Curdlan

Curdlane sind eine Klasse wasserunlöslicher Dextrane, die von Mikroorganismen produziert werden und aus -(1→3)-glykosidischen Bindungen bestehen. Wenn ihre Suspensionen erhitzt werden, können sie sowohl harte, elastische, hitze-irreversible als auch hitze{7}reversible Gele bilden.

Durch Erhitzen einer Suspension koagulierender Polysaccharide entsteht ein farbloses, geschmacks- und geruchloses Gel. Im Gegensatz zu allgemeinen Geliermitteln erfordern koagulierende Polysaccharide zusätzliche Bedingungen, um ein Gel zu bilden (z. B. Abkühlen nach dem Erhitzen, das Vorhandensein eines Calciumcarbonats oder einen bestimmten pH-Wert und eine bestimmte Saccharosekonzentration). Diese einzigartige Geliereigenschaft verleiht koagulierenden Polysacchariden besondere Anwendungsmöglichkeiten in der Lebensmittelindustrie.

Gelbildung

Koagulierende Polysaccharide können je nach Erhitzungstemperatur zwei verschiedene Arten von Gelen bilden. Durch Erhitzen einer wässrigen Dispersion (über 2 %) auf 54–80 Grad und anschließendes Abkühlen auf 40 Grad entsteht ein wärme-reversibles Gel mit geringer-Festigkeit. Durch erneutes Erhitzen auf 70 Grad löst sich das Gel wieder auf, eine Eigenschaft, die der von Agar ähnelt. Durch mehrere Minuten langes Erhitzen kondensierter Polysaccharide auf über 80 Grad (80-130 Grad) entsteht ein thermisch irreversibles, hochfestes Gel, das sich beim erneuten Erhitzen nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur nicht auflöst. Das resultierende thermisch irreversible Gel ist bei Raumtemperatur spröde und hart; seine Härte nimmt beim Erhitzen oder Kochen ab, seine Elastizität bleibt jedoch unverändert. Auch nach längerem Kochen löst es sich nicht auf oder wird weich.

Faktoren, die die Gelstärke beeinflussen

A. Die Konzentration hat einen gewissen Einfluss auf die Gelstärke kondensierter Polysaccharide. Wenn die Konzentration an kondensierten Polysacchariden zunimmt, nimmt die Stärke ab etwa 3 % dramatisch zu und übersteigt die Stärke von Agar bei gleicher Konzentration. Seine Geleigenschaften liegen zwischen der Sprödigkeit von Agar und der Dehnbarkeit von Gelatine.

B. Der Einfluss des pH-Werts auf die Gelstärke. Kondensierte Polysaccharide sind sehr anpassungsfähig an den pH-Wert und zeigen gute gelbildende Eigenschaften innerhalb eines pH-Bereichs von 2–10.

C. Die Wirkung anorganischer Salze auf die Gelstärke. Verschiedene anorganische Salze haben nahezu keinen Einfluss auf die Gelfestigkeit kondensierter Polysaccharide, aber Na₂B₄O₇ kann die Gelfestigkeit deutlich verbessern.

Eigenschaften des Gels

Mit Gel-beschichtete Polysaccharidgele bleiben sowohl unter Gefrier- als auch unter Auftaubedingungen stabil, eine Eigenschaft, die sie von vielen Geliermitteln abhebt. Studien haben gezeigt, dass eine 20-stündige Lagerung von Polysaccharid-Gelen bei 4 Grad keinen Einfluss auf die Gelfestigkeit hat. Nach dem Einfrieren (-40 Grad) und Auftauen verändert sich die Gelstärke des gelbeschichteten Polysaccharids nur minimal, während die Gelstärke von Agar und Carrageen etwa 1/10 bzw. 1/5 beträgt und die Gelblöcke eine schwammige Textur annehmen und nach dem Auftauen Wasser verlieren.

• Molekulare Struktur und Morphologie: Gelpolysaccharid ist ein lineares Dextran, das aus 400-500 D-Glucoseresten besteht, die durch -1,3-D-glucosidische Bindungen verbunden sind. Es hat keine verzweigte Struktur und sein Molekulargewicht liegt typischerweise im Bereich von 44.000 bis 100.000. Im Handel handelt es sich meist um ein weißes bis hellbraunes kristallines Pulver, das nahezu geruchs- und geschmacklos ist.
• Löslichkeitseigenschaften: Dieses Polysaccharid ist in Wasser, Ethanol und den meisten organischen Lösungsmitteln unlöslich, aber in alkalischen Lösungen (wie Natriumhydroxidlösung), Dimethylsulfoxid (DMSO) und Ameisensäure löslich. Es quillt in Wasser auf und vergrößert sein Volumen um etwa das Zehnfache, so dass es zur Verwendung als Suspension vorbereitet werden muss.
• Gelbildungsmechanismus: Gelpolysaccharid weist einzigartige Thermogelierungseigenschaften auf und bildet je nach Erhitzungstemperatur zwei Arten von Gelen:

1.Thermoreversibles Gel: Wenn die wässrige Dispersion auf 54–80 Grad erhitzt und dann auf 40 Grad abgekühlt wird, bildet sich ein Gel mit geringer -Festigkeit. Durch erneutes Erhitzen auf 70 Grad löst sich das Gel auf.

2. Irreversibles durch Hitze-induziertes Gel: Erhitzen auf über 80 Grad (80-130 Grad) für einige Minuten bildet ein hochfestes Gel, das sich beim erneuten Erhitzen nach dem Abkühlen nicht auflöst. Es hat eine spröde, harte Textur und ist kochfest.

Die Suspension aus geronnenem Polysaccharid kann beim Erhitzen ein farb-, geschmacks- und geruchloses Gel bilden. Es unterscheidet sich von allgemeinen Geliermitteln. Zusätzlich zum Erhitzen sind weitere Bedingungen erforderlich, um ein Gel zu bilden (z. B. Abkühlen nach dem Erhitzen, etwa das Vorhandensein eines Messgeräts oder ein bestimmter pH-Wert und eine bestimmte Saccharosekonzentration). Diese einzigartige Geliereigenschaft macht es besonders nützlich in der Lebensmittelindustrie.
Gelbildung
Abhängig von der Erhitzungstemperatur können zwei Gele mit unterschiedlichen Eigenschaften gebildet werden. Durch Erhitzen der wässrigen Dispersion (mehr als 2 %) auf 54 {4}}80 Grad und anschließendes Abkühlen auf 40 Grad kann ein thermisch reversibles Gel mit geringer Festigkeit gebildet werden. Beim erneuten Erhitzen auf 70 Grad löst sich das Gel wieder auf. Diese Eigenschaft ähnelt Agar. Wenn geronnenes Polysaccharid einige Minuten lang auf über 80 Grad (80-130 Grad) erhitzt wird, entsteht ein thermisch irreversibles, hochfestes Gel, das sich beim erneuten Erhitzen nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur nicht auflöst. Das gebildete thermoirreversible Gel hat bei Raumtemperatur eine spröde und harte Textur. Beim Erhitzen und Dämpfen nimmt die Härte ab, die Elastizität nimmt jedoch nicht ab. Bei längerem Kochen löst es sich nicht auf und wird auch nicht weich.
Faktoren, die die Gelstärke beeinflussen
A. Die Konzentration hat einen gewissen Einfluss auf die Gelstärke
Mit zunehmender Konzentration nimmt seine Stärke zu. Ab etwa 3 % steigt die Gelstärke stark an, was höher ist als die Stärke von Agar bei gleicher Konzentration. Seine Geleigenschaften liegen zwischen der Sprödigkeit von Agar und der Duktilität von Gelatine.
B. Einfluss des pH-Werts auf die Gelstärke
Es verfügt über eine starke Anpassungsfähigkeit an den pH-Wert und gute gelbildende Eigenschaften im pH-Bereich von 2 bis 10.
C. Einfluss anorganischer Salze auf die Gelfestigkeit Verschiedene anorganische Salze haben nahezu keinen Einfluss auf die Gelfestigkeit, Na2B407 kann die Gelfestigkeit jedoch erheblich steigern.
Geleigenschaften
Das Gel bleibt beim Einfrieren und Auftauen stabil, eine Eigenschaft, die es von anderen Geliermitteln abhebt. Studien von Yukihiro Nakao und anderen haben gezeigt, dass die 20-stündige Lagerung von Polysaccharid-Gelen bei 4 Grad keinen Einfluss auf die Gelfestigkeit hat. Die geronnenen Polysaccharide, Agar und Carrageenan wurden durch Einfrieren (-40 Grad) zersetzt.
Nach der Gefrierbehandlung ändert sich die Gelstärke des geronnenen Polysaccharids kaum, während die Gelstärke von Agar und Carrageen etwa 1/10 bzw. 1/5 beträgt und der Gelblock eine schwammartige Textur annimmt und nach dem Auftauen Wasser verliert.
Geronnenes Polysaccharidgel hat eine starke ölhaltige Eigenschaft. Nach dem Homogenisieren einer Mischung aus 3 % geronnenem Polysaccharid und verschiedenen Konzentrationen Maisöl und 10-minütigem Erhitzen auf 95 Grad nimmt die Gelfestigkeit und Austrocknung ab, wenn der Ölgehalt zunimmt. Die Tarife wurden gesenkt. Wenn der Ölgehalt 24 % erreicht, kommt es während und nach der Gelbildung nicht zu einer Ölabscheidung. Durch Auspressen des ölhaltigen Gels zwischen zwei Platten kann nur ein Teil des Wassers entfernt werden. Das Öl verbleibt mit einem Gehalt von bis zu 85 % weiterhin im Trockenmaterial, das Trockenmaterial nimmt Wasser auf und geht wieder in den Gelzustand über. Darüber hinaus können kampferähnliche Substanzen wie Beta-Pinen und Linalalkohol sowie fettlösliche Vitamine in das Gel aufgenommen werden, und nach der Entfernung von Wasser kann ein trockenes Produkt erhalten werden, ohne dass diese hydrophoben Substanzen verloren gehen.
Durch Auspressen des nicht-erhitzten Gels aus koaguliertem Polysaccharid, um Wasser zu entfernen, können trockene Flocken erhalten werden. Solche Flocken nehmen leicht Wasser auf und quellen unter Bildung eines regenerierten Gels auf. Diese Eigenschaft kann zur Herstellung verschiedener essbarer Flocken und Instant-Gelee genutzt werden. Ein gelartiger Film kann durch Extrudieren einer wässrigen NaOH-Lösung mit 15 % koaguliertem Polysaccharid in ein saures Lösungsmittel mithilfe einer Filmherstellungsausrüstung hergestellt werden, die getrocknet und vorbereitet werden kann. Dieser Film ist transparent und dehnt sich in heißem Wasser leicht aus, ist jedoch unlöslich. Seine Festigkeit beträgt 1/3 bis 1/4 der von Zellulosefolie. Daher eignet es sich als Folie für verschiedene Lebensmittel.

Anwendung in der Lebensmittelindustrie
Aufgrund seiner guten Verarbeitungsanpassungsfähigkeit, wie z. B. Wasserretention, Gefrierbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, Haftung und Filmbildungseigenschaften, wird es in verschiedenen Bereichen der Lebensmittelindustrie häufig eingesetzt. Verschiedene Spezialpräparate, die für unterschiedliche Lebensmittel geeignet sind, wurden entwickelt und angewendet. Es kann als Lebensmittelzusatzstoff und als Hauptbestandteil von Lebensmitteln verwendet werden.
1.1 Anwendung in Fleischprodukten
Die Feuchtigkeitsaufnahmerate ist bei 50–60 Grad maximal, wodurch es für die Anwendung in Fleischprodukten geeignet ist.
1.2 Anwendung in Mehlprodukten
Wenn es auf chinesische Nudeln, Soba-Nudeln und geschnittene Nudeln aufgetragen wird, kann es die Härte, Elastizität und Viskosität von Nudeln erhöhen, den Geschmack verbessern, das Quellen in heißem Wasser hemmen, das Kochen reduzieren und die Erosion der Suppe verringern.
1.3 Anwendung in Wasserprodukten
Wird in Wasserprodukten wie Fischfrikadellen, frittierten Fischfrikadellen, Fischbällchen, gefrorenem Fischhackfleisch usw. verwendet, kann es die Elastizität und Bissigkeit der Produkte verbessern und gleichzeitig die Härte erhöhen, um das Formen zu erleichtern.
1.4 Anwendung in Backwaren
Unter Ausnutzung der feuchtigkeitsspendenden, frischhaltenden und formbewahrenden Eigenschaften von Curdlan kann es auch Backwaren wie Kuchen, Käsekuchen usw. zugesetzt werden. Das Aussehen wird während der Verarbeitung nicht beeinträchtigt und die Feuchtigkeitsspeicherung nach der Verarbeitung ist gut. Selbst wenn es gekühlt wird, kommt es nicht zu Alterung und Abrieb. Die Dosierung beträgt im Allgemeinen 0,1 bis 0,4 %. Es wird als flüssige Füllung für Brot und Kuchen verwendet. Aufgrund des Geliereffekts behält es seine richtige Form und ist einfach zu bedienen. Durch Ändern der Zugabemenge können Härte und Formbeständigkeit angepasst werden. Bei Füllungen mit Honig-, Sahne- und Soßengeschmack beträgt die Verwendungsmenge im Allgemeinen 2 bis 5 %.
1.5 Anwendung in Tiefkühlprodukten
Wird als Stabilisator in Eiscreme verwendet, um dessen Formbeständigkeit zu verbessern. Die Kombination von Curdlan mit anderen Stabilisatoren funktioniert am besten. Die Nutzungsmenge beträgt im Allgemeinen 0,2 bis 0,3 %.
1.6 Anwendung in anderen Produkten
Es wird für dickflüssige und schwer zu handhabende Aromen wie Erdbeermarmelade, Honig und Mayonnaise verwendet. Daraus können Erdbeerscheiben, Honigscheiben, Mayonnaisescheiben usw. hergestellt werden. Diese Scheiben können direkt als aromatisierte Snacks gegessen werden und können auch zum Sandwichen und Füllen verwendet werden. , Sushi-Rollenkern usw. Gemüse, Obst und Fleischprodukte können mit Curdlan zu flockigen Lebensmitteln verarbeitet werden. Mit einem Ballaststoffgehalt von 98,6 % kann es als funktionelle Lebensmittelzutat zur Reduzierung von Hitze, zum Abnehmen, zur Vorbeugung von Verstopfung usw. sowie zur Herstellung gesunder Lebensmittel verwendet werden.

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