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1302-78-9 / 膨润土在食品行业领域的应用

我国膨润土矿资源丰富,分布广泛。根据膨润土矿床(点)的成群、成带分布特点,可将我国膨润土矿床归纳为5个主要矿带、4个主要产区。第一矿带由黑龙江宾县经吉林省九台、双阳,辽宁黑山、建平、凌源到河北、山西、陕西至四川省;第二矿带由黑龙江东部海林县经山东、河南、安徽到湖北、湖南境内;第三矿带由浙江省经江苏、福建、广东到广西自治区;第四矿带在新疆至甘肃一线;第五矿带为西藏至云南、贵州一线。一至四矿带为我国膨润土矿4个主要产区。

膨润土在食品工业中的应用主要有以下几种:

动植物油脱色精炼中的应用

动植物油是人民生活中不可缺少的物质,但动植物油中含有许多杂质、色素和臭味物质,其中某些物质危害身体健康。随着生活水平的提高,对动植物油的质量、纯度和味道要求越来越高,需对其进行脱色、去除臭味和杂质处理。以膨润土为原料经无机酸活化后制得活性白土。在活化过程中,由于H+会置换层间的阳离子,如Ca+、Mg+、K+、Na+等,使它们溶出,同时强酸还可溶去八面体结构中的铝离子,并清除矿物表面杂质,疏通孔道,使孔容积和表面积显著增大。因而产品的吸附能力增强,脱色力提高。可广泛用于动植物脂的脱色精炼。

膨润土在食品行业领域的应用

活性白土最重要的性能是其吸附和脱色能力。其吸附作用主要表现为两种形式:物理吸附和化学吸附,产生物理吸附的力是范德华力,这种力普遍存在于吸附剂表面及吸附质分子之间,除去动植物油中如:胡萝卜素、叶黄素和叶绿素等有机色素、磷脂与脂糖及有害成分,如:黄曲霉毒素、游离棉酚等;化学吸附是依靠形成的化学键,具有明显的选择性,如对含羟基物质、微量金属(微量铁、铜、镍等)及皂类物质(钙皂、镁皂等)等杂质有选择性吸附功能;同时也可以脱除油脂中的一些氧化产物醛、酮、环氧化物等化合物。达到脱色、去臭、去毒、降低油脂氧化的目的,从而提高食用油的质量并延长其贮藏期。目前广泛适用于各类动植物油的脱色,如豆油、菜籽油、花生油、棉籽油、葵花油、棕榈油、椰子油、蓖麻油、茶油、玉米胚油、精核油、麻油、桐油、红花油等。

酿酒工业中的应用

膨润土在葡萄酒酿造中的主要作用是:澄清、稳定酒体,防止葡萄酒内蛋白质引起的浑浊、沉淀;显著提高葡萄酒对蛋白质、铁、铜的稳定性,有效提高抗铁、铜破败病的能;提高出酒率,并部分改善酒的口感。有人认为膨润土在酿制葡萄酒工艺中的葡萄粉碎前放入,可抑制葡萄汁中的氧化酶的作用,而且与SO2合用效果更好。而且膨润土与明胶和酪蛋白结合使用可与葡萄中的单宁、色素结合,发生絮凝反应,并将这些物质除去,使葡萄酒澄清稳定其效果更好。

膨润土也可作为白酒的澄清剂,其能吸附白酒中的混浊物质(高级酯类及醇类),其用量一般控制在1.5~4%,作用7天,待其本身重力作用携带这些物质下沉到容器底部,再将上清液经绒布过滤。但适合低度酒使用。

在黄酒中的应用中,膨润土与明胶结合使用有效的解决黄酒的非生物性沉淀问题。

在啤酒生产中,膨润土作为稳定剂也得到了广泛应用,在过滤前将膨润土悬浮液加入冷却了的啤酒中,使其有足够的时间沉淀。加入的膨润土数量视期望达到的稳定程度和啤酒的蛋白质含量而定,通常为50~150g/Kl。

在果酒、配制型酒中,膨润土也有广泛的应用前景。如配制型枸杞酒,在很短的存放时间会出现浑浊、失光、沉淀等问题,其主要影响因素是以蛋白质为首的大分子物质的聚集和沉淀。而利用膨润土处理后,稳定性提高,尤其在低度酒中,膨润土对蛋白质的吸附效果显著,而且对枸杞多糖吸附很少,不经果胶酶处理,在自然条件下存放3个月不产生混浊和沉淀。

在饮料工业中的应用

膨润土用在果汁的澄清处理中,既可以吸附单宁等多酚类物质,又可以吸附蛋白质等大分子胶体粒子,还可与金属离子络合,从而消除引起果汁非生物混浊的多种因素,取得了理想的效果。

在调味品加工中的应用

膨润土应用在酱油加工中,可以提高酱油氨基酸生成率和全氮利用率,同时提高酱油的营养。因膨润土含有微量元素,制曲时能补充米曲霉、黑曲霉的生长因子,促进曲霉菌更好的生长,对提高蛋白酶活力有一定的促进作用;同时微量元素也是蛋白酶作用的重要催化剂和激活剂,促使蛋白酶更好地作用于底物蛋白,从而进一步提高氨基酸生成率和全氮利用率;微量元素最终存在于酱油成品中,可以完善酱油的营养组分,提高酱油的营养价值,适应消费者结构的改变。

近年来,以壳聚糖和膨润土为原料,研制的膨润土负载壳聚糖澄清剂,可有效清除陈醋中浑浊物、沉淀物。其添加量为1.5%、作用时间为5min、作用温度为室温时就可达到很好的澄清效果。而且膨润土负载壳聚糖无毒、无害,对环境无污染。

膨润土经改性后可广泛用于味精生产。曾报道膨润土经改性剂羧甲基纤维素盐处理后,对味精生产中的淀粉糖化液进行脱色试验,对葡萄糖并不产生吸附作用,而使糖化液中砷含量下降87%,粗蛋白含量下降27%,有利于提高味精的质量。然而膨润土对蛋白质、氨基酸的吸附作用,在水溶液中主要以离子交换、极性力、分子间力等方式。其中对碱性赖氨酸吸附能力最强,非极性丙氨酸吸附能力最小,其吸附数量相差5倍之多。钙膨润土吸附氨基酸能力好于钠膨润土,且pH值是影响吸附的主要因素,当pH=2.2时膨润土吸附赖氨酸量最大;酸处理膨润土吸附赖氨酸能力最强。

由于膨润土矿成因不同,地域不同,其内部成分及特性等存在很大差别,给膨润土的深加工带来很大的困难,产品的质量波动较大,大大限制了膨润土在更多领域的应用和推广。目前国内在食品工业中应用的膨润土大部分是靠进口,市场需求量很大,这就要求研究者们应针对国内原料的特点,加强对膨润土的结构、特性及其脱色澄清机理的深入研究,并开展膨润土的提纯、改性及应用研究,拓宽其应用领域。