛋白粉測(cè)試樣品制備
表4 食用裹粉測(cè)試樣品制備
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（2）流動(dòng)性測(cè)試。使用粉體綜合測(cè)試儀測(cè)試安息角、崩潰角。
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圖1 添加不同抗結(jié)劑的紅棗粉狀態(tài)圖
表5 紅棗粉中各抗結(jié)劑性能表現(xiàn)
2.2 蛋白粉中各抗結(jié)劑性能對(duì)比
蛋白粉中各抗結(jié)劑性能表現(xiàn)見(jiàn)表6。蛋白粉均未結(jié)塊，抗結(jié)塊性能無(wú)差異。在外觀狀態(tài)方面，磷酸三鈣與蛋白粉顏色差異較大，會(huì)影響食品本身的色澤，氣相二氧化硅和微晶纖維素在顏色方面影響較小。在流動(dòng)性方面，3 款抗結(jié)劑在蛋白粉中均能起到一定的助流動(dòng)作用。根據(jù)安息角和崩潰角數(shù)據(jù)并結(jié)合添加量分析得出，氣相二氧化硅能在相對(duì)較低的添加量下起到最優(yōu)的助流動(dòng)效果。添加不同抗結(jié)劑的蛋白粉的顯微圖和崩潰角圖見(jiàn)圖2。
圖2 添加不同抗結(jié)劑的蛋白粉狀態(tài)圖
表6 蛋白粉中各抗結(jié)劑性能表現(xiàn)
2.3 食用裹粉中各抗結(jié)劑性能對(duì)比
食用裹粉中各抗結(jié)劑性能表現(xiàn)見(jiàn)表7。食用裹粉均未結(jié)塊，抗結(jié)塊性能無(wú)差異。根據(jù)安息角和崩潰角數(shù)據(jù)并結(jié)合添加量分析，相比其他兩種類型的抗結(jié)劑，氣相二氧化硅能在相對(duì)較低的添加量下起到最優(yōu)的助流動(dòng)效果。添加不同抗結(jié)劑的食用裹粉的顯微圖和崩潰角圖見(jiàn)圖3。
圖3 添加不同抗結(jié)劑的食用裹粉狀態(tài)圖
表7 食用裹粉中各抗結(jié)劑性能表現(xiàn)
2.4 氣相二氧化硅吸油值對(duì)抗結(jié)性能的影響
不同吸油值對(duì)紅棗粉抗結(jié)性能的影響見(jiàn)表8。通過(guò)調(diào)整氣相二氧化硅制備工藝，得到不同吸油值的氣相二氧化硅粉體，經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)及測(cè)試可以確認(rèn)，吸油值對(duì)抗結(jié)性能影響較大，吸油值大對(duì)抗結(jié)性能有促進(jìn)作用。
表8 不同吸油值對(duì)紅棗粉抗結(jié)性能的影響
3 結(jié)論
通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試可以確認(rèn)，氣相二氧化硅在實(shí)驗(yàn)的3 類固體粉末食品中均能起到較好的抗結(jié)作用。在實(shí)驗(yàn)的3 種類型抗結(jié)劑氣相二氧化硅、磷酸三鈣、微晶纖維素中，氣相二氧化硅在相對(duì)較低的添加量（0.5%～1.0%）條件下，可達(dá)到更優(yōu)的抗結(jié)效果，同時(shí)在粉體助流動(dòng)性能上，氣相二氧化硅也體現(xiàn)更優(yōu)的效果。通過(guò)對(duì)不同吸油值的批量實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果分析，可以確認(rèn)吸油值對(duì)抗結(jié)性能影響較大，吸油值大對(duì)抗結(jié)性能有促進(jìn)作用。
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