增稠劑
增稠劑是一種食品添加劑，主要用於改善和增加食品的粘稠度，保持流態食品、膠凍食品的色、香、味和穩定性，改善食品物理性狀，並能使食品有潤滑適口的感覺。增稠劑可提高食品的黏稠度或形成凝膠，從而改變食品的物理性狀，賦予食品黏潤、適宜的口感，併兼有乳化、穩定或使呈懸浮狀態的作用，中國目前批准使用的增稠劑品種有39種。增稠劑都是親水性高分子化合物，也稱水溶膠。按其來源可分為天然和化學合成（包括半合成）兩大類。
目錄
概述
增稠劑是一種流變助劑，不僅可以使塗料增稠，防止施工中出現流掛現象，而且能賦予塗料優異的機械性能和貯存穩定性。對於黏度較低的水性塗料來說，是非常重要的一類助劑。有水性和油性之分。尤其是水相增稠劑應用更為普遍。增稠劑實質上是一種流變助劑，加入增稠劑後能調節流變性，使膠黏劑和密封劑增稠，防止填料沉澱，賦予良好的物理機械穩定性，控制施工過程的流變性(施膠時不流掛、不滴淌、不飛液)，還能起着降低成本的作用。特別對於膠黏劑和密封劑的製造、儲存、使用都很重要，能夠改進和調節黏度，獲得穩定、防沉、減滲、防淌、觸變等性能。食品級的增稠劑-素肉粉是一種水相增稠劑，同時它也是一種油相增稠劑，也就是說，它遇水可以大量的吸水，吸水30倍時可以形成凝膠，吸水50-100倍時，可以成糊狀、吸水100-200倍時，可以使水體及含蛋白、油脂的體系形成濃郁感，質感強烈。素肉粉是由海洋藻類及陸生植物魔芋提取，藻類在生長的過程中會通過光合作用，將海里的二氧化碳吸收，對環境有好處，在食品中添加素肉粉，也是一種愛地球、綠色環保的生存方式。
種類
目前市場上可選用的增稠劑品種很多，主要有無機增稠劑、纖維素類、聚丙烯酸酯和締合型聚氨酯增稠劑四類。纖維素類增稠劑的使用歷史較長、品種很多，有甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素等，曾是增稠劑的主流，其中最常用的是羥乙基纖維素。聚丙烯酸酯增稠劑基本上可分為兩種：一種是水溶性的聚丙烯酸鹽；另一種是丙烯酸、甲基丙烯酸的均聚物或共聚物乳液增稠劑，這種增稠劑本身是酸性的，須用鹼或氨水中和至pH8~9才能達到增稠效果，也稱為丙烯酸鹼溶脹增稠劑。聚氨酯類增稠劑是近年來新開發的締合型增稠劑。無機增稠劑是一類吸水膨脹而形成觸變性的凝膠礦物。主要有膨潤土、凹凸棒土、硅酸鋁等，其中膨潤土最為常用。實際使用的增稠劑按作用機理可分為水相增稠劑和油相增稠劑兩大類，前者品種很多，後者相當少。
- 增稠劑有如下一些類別：
- (1)無機增稠劑(氣相法白炭黑、鈉基膨潤土、有機膨潤土、硅藻土、凹凸棒石土、分子篩、硅凝膠)。
- (2)纖維素醚(甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素)。
- (3)天然高分子及其衍生物(澱粉、明膠、海藻酸鈉、乾酪素、瓜爾膠、甲殼胺、阿拉伯樹膠、黃原膠、大豆蛋白膠、天然橡膠、羊毛脂、瓊脂)。
- (4)合成高分子(聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、卡波樹脂、聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸酯共聚乳液、順丁橡膠、丁苯橡膠、聚氨酯、改性聚脲、低分子聚乙烯蠟)。
- (5)絡合型有機金屬化合物(氨基醇絡合型鈦酸酯)。
- (6)印花增稠劑 包括 （分散增稠劑 塗料增稠劑 活性增稠劑 ）
增稠機理
纖維素類增稠劑的增稠機理是疏水主鏈與周圍水分子通過氫鍵締合，提高了聚合物本身的流體體積，減少了顆粒自由活動的空間，從而提高了體系黏度。也可以通過分子鏈的纏繞實現黏度的提高，表現為在靜態和低剪切有高黏度，在高剪切下為低黏度。這是因為靜態或低剪切速度時，纖維素分子鏈處於無序狀態而使體系呈現高粘性；而在高剪切速度時，分子平行於流動方向作有序排列，易於相互滑動，所以體系黏度下降。聚丙烯酸類增稠劑其增稠機理是增稠劑溶於水中，通過羧酸根離子的同性靜電斥力，分子鏈由螺旋狀伸展為棒狀，從而提高了水相的黏度。另外它還通過在乳膠粒與顏料之間架橋形成網狀結構，增加了體系的黏度。締合型聚氨酯類增稠劑A.J. Reuvers對締合型聚氨酯類增稠劑的增稠機理作了詳細的研究。這類增稠劑的分子結構中引入了親水基團和疏水基團，使其呈現出一定的表面活性劑的性質。當它的水溶液濃度超過某一特定濃度時，形成膠束，膠束和聚合物粒子締合形成網狀結構，使體系黏度增加。另一方面一個分子帶幾個膠束，降低了水分子的遷移性，使水相黏度也提高。這類增稠劑不僅對塗料的流變性產生影響，而且與相鄰的乳膠粒子間存在相互作用，如果這個作用太強的話，容易引起乳膠分層。無機增稠劑膨潤土是一種層狀硅酸鹽，吸水後膨脹形成絮狀物質，具有良好的懸浮性和分散性，與適量的水結合成膠狀體，在水中能釋放出帶電微粒，增大體系黏度。
各類增稠劑的特點及其選擇
纖維素類增稠劑纖維素類增稠劑的增稠效率高，尤其是對水相的增稠；對塗料塗料的限制少，應用廣泛；可使用的pH範圍大。但存在流平性較差，輥塗時飛濺現象較多、穩定性不好，易受微生物降解等缺點。由於其在高剪切下為低黏度，在靜態和低剪切有高黏度，所以塗布完成後，黏度迅速增加，可以防止流掛，但另一方面造成流平性較差。有研究表明，增稠劑的相對分子質量增加，乳膠塗料的飛濺性也增加。纖維素類增稠劑由於相對分子質量很大，所以易產生飛濺。此類增稠劑是通過「固定水」達到增稠效果，對顏料和乳膠粒子極少吸附，增稠劑的體積膨脹充滿整個水相，把懸浮的顏料和乳膠粒子擠到一邊，容易產生絮凝，因而穩定性不佳。由於是天然高分子，易受微生物攻擊。聚丙烯酸類增稠劑聚丙烯酸類增稠劑具有較強的增稠性和較好的流平性，生物穩定性好，但對pH值敏感、耐水性不佳。締合型聚氨酯類增稠劑這種締合結構在剪切力的作用下受到破壞，黏度降低，當剪切力消失黏度又可恢復，可防止施工過程出現流掛現象。並且其黏度恢復具有一定的滯後性，有利於塗膜流平。聚氨酯增稠劑的相對分子質量(數千至數萬)比前兩類增稠劑的相對分子質量(數十萬至數百萬)低得多，不會助長飛濺。纖維素類增稠劑高度的水溶性會影響塗膜的耐水性，但聚氨酯類增稠劑分子上同時具有親水和疏水基團，疏水基團與塗膜的基體有較強的親合性，可增強塗膜的耐水性。由於乳膠粒子參與了締合，不會產生絮凝，因而可使塗膜光滑，有較高的光澤度。締合型聚氨酯增稠劑許多性能優於其它增稠劑，但由於其獨特的膠束增稠機理，因而塗料配方中那些影響膠束的組分必然會對增稠性產生影響。用此類增稠劑時，應充分考慮各種因素對增稠性能的影響，不要輕易更換塗料所用的乳液、消泡劑、分散劑、成膜助劑等。無機增稠劑水性膨潤土增稠劑具有增稠性強、觸變性好、pH值適應範圍廣、穩定性好等優點。但由於膨潤土是一種無機粉末，吸光性好，能明顯降低塗膜表面光澤，起到類似消光劑的作用。所以，在有光乳膠塗料中使用膨潤土時，要注意控制用量。納米技術實現了無機物顆粒的納米化，也賦予了無機增稠劑一些新的性能。常用的增稠劑有纖維素醚及其衍生物類、締合型鹼溶脹增稠劑和聚氨酯增稠劑。
- （1）纖維素醚及其衍生物 ：纖維素醚及其衍生物類增稠劑主要有羥乙基纖維 素、甲基羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、甲基羥丙基纖維素等。疏水改性纖維素是在纖維素親水骨架上引入少量長鏈疏水烷基，從而成為締合型增稠劑，其增稠效果可與相對分子質量大得多的纖維素醚增稠劑品種相當。
- （2）鹼溶脹型增稠劑：鹼溶脹增稠劑分為兩類：非締合型鹼溶脹增稠劑和締合型鹼溶脹增稠劑。
- （3）聚氨酯增稠劑和疏水改性非聚氨酯增稠劑：聚氨酯增稠劑，是一種疏水基團改性乙氧基聚氨酯水溶性聚合物，屬於非離子型締合增稠劑。環境友好的締合型聚氨酯增稠劑開發已受到普遍重視，除了上面介紹的線性締合型聚氨酯增稠劑，還有梳狀締合聚氨酯增稠劑。
特性比較
增稠劑有着特定的流變學性質，抗酸性首推海藻酸丙二醇酯；增調性首選瓜爾豆膠；溶液假塑性、冷水中溶解度最強為黃原膠；乳化託附性以阿拉伯膠最佳；凝膠性瓊脂強於其它膠但凝膠透明度尤以卡拉膠為甚；卡拉膠在乳類穩定性方面也優於其它膠。
基本化學組成
對大多數增稠劑而言，它們的基本化學組成是單糖及其衍生物。常見的單糖包括葡萄糖、葡萄糖醛酸、甘露糖醛酸、鼠李糖、毗甘前半乳糖，古洛糖醛酸、半乳精、半乳精醛酸等。如羥丙基二澱粉磷酸酯是澱粉衍生物；明膠的主要成分是蛋白質；果膠是膳食纖維的一種。食品增稠劑都屬於大分子物質，絕大多數進入人體後不被人體消化吸收，如果膠、瓜爾膠、卡拉膠等，其作用與膳食纖維類似。少數增稠劑例如明膠，能夠被人體消化，但明膠主要成分是蛋白質，經過消化會分解為氨基酸，繼而參與人體代謝，是能吸收利用的營養物質。
實際應用
增稠劑又稱膠凝劑，用於食品時又稱糊料或食品膠。它可以提高物系粘度，使物系保持均勻的穩定的懸浮狀態或乳濁狀態，或形成凝膠。廣泛用於食品、塗料、膠黏劑、化妝品、洗滌劑、印染、橡膠、醫藥等領域。在塗料印花中，由增稠劑、水、粘合劑和塗料色漿組成的塗料印花色漿，印花色漿在印花機械力作用下，發生切變力，使印花色漿的粘度在瞬間大幅度降低；當切變力消失時，又恢復至原來的高粘度，使織物印花輪廓清晰。這種隨切變力的變化而發生的粘度變化，主要是靠增稠劑來實現的。在乳膠漆製造中，增稠劑對乳膠漆的增稠、穩定及流變性能起着多方面協調作用。再乳膠聚合過程中用作保護膠體，提高乳液的穩定性；再顏料、填料分散階段，提高分散物料的粘度而利於分散；在儲運過程中提高塗料穩定性及抗凍融性，防止顏料、填料沉底結塊；在施工中調節乳膠漆粘稠度，並呈良好的觸變性等。在食品中添加千分之幾的食品增稠劑，具有膠凝、成膜、持水、懸浮、乳化、泡沫穩定及潤滑等功效。對流態食品或凍膠食品的色、香、味、結構和食品的相對穩定性起着十分重要的作用。增稠劑大多屬於親水性高分子化合物，按來源分為動物類、植物類、礦物類、合成類或半合成類。簡單分可分為天然和合成兩大類。天然品大多數是從含多糖類粘性物質的植物及海藻類製取，如澱粉、果膠、瓊脂、明膠、海藻脂、角叉膠、糊精、黃耆膠、多糖素衍生物等；合成品有甲基纖維素、羧甲基纖維素等纖維素衍生物、澱粉衍生物、乾酪素、聚丙烯酸鈉、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、低分子聚乙烯蠟、聚丙烯酰胺等。飲料生產中常用的增稠劑以及作乳化穩定劑用的增稠劑主要有羧甲基纖維素鈉、藻酸丙二醇酯、卡拉膠、黃原膠、果膠、瓜爾豆膠、刺槐豆膠等。