식품 등급 실리카의 밀가루 제품 개선제 적용에 대한 기술 분석

创建于05.25

식품 등급 실리카의 밀가루 제품 개선제 적용에 대한 기술 분석

I. 식품 등급 실리카의 특성 및 기능적 포지셔닝

식품 등급 실리카(화학식 SiO₂, CAS 번호 7631-86-9)는 일반적으로 높은 비표면적(50-600 m²/g), 다공성 구조(공극 크기 2-50 nm) 및 표면 수산기 활성을 가진 비정질 분말입니다. 그 핵심 기능은 물리적 흡착 및 공간 지지에서 비롯됩니다. 밀가루 제품의 개선에서 주로 다음과 같은 차원에서 기능합니다:

신체 개선

화학적 안정화

운송 기능

II. 핵심 응용 시나리오 및 작용 메커니즘

(I) 분말 재료의 응집 방지 및 가공 성능 최적화

1. 작동 원리

파우더 입자 사이의 자유 수분을 모세관 흡착 효과를 통해 포착합니다(흡착 용량은 자신의 질량의 30%-50%에 이를 수 있음), 입자 간의 액체 다리 연결을 방해합니다. 나노 규모의 입자(1-10 μm)는 파우더의 틈을 채워 입자 간 마찰 계수를 줄여줍니다(동적 마찰 계수는 20%-30% 감소할 수 있음).

2. 전형적인 응용 프로그램

밀가루 및 혼합 밀가루

베이킹 프리믹스

(II) 반죽 구조 강화 및 질감 개선

1. 글루텐 네트워크 강화 메커니즘

실리카 입자(평균 입자 크기 5-15 μm)는 물리적 교차 연결 노드로 작용하여 기계적 맞물림을 통해 글루텐 단백질의 교차 연결 밀도를 증가시킵니다(주사 전자 현미경은 글루텐 섬유의 직경이 8-12 μm에서 5-8 μm로 정제되었음을 보여줍니다). 한편, 이들은 반죽의 자유 수분을 흡착하여 글루텐 단백질의 수분 공급을 더욱 충분하게 합니다(수분 흡수는 2%-5% 증가합니다).

2. 제품 질감 최적화의 효과

밀가루 제품 종류	주요 지표 개선사항	전형적인 데이터 비교
빵	특정 부피 / 기공 균일성	0.3%로 추가했을 때, 특정 부피는 3.8 mL/g에서 4.5 mL/g로 증가하고, 기공 직경의 변동 계수(CV)는 18% 감소합니다.
신선한 생면	인장 강도 / 파손율	인장 강도가 15%-20% 증가하고, 3분 동안 끓인 후 파손율이 12%에서 5% 미만으로 감소합니다.
냉동 만두 피	동결-해동 내성	-18°C에서 30일 동안 저장한 후, 파열률이 22%에서 8%로 감소합니다 (0.2% 트레할로스와 함께).

(III) 오일 관리 및 유통 기한 연장

1. 오일 흡수 및 항산화의 이중 기능

다공성 구조(pore volume 0.6-1.2 cm³/g)는 자신의 질량의 2-3배에 해당하는 기름을 흡착할 수 있으며, 튀긴 밀가루 제품(예: 튀긴 반죽 스틱)의 기름 흡수 속도를 억제합니다(10%-15% 감소). 동시에 산소 접촉을 차단함으로써 기름의 과산화물 가치(POV) 성장 속도를 25%-30% 줄입니다.

2. 응용 예시

쇼트브레드 쿠키

베이커리 오일 프리믹스

(IV) 복합 개선제를 위한 효율적인 운반체

1. 운송업체 특성의 장점

분산성

화학적 비활성

2. 제형 과정의 주요 사항

두 단계 혼합 방법을 채택하는 것이 좋습니다: 먼저, 실리카를 소량 성분(예: 효소 준비물, 비율 1:1)과 10분 동안 미리 혼합한 후, 밀가루와 같은 대량 원자재와 혼합하여 혼합 균일성의 변동 계수(CV)가 5% 미만이 되도록 합니다.

III. 사용 사양 및 안전 관리

(I) 규제 기준 근거

중국 표준

국제 표준

(II) 복용량 효과 및 최적화 전략

농도-효과 곡선

시너지 포뮬레이션

| 목표 성능 | 시너지 구성 요소 | 조제 비율 | 시너지 메커니즘 |

|---------|----------------|------------|------------------|

| 고글루텐 반죽 | 비타민 밀 글루텐 + 실리카 | 5:1 - 3:1 | 물리적 지지 + 단백질 교차 결합 강화 |

| 냉동 안정성 | 카라기난 + 실리카 | 2:1 | 얼음 결정 억제 + 수분 조절 |

| 낮은 혈당 지수 (GI) 개선 | 저항성 전분 + 실리카 | 3:1 | 구조적 지원 + 효소적 가수분해 사이트 차단 |

(III) 다양한 준비 과정의 적용 가능성

실리카의 종류	준비 방법	주요 지표	적용 가능한 시나리오	비용 비교 (위안/킬로그램)
침전 실리카	화학 침전	특정 표면적 80-150 m²/g	일반 국수, 찐빵, 빵	8-12
퓨메드 실리카	플레임 가수분해	특정 표면적 200-400 m²/g	고급 베이킹 프리믹스, 글루텐 프리 반죽	30-50
겔 실리카	솔-겔 방법	조절 가능한 기공 크기 분포	특수 기능 개선제(예: 서서히 방출되는 효소 운반체)	20-30

IV. 전형적인 응용 프로세스 및 품질 관리

(I) 빵 개선제의 조제 설계

기본 레시피 (100kg의 밀가루 기준):

실리카 (침전형): 0.3kg

α-Amylase (5000 U/g): 0.1kg

칼슘 스테아로일 락테이트 (CSL): 0.2kg

비타민 C: 0.05kg

프로세스 핵심 사항:

먼저, 실리카를 아밀라아제와 10분 동안 혼합합니다 (회전 속도 60r/min).

유화제와 비타민 C를 추가하고 15분 동안 계속 혼합합니다( CV < 3% 보장).

반죽을 혼합할 때, 추가량은 밀가루 질량의 0.5%-0.8%입니다(글루텐 함량에 따라 조정됨).

품질 관리 포인트:

Proofing Volume: 특정 부피 ≥ 4.0 mL/g (국가 표준 GB/T 20981에 따라).

유통 기한: 경도 증가가 실온에서 3일 이내에 15% 미만입니다 (TA.XT2i 질감 분석기로 감지됨).

(II) 신선한 생면용 방지 솔루션

문제 시나리오: 여름철 습도가 85%를 초과하면 젖은 면의 점착률이 15%를 초과합니다.

해결책:

반죽 혼합 단계에서 0.2% 실리카를 추가합니다 (부분적으로 먼지 가루를 대체합니다).

캘린더링 과정에서 0.5% 실리카가 포함된 옥수수 전분 분말을 사용하십시오 (혼합 균일성 ≥ 95%).

포장하기 전에 완제품 표면의 과도한 분말을 제거하는 체.

효과: 점착률이 3% 이하로 감소하고, 끓인 후 국물의 탁도(NTU)는 10 미만으로 전통적인 밀가루 가루 처리 과정(탁도 15-20)보다 우수합니다.

V. 위험 경고 및 규제 준수 관리

(I) 잠재적 품질 위험

과다 흡착 위험

입자 크기 일치 문제

헤비 메탈 제어

(II) 라벨링 준수

응집 방지제 기능

처리 보조 기능

특별한 식단

VI. 개발 동향 및 기술 혁신

(I) 기능 수정 지침

표면 지질 친화성 처리

나노다공성 디자인

(II) 클린 라벨 요구 사항에 대한 솔루션

자연 유래 실리카

제형 축소 기술

결론

식품 등급 실리카의 적용은 본질적으로 복합 다상 시스템(반죽)의 구조 조정을 물리적 수정 수단을 통해 달성합니다. 그 기능의 효과는 세 가지 핵심 요소에 달려 있습니다:

정확한 기능적 포지셔닝

과학적 용량 설계

엄격한 프로세스 관리

R&D 인력이 "기본 포뮬러 → 단일 인자 테스트 → 반응 표면 최적화"의 3단계 개발 시스템을 구축하는 것이 권장되며, 실리카, 글루텐 단백질 및 전분 과립 간의 계면 상호작용 메커니즘에 중점을 두어야 합니다. GB 2760-2024의 시행에 따라, 가공 보조제 및 식품 첨가제의 분류 관리에 특별한 주의를 기울여 기술 혁신과 규제 준수가 동시에 진행될 수 있도록 해야 합니다.

0.2%-0.3%의 비율로 찐 밀가루 제품인 찐빵과 면에 추가하면, 식품 등급 실리카는 반죽의 수분 보유량을 8%-10% 증가시켜 제품의 탄력성과 강도를 효과적으로 개선하고, 수분 손실로 인한 균열을 줄이며, 전분의 노화 과정을 지연시켜 유통 기한 동안 맛의 안정성을 연장합니다.

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