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膨潤土在食品行業(yè)領域的應用

2020/11/10 9:25:30

我國膨潤土礦資源豐富,分布廣泛。根據(jù)膨潤土礦床(點)的成群、成帶分布特點,可將我國膨潤土礦床歸納為5個主要礦帶、4個主要產區(qū)。礦帶由黑龍江賓縣經吉林省九臺、雙陽,遼寧黑山、建平、凌源到河北、山西、陜西至四川??;第二礦帶由黑龍江東部海林縣經山東、河南、安徽到湖北、湖南境內;第三礦帶由浙江省經江蘇、福建、廣東到廣西自治區(qū);第四礦帶在新疆至甘肅一線;第五礦帶為西藏至云南、貴州一線。一至四礦帶為我國膨潤土礦4個主要產區(qū)。

膨潤土在食品工業(yè)中的應用主要有以下幾種:

動植物油脫色精煉中的應用

動植物油是人民生活中不可缺少的物質,但動植物油中含有許多雜質、色素和臭味物質,其中某些物質危害身體健康。隨著生活水平的提高,對動植物油的質量、純度和味道要求越來越高,需對其進行脫色、去除臭味和雜質處理。以膨潤土為原料經無機酸活化后制得活性白土。在活化過程中,由于H+會置換層間的陽離子,如Ca+、Mg+、K+、Na+等,使它們溶出,同時強酸還可溶去八面體結構中的鋁離子,并清除礦物表面雜質,疏通孔道,使孔容積和表面積顯著增大。因而產品的吸附能力增強,脫色力提高。可廣泛用于動植物脂的脫色精煉。

活性白土最重要的性能是其吸附和脫色能力。其吸附作用主要表現(xiàn)為兩種形式:物理吸附和化學吸附,產生物理吸附的力是范德華力,這種力普遍存在于吸附劑表面及吸附質分子之間,除去動植物油中如:胡蘿卜素、葉黃素和葉綠素等有機色素、磷脂與脂糖及有害成分,如:黃曲霉毒素、游離棉酚等;化學吸附是依靠形成的化學鍵,具有明顯的選擇性,如對含羥基物質、微量金屬(微量鐵、銅、鎳等)及皂類物質(鈣皂、鎂皂等)等雜質有選擇性吸附功能;同時也可以脫除油脂中的一些氧化產物醛、酮、環(huán)氧化物等化合物。達到脫色、去臭、去毒、降低油脂氧化的目的,從而提高食用油的質量并延長其貯藏期。目前廣泛適用于各類動植物油的脫色,如豆油、菜籽油、花生油、棉籽油、葵花油、棕櫚油、椰子油、蓖麻油、茶油、玉米胚油、精核油、麻油、桐油、紅花油等。

釀酒工業(yè)中的應用

膨潤土在葡萄酒釀造中的主要作用是:澄清、穩(wěn)定酒體,防止葡萄酒內蛋白質引起的渾濁、沉淀;顯著提高葡萄酒對蛋白質、鐵、銅的穩(wěn)定性,有效提高抗鐵、銅破敗病的能;提高出酒率,并部分改善酒的口感。有人認為膨潤土在釀制葡萄酒工藝中的葡萄粉碎前放入,可抑制葡萄汁中的氧化酶的作用,而且與SO2合用效果更好。而且膨潤土與明膠和酪蛋白結合使用可與葡萄中的單寧、色素結合,發(fā)生絮凝反應,并將這些物質除去,使葡萄酒澄清穩(wěn)定其效果更好。

膨潤土也可作為白酒的澄清劑,其能吸附白酒中的混濁物質(高級酯類及醇類),其用量一般控制在1.5~4%,作用7天,待其本身重力作用攜帶這些物質下沉到容器底部,再將上清液經絨布過濾。但適合低度酒使用。

在黃酒中的應用中,膨潤土與明膠結合使用有效的解決黃酒的非生物性沉淀問題。

在啤酒生產中,膨潤土作為穩(wěn)定劑也得到了廣泛應用,在過濾前將膨潤土懸浮液加入冷卻了的啤酒中,使其有足夠的時間沉淀。加入的膨潤土數(shù)量視期望達到的穩(wěn)定程度和啤酒的蛋白質含量而定,通常為50~150g/Kl。

在果酒、配制型酒中,膨潤土也有廣泛的應用前景。如配制型枸杞酒,在很短的存放時間會出現(xiàn)渾濁、失光、沉淀等問題,其主要影響因素是以蛋白質為首的大分子物質的聚集和沉淀。而利用膨潤土處理后,穩(wěn)定性提高,尤其在低度酒中,膨潤土對蛋白質的吸附效果顯著,而且對枸杞多糖吸附很少,不經果膠酶處理,在自然條件下存放3個月不產生混濁和沉淀。

在飲料工業(yè)中的應用

膨潤土用在果汁的澄清處理中,既可以吸附單寧等多酚類物質,又可以吸附蛋白質等大分子膠體粒子,還可與金屬離子絡合,從而消除引起果汁非生物混濁的多種因素,取得了理想的效果。

在調味品加工中的應用

膨潤土應用在醬油加工中,可以提高醬油氨基酸生成率和全氮利用率,同時提高醬油的營養(yǎng)。因膨潤土含有微量元素,制曲時能補充米曲霉、黑曲霉的生長因子,促進曲霉菌更好的生長,對提高蛋白酶活力有一定的促進作用;同時微量元素也是蛋白酶作用的重要催化劑和激活劑,促使蛋白酶更好地作用于底物蛋白,從而進一步提高氨基酸生成率和全氮利用率;微量元素最終存在于醬油成品中,可以完善醬油的營養(yǎng)組分,提高醬油的營養(yǎng)價值,適應消費者結構的改變。

近年來,以殼聚糖和膨潤土為原料,研制的膨潤土負載殼聚糖澄清劑,可有效清除陳醋中渾濁物、沉淀物。其添加量為1.5%、作用時間為5min、作用溫度為室溫時就可達到很好的澄清效果。而且膨潤土負載殼聚糖無毒、無害,對環(huán)境無污染。

膨潤土經改性后可廣泛用于味精生產。曾報道膨潤土經改性劑羧甲基纖維素鹽處理后,對味精生產中的淀粉糖化液進行脫色試驗,對葡萄糖并不產生吸附作用,而使糖化液中砷含量下降87%,粗蛋白含量下降27%,有利于提高味精的質量。然而膨潤土對蛋白質、氨基酸的吸附作用,在水溶液中主要以離子交換、極性力、分子間力等方式。其中對堿性賴氨酸吸附能力最強,非極性丙氨酸吸附能力最小,其吸附數(shù)量相差5倍之多。鈣膨潤土吸附氨基酸能力好于鈉膨潤土,且pH值是影響吸附的主要因素,當pH=2.2時膨潤土吸附賴氨酸量;酸處理膨潤土吸附賴氨酸能力最強。

由于膨潤土礦成因不同,地域不同,其內部成分及特性等存在很大差別,給膨潤土的深加工帶來很大的困難,產品的質量波動較大,大大限制了膨潤土在更多領域的應用和推廣。目前國內在食品工業(yè)中應用的膨潤土大部分是靠進口,市場需求量很大,這就要求研究者們應針對國內原料的特點,加強對膨潤土的結構、特性及其脫色澄清機理的深入研究,并開展膨潤土的提純、改性及應用研究,拓寬其應用領域。

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