固体类食品中安全且优异的抗结剂——气相二氧化硅

王 杰，张 勇，朱宁杰（湖北汇富纳米材料股份有限公司，湖北宜昌 443000）

气相二氧化硅为氯硅烷在高温氢氧焰中水解生成，其纯度较高，可广泛应用于医学、食品、化妆品等领域[1]。通过食入、呼吸、皮肤接触等毒理学测试，其均表现为生理惰性物质，具有较高的安全性[2]。气相二氧化硅是一种白色蓬松粉末，是一种优良的流动促进剂，其颗粒具有很好的流动性[3]。在固体类食品中作为抗结剂可大大改善食品颗粒流动性，提高松密度，能解决产品因吸潮受压形成的结块，同时气相二氧化硅具有较大的吸油值和较强的吸附能力，能阻止液膜形成，降低颗粒之间的黏连作用，增强流动性[4]。气相二氧化硅在食盐等食品中的应用已较成熟，但在很多固体粉末食品市场领域以二氧化硅作为抗结剂的产品几乎空白[5]。本文以气相二氧化硅为抗结剂，在几种不同类型食品粉体中进行应用实验，探究其应用性能及影响因素。

1 材料与方法

1.1 材料

食品级气相二氧化硅FA32，湖北汇富纳米材料股份有限公司；磷酸三钙，食品级，河南盛腾生物科技有限公司；微晶纤维素，食品级，江苏宜昊添生物科技有限公司；红枣粉，自制精磨金丝小枣粉；蛋白粉，乳清蛋白WPC80，武汉特味源食品原料有限公司；食用裹粉、脆皮粉，河南加多多食品有限公司。

1.2 仪器与设备

Speed Mixer DAC600.1 三维高速混合机，美国弗莱克泰克有限公司；C2 型吸油计，德国布拉本德公司；PH100 电子显微镜，凤凰光学股份有限公司；Pt-x 粉体综合测试仪，细川密克朗（上海）粉体机械有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 抗结剂国家标准使用量限制

实验选取食品粉体及抗结剂国家标准使用限量见表1。

表1 实验选取食品粉体及抗结剂国家标准使用限量

1.3.2 样品配制

按照表2 进行红枣粉测试样品制备，按照表3进行乳清蛋白粉测试样品制备，按照表4 进行食用裹粉测试样品制备。制备的测试样品使用三维高速混合机以2 000 r/min 的转速，混合分散2 min（包括空白样品）。

表2 红枣粉测试样品制备

表3 蛋白粉测试样品制备

表4 食用裹粉测试样品制备

1.3.3 样品流动性测试

（1）外观状态。粉体混合完成后，在常温常湿（温度20 ～25 ℃，湿度40%RH ～70%RH）条件下密封储存1 个月，观察粉体是否板结或出现其他现象及问题。

（2）流动性测试。使用粉体综合测试仪测试安息角、崩溃角。

2 结果与分析

2.1 红枣粉中各抗结剂性能对比。

红枣粉中各抗结剂性能表现见表5。气相二氧化硅在红枣粉中抗结性能明显优于磷酸三钠和微晶纤维素这两种抗结剂。通过表5 中安息角及崩溃角数据可以看出，在相同或更低添加量情况下，气相二氧化硅能获得更低的安息角和崩溃角，表现为流动性最优。添加不同抗结剂的红枣粉的显微图和崩溃角图见图1。

图1 添加不同抗结剂的红枣粉状态图

表5 红枣粉中各抗结剂性能表现

2.2 蛋白粉中各抗结剂性能对比

蛋白粉中各抗结剂性能表现见表6。蛋白粉均未结块，抗结块性能无差异。在外观状态方面，磷酸三钙与蛋白粉颜色差异较大，会影响食品本身的色泽，气相二氧化硅和微晶纤维素在颜色方面影响较小。在流动性方面，3 款抗结剂在蛋白粉中均能起到一定的助流动作用。根据安息角和崩溃角数据并结合添加量分析得出，气相二氧化硅能在相对较低的添加量下起到最优的助流动效果。添加不同抗结剂的蛋白粉的显微图和崩溃角图见图2。

图2 添加不同抗结剂的蛋白粉状态图

表6 蛋白粉中各抗结剂性能表现

2.3 食用裹粉中各抗结剂性能对比

食用裹粉中各抗结剂性能表现见表7。食用裹粉均未结块，抗结块性能无差异。根据安息角和崩溃角数据并结合添加量分析，相比其他两种类型的抗结剂，气相二氧化硅能在相对较低的添加量下起到最优的助流动效果。添加不同抗结剂的食用裹粉的显微图和崩溃角图见图3。

图3 添加不同抗结剂的食用裹粉状态图

表7 食用裹粉中各抗结剂性能表现

2.4 气相二氧化硅吸油值对抗结性能的影响

不同吸油值对红枣粉抗结性能的影响见表8。通过调整气相二氧化硅制备工艺，得到不同吸油值的气相二氧化硅粉体，经大量实验及测试可以确认，吸油值对抗结性能影响较大，吸油值大对抗结性能有促进作用。

表8 不同吸油值对红枣粉抗结性能的影响

3 结论

通过实验测试可以确认，气相二氧化硅在实验的3 类固体粉末食品中均能起到较好的抗结作用。在实验的3 种类型抗结剂气相二氧化硅、磷酸三钙、微晶纤维素中，气相二氧化硅在相对较低的添加量（0.5%～1.0%）条件下，可达到更优的抗结效果，同时在粉体助流动性能上，气相二氧化硅也体现更优的效果。通过对不同吸油值的批量实验测试结果分析，可以确认吸油值对抗结性能影响较大，吸油值大对抗结性能有促进作用。