Le prime applicazioni degli idrocolloidi risalgono all'antico Egitto, gli europei conoscevano la gomma di acacia e la Cina ha iniziato a coltivare il konjac nella dinastia Jin. Con il progredire della produzione sociale, sempre più idrocolloidi vengono utilizzati in campo alimentare e farmaceutico. Ad oggi, nel mondo sono disponibili più di 40 tipi di idrocolloidi per l'industria alimentare e le loro fonti e la loro distribuzione sono molto ampie.
Gli idrocolloidi sono grandi polisaccaridi, le cui unità chimiche di base sono monosaccaridi e loro derivati. Alcuni idrocolloidi contengono anche parti non zuccherine; questa particolare composizione chimica conferisce agli idrocolloidi proprietà molto speciali, di solito come agenti gelificanti, addensanti, emulsionanti, agenti filmogeni, agenti che trattengono l'acqua, adesivi, agenti di sospensione, agenti chiarificanti, stabilizzatori di schiuma, lubrificanti e altre applicazioni negli alimenti.
Esistono molti tipi di idrocolloidi, come ad esempio alginato, carragenina, gomma xantana, farina di semi di carrube, gomma di guar, e pectina.
Nella produzione di bevande, gli idrocolloidi possono essere utilizzati non solo come addensanti e gelificanti, ma anche per controllare la liquidità e la consistenza degli alimenti liquidi, modificare la deformabilità degli alimenti semisolidi e così via.
Di solito, la concentrazione di 0,025-0,5% è in grado di produrre viscosità e formare gel, migliorando efficacemente le proprietà sensoriali e aumentando la stabilità delle bevande.
Per la produzione di bevande è necessario scegliere i tipi di colloidi adatti. Nella scelta degli idrocolloidi si devono considerare i seguenti fattori.
Di solito, un singolo colloide non soddisfa tutte le condizioni di applicazione nella stessa bevanda. Pertanto, per ottenere l'effetto applicativo desiderato, è necessario comporre diversi colloidi commestibili in modo da ottenere 1+1>2, 1+1=2 o addirittura 1+1<2. Parliamo delle caratteristiche applicative degli idrocolloidi per alcuni tipi di bevande comuni sul mercato.
Il valore del pH delle bevande acide a base di succo di frutta è solitamente inferiore a 4,0 ed è difficile per i batteri con un'elevata resistenza al calore crescere e moltiplicarsi al di sotto di pH 4,0. Pertanto, l'oggetto della sterilizzazione è per lo più la superficie ammuffita o il lievito con scarsa resistenza al calore. Per mantenere la freschezza del succo, si ricorre solitamente alla pastorizzazione o alla sterilizzazione in acqua bollente a pressione atmosferica.
Il pH della maggior parte dei succhi di verdura acidi è di circa 5,0, il suo pH è relativamente alto, quindi l'oggetto della sterilizzazione sono i batteri termofili, che devono utilizzare la sterilizzazione ad alta temperatura e ad alta pressione. Pertanto, la scelta degli stabilizzatori per le bevande a base di succhi acidi e per le bevande a base di succhi vegetali acidi deve essere diversa: le prime dovrebbero utilizzare stabilizzatori con una maggiore resistenza agli acidi, come la pectina istantanea, la gomma xantana istantanea, l'alginato di glicole propilenico, ecc. Le seconde dovrebbero scegliere stabilizzatori con una maggiore resistenza al calore, come la gomma xantana istantanea e la CMC istantanea, ecc.
Inoltre, i succhi di frutta e verdura hanno di solito elevati requisiti di gusto, non solo per avere un senso di pienezza e devono essere croccanti, quindi è necessario scegliere una viscosità maggiore e caratteristiche di gel relativamente deboli dello stabilizzatore. Come la gomma xantana istantanea, la candeggina marina a base di glicole propilenico e la CMC istantanea, ecc. Se il succo contiene una grande quantità di polpa o di fibra di frutta, è necessario scegliere una viscosità maggiore e una maggiore capacità di gel, come ad esempio l'agar a bassa temperatura di attivazione, la pectina istantanea e il colloide di composizione adatto.
Le bevande a base di latte sono solitamente composte da succo di frutta, latte fresco o prodotti lattiero-caseari (latte fermentato), edulcoranti e stabilizzanti.
Il latte liquido soffre spesso dei seguenti difetti di qualità durante la produzione e lo stoccaggio.
(1) I prodotti lattiero-caseari liquidi neutri producono scarso sapore, galleggiamento dei grassi, coagulazione delle proteine, trasparenza, mancanza di sapore di latte, stratificazione e precipitazione.
(2) I prodotti lattiero-caseari liquidi acidi sono soggetti ad acidità, precipitazione del siero di latte, galleggiamento dei grassi, precipitazione delle proteine, stratificazione, gusto scadente e mancanza di sapore di latte.
Pertanto, esiste anche un rischio potenziale di difetti di qualità nelle bevande lattiero-casearie prodotte con latte liquido o latte liquido ridotto.
Allo stesso tempo, le proteine del latte sono facili da coagulare e precipitare con l'acido pectico, la pectina e il tannino nel succo. Pertanto, la scelta di stabilizzatori adatti a risolvere i problemi sopra descritti è la priorità assoluta nello sviluppo di formulazioni di bevande a base di latte.
La pectina istantanea, la gomma xantana istantanea, l'alginato di propilenglicole e la CMC istantanea possono essere utilizzati come stabilizzatori emulsionanti per aumentare la stabilità delle bevande a base di latte.
Le bevande neutre contenenti latte possono anche scegliere la carragenina, ecc. come stabilizzatore dell'emulsione.
Inoltre, possono essere forniti stabilizzatori dedicati alle bevande lattiero-casearie neutre come il latte di arachidi, il latte di cocco, il latte di noci, il latte di mandorle, il latte di sesamo, il latte dolce, il latte di soia, il latte al caffè, il latte al cioccolato, ecc. e stabilizzatori dedicati alle bevande lattiero-casearie acide (in grado di proteggere le proteine in condizioni di riscaldamento acido per migliorare la morbidezza della bevanda).
Le bevande gassate richiedono solitamente che gli oli essenziali siano trasformati in aromi emulsionati o in agenti principali nel processo di produzione, quindi gli stabilizzatori di emulsione hanno un ruolo importante nella produzione di bevande gassate.
Tra gli idrocolloidi, la gomma arabica e l'amido modificato sono gli idrocolloidi più utilizzati per la produzione di tali aromi emulsionati o agenti principali.
Inoltre, per migliorare la capacità di emulsionare della gomma arabica, la modifica dell'innesto sulla base della gomma arabica tradizionale permette di produrre gomma arabica modificata, che offre la possibilità di produrre sapori emulsionati in quantità elevata e di risparmiare sui costi di formulazione dei sapori emulsionati.
Con la popolarità delle tisane in tutto il paese, una serie di bevande funzionali per la salute e di sostituti alimentari ha iniziato ad emergere sul mercato.
Gli idrocolloidi svolgono un ruolo importante nella produzione di queste bevande. In primo luogo, nell'ambito delle normative, gli idrocolloidi possono essere aggiunti alle bevande come fibre alimentari, quali gomma arabica, inulina e gomma di guar per eliminare il sapore di pesce dei fagioli, ecc.
In secondo luogo, gli idrocolloidi hanno anche la funzione di prevenire la sedimentazione e la stratificazione, di proteggere le proteine dei cereali, di controllare l'assorbimento dell'acqua e il rigonfiamento delle fibre grezze e di prevenire l'invecchiamento dell'amido durante il periodo di conservazione nei sostitutivi delle farine di cereali puri contenenti una grande quantità di fibre grezze. l'invecchiamento dell'amido durante il periodo di conservazione.
Gli stabilizzatori di compounding sono una delle scelte migliori per risolvere questi problemi di qualità del prodotto.
Gli idrocolloidi nelle bevande solide hanno la funzione di esaltare il gusto e di sospendere le particelle solide fini che sono insolubili in acqua (ad esempio, tè in polvere, caffè in polvere, cacao in polvere).
Poiché la fermentabilità e l'immediatezza sono fondamentali per le bevande solide, è necessario scegliere stabilizzatori con una forte solubilità istantanea e un rigoroso controllo microbico. Come la gomma di xanthan istantanea, l'agar istantaneo, la gomma di guar dissodata e la carragenina, ecc.
L'alginato di glicole propilenico può essere utilizzato come stabilizzatore di schiuma nelle bevande alcoliche come la birra.
Nelle caramelle liquide da spruzzare per via orale (una bevanda a bassa acidità), che hanno un pH di soli 1,5-2,1, è necessario utilizzare gomma xantana istantanea e pectina istantanea, che sono più resistenti agli acidi.
Negli ultimi anni, la velocità dell'innovazione delle bevande è stata rapida e molte nuove e interessanti bevande nutrienti e deliziose stanno emergendo sul mercato, per cui l'applicazione degli idrocolloidi nelle bevande sarà certamente sempre maggiore e la tecnologia di applicazione perfetta richiede gli sforzi congiunti degli sviluppatori di formulazioni di bevande e degli sviluppatori e applicatori di idrocolloidi.
Applicazione dell'agar nelle bevande liquide
Le applicazioni della carragenina nella birra e nei vini di frutta
L'agar nelle bevande rinfrescanti e le sue straordinarie proprietà dimagranti
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