卡拉胶的交互作用特性及其在食品工业中的应用
食品级卡拉胶的各种应用
卡拉胶具有很好的凝固、增稠、稳定分散性，有膳食纤维额功能，所以在食品加工生产中被普遍使用，那么市场上的食品级卡拉胶产量也比较大，具体应用的领域带您了解如下。
一、在食品工业中通常将其用作增稠剂、胶凝剂、悬浮剂、乳化剂和稳定剂等。
1、卡拉胶在果冻生产中的作用作为一种很好的凝固剂，可取代通常的琼脂、明胶及果胶等。
用琼脂做成的果冻弹性不足，价格较高；用明胶做成果冻的缺点是凝固和融化点低，制备和贮存都需要低温冷藏；用果胶的缺点是需要加入高溶度的糖和调节适当的pH 值才能凝固。
卡拉胶没有这些缺点，用卡拉胶制成的果冻富有弹性且没有离水性，因此，其成为果冻常用的凝胶剂。
2、卡拉胶在软糖生产中的作用用卡拉胶做透明水果软糖在我国早有生产，其水果香味浓，甜度适中，爽口不粘牙，而且透明度比琼脂更好，价格较琼脂低，加到一般的硬糖和软糖中能使产品口感滑爽，更富弹性，黏性小，稳定性增高。
3、卡拉胶在冰淇淋生产中的作用在冰淇淋和雪糕的制作中，卡拉胶可使脂肪和其它固体成分分布均匀，防止乳成分分离和冰晶在制造与存放时增大，它能使冰淇淋和雪糕组织细腻，滑爽可口。
可增加冰淇淋的成型性和抗融性，提高冰淇淋在温度波动时的稳定性，放置时也不易融化。
二、除了在食品行业有广泛应用之外，还涉及这些领域的应用：1、医药：保健食品、填充剂、医药原料等。
2、工业制造：石油业、制造业、农业产品、蓄电池、精密铸件等。
3、烟草制品：可代替甘油作烟丝的加香、防冻保湿剂。
4、化妆品：洗面乳、美容霜、化妆水、洗发水、面膜等。
5、饲料：宠物罐头、动物饲料、水产饲料、维生素饲料、兽药产品等。
6、在日化工业方面的应用:加入卡拉胶的洗涤剂,能改善其分散和贮存性能。
卡拉胶是的生产应用与其流变学特性有着较大的关系，而且其应用范围也随着性能的提升而不断扩大。
卡拉胶的复配性能与实际应用
卡拉胶的复配性能与实际应用卡拉胶的复配性能卡拉胶具有凝胶、增稠、乳化、成膜、稳定分散等优良特性。
卡拉胶形成凝胶所需浓度低，透明度高，但存在凝胶脆性大、弹性小、易脱液收缩等问题，不过这些问题可以通过与其它食品胶的协同增效作用来解决，因此有关卡拉胶协同作用的研究对其在食品中的应用十分重要。
卡拉胶与槐豆胶的复配性能卡拉胶为凝胶多糖，而槐豆胶为非凝胶多糖，两者共混可以得到凝胶，这是两种多糖分子间相互作用的结果。
在槐豆胶和卡拉胶形成的凝胶体系中，卡拉胶的双螺管结构与槐豆胶的无侧链区之间的强键合作用，使生成的凝胶具有更高的强度。
κ-型卡拉胶单体所形成的强而脆的凝胶，其收缩脱水性在许多应用中会带来不利影响。
但当与其他胶结合后所引起组织结构变化，可具有很多实用价值，尤其在食品方面，当κ-型卡拉胶加入槐豆胶后，随着槐豆胶浓度的增加，其内聚力也相应增强。
当两种胶的比例达1：1时，凝胶的破裂强度可相当高，因而产生相当好的可口性。
从感官的角度来看，槐豆胶可使κ-型卡拉胶凝胶的脆度下降而弹性提高，使之接近于明胶凝胶体的组织结构。
κ-型卡拉胶与槐豆胶有增进胶强度的协同作用。
为使槐豆胶充分水化,溶液需加热至82度以上,形成的凝胶仍为热可逆型凝胶；达到同样的凝胶强度,κ-型卡拉胶与槐豆胶的复合胶用量约只有κ-型卡拉胶单用量的1/3。
κ-型卡拉胶在水系统中0.5%以上的浓度就能形成凝胶, 在牛奶系统中成胶浓度可低达0.1～0.2%。
卡拉胶与魔芋胶的复配性能魔芋胶的水溶液不能形成凝胶，但在稀碱性溶液中水解去掉乙酰基后则可形成有弹性的凝胶。
魔芋胶和κ-型卡拉胶都是食品工业常用的胶凝剂，魔芋胶必须在2％以上的浓度，pH＞9即强碱性条件下才能形成凝胶。
除了用量大之外，应用于碱性食品常有咸味和涩味，口感欠佳，不受欢迎；κ-型卡拉胶在有钾或钙等离子存在时，具有形成凝胶所需浓度低、透明度高等优点，但其凝胶脆性大，弹性小，易出现收缩脱液现象。
这些缺陷，在很大程度上影响二者作为胶凝剂在食品工业上应用。
卡拉胶的特性以及在食品工业中的应用
离的现象。如在冰淇淋生产中，卡拉胶因与牛奶中的阳离子发生反应，
产生独特的胶凝特性，故可增加冰淇淋的成型性和抗融性，提高冰淇淋
在温度波动时的稳定性；卡拉胶与蛋白发生络合作用，能控制油脂的聚
附与凝固，加强油脂的分散性，控制油脂与蛋白质的相互作用，从而提
高乳蛋白在受热时的稳定性；改善起泡，形成细微且稳定的气泡，从而
沉，影响外观，即使经过高压均质也不例外。加入卡拉胶作悬浮剂和稳 定性，能使细小的果肉颗粒均匀地悬浮在果汁中，大大减缓下沉的速 度，比使用黄原胶的货架寿命要长。同时，由于卡拉胶的粘度较低，不 易造成糊口，并能改进饮用时的口感。
５．１０ 用于罐头制造 在普通类罐头以及鱼或肉等罐头中作凝固剂效果都很好。用卡拉 胶作凝固剂不受产品所含可溶性固形物多少的限制，无论加糖与否，也 不论是在酸性、中性、还是碱性，都能形成凝胶，其适用范围比明胶和 果胶大。 6 应用前景 卡拉胶最早欧美应用最广泛，全世界卡拉胶产量占海藻提取的食 用胶的第二位。近年来，我国已将卡拉胶列入食品添加剂目录。卡拉胶 已经列入联合国粮农组织和世界卫生组织食用标准用量说明书，应用前 景广阔。
1 卡拉胶的结构 三种基本型号卡拉胶的结构式如图 １ 所示。
图 １ 三种基本型号卡拉胶的结构式
2 卡拉胶的理化性质 从外观上看卡拉胶为无臭、无味的白色至黄褐色的粉末。卡拉胶 具有凝固性、溶解性、稳定性、粘性和反应性等特点，所以在食品工业 生产上可以用作凝固剂、增稠剂、乳化剂、悬浮剂、粘合剂、成型剂和 稳定剂。 ２．１ 凝胶性 卡拉胶的凝胶性能主要与其化学组成、结构和分子大小有关，当 加热溶于热水时，卡拉胶分子成混乱的卷曲状；当降到某一温度时，分 子向螺旋状转化，形成单螺旋体；温度继续下降时，分子间形成双螺旋 体，组成立体的网状结构，并出现凝固现象、温度再下降，双螺旋体聚 集而形成凝胶。Ｋａｐｐａ 型卡拉胶的凝固性能最好，其次是 ｉｏｔａ 型卡拉 胶，其它类型的卡拉胶在水中不能形成凝胶。 ２．２ 溶解性 各种类型的卡拉胶都能溶解于 ７０℃以上的温水中，一般硫酸根含 量越多越易溶解。Ｌａｍｔａ 卡拉胶能溶解于冷水，Ｋａｐｐａ 和 Ｉｏｔａ 卡拉胶 的钠盐也能溶于冷牛乳中。卡拉胶具有独特的与牛乳中的酪蛋白起络合 反应的性能，从而防止牛乳发生凝聚沉淀作用。 ２．３ 稳定性 在中性或碱性溶液中卡拉胶很稳定， （ｐＨ 值 ＝９） 时最稳定，即 使加热也不会发生水解。在酸性溶液中，尤其是 ｐＨ４ 以下时易发生酸 催化水解，从而使凝冻强度和粘度下降。成凝冻状态下的卡拉胶比溶液 状态时稳定性高，在室温下被酸水解的程度比溶液状态小得多。生产中 为了减轻含有卡拉胶的酸性食品在消毒加热时可能发生的水解，常采用 高温、短时消毒方法。 ２．４ 粘度 卡拉胶能形成高分子电解质特有的高粘度性，其粘度与溶液的温 度和浓度成指数函数变化，不同类型的卡拉胶粘度有很大差异，一般 Ｋａｐｐａ 卡拉胶粘度较低，而亲水基因较多的 Ｌａｍｔａ 卡拉胶粘度较高。 通常卡拉胶的粘度在 ５ＣＰＳ∽８００ＣＰＳ 之间，比琼胶高。 ２．５ 与蛋白质反应
卡拉胶在食品工业中的应用
卡拉胶在食品工业中的应用浮吟梅1’2，王林山1’2，苏海燕3(1．漯河职业技术学院食品工程系，漯河462000；2．漯河市食品科学研究所，漯河462000；3．陕县职业中专，陕县472100)摘要：分析了卡拉胶在物理化学、流变学等方面的性能和卡拉胶在食品加工中所具有的作用，并对卡拉胶在果冻、软糖、冰淇淋、肉制品、啤酒等食品工业中的应用作了全面的阐述。
卡拉胶应用在食品工业中的作用主要表现在具有凝胶、增稠和蛋白反应性三个方面。
卡拉胶在果冻生产中可作为一种很好的凝固剂，制成的水果冻富有弹性且没有离水性。
卡拉胶在软糖中应用可使软糖水果香味浓，甜度适中，爽13不粘牙，而且其透明度比琼脂更好，价格较琼脂低。
卡拉胶在肉制品生产中的作用。
卡拉胶用于肉制品可提高并能给保持水分，风味、质构、切割性、冷冻融化及稳定性带来益处。
使产品具有细腻、切片良好、口感好，弹性好、韧脆适中，嫩滑爽口等性能，从而提高了产品质量，降低了成本。
在冰淇淋和雪糕制中应用，可使脂肪和其它固体成分分布均匀，防止乳成分分离和冰晶在制造与存放时增大；使冰淇淋和雪糕组织细腻，结构滑爽、可口。
卡拉胶在啤酒生产中可以作为一种有效的麦汁澄清剂，使麦汁获得良好的清亮外观，有利于酵母生长，改善啤酒的生物稳定性。
关键词：卡拉胶；性质；作用；食品工业中图分类号：T S202．3文献标识码：A文章编号：1006—2513(2009105—0159—06T he a ppl i ca t i on of K a r a gl ue i n t he f ood i ndust r yFU Y i n m e i l”，W A N G L i n-s han l”，SU H a l-yan2(I．D e par t m ent of F oo d E ngi neer i n g，L uohe V ocat i onal T echnol ogy C ol l ege，Luohe，H enan，462000；2．Luohe f ood s ci ence i ns t i t ut e，L uohe，H enan，462000；3．Shanxi an Secondar y V ocat i onal School s，Shanxi an，H ena n，472100)A b st r ac t：P h ysi ca l chem i s t r y，t heol o gi cal pr oper t i es of ca r r a gee nan a nd i t s appl i cat i on i n f ood pr o cessi ng suc h嬲j e l l y，ca ndy，i c e cr es f f l l，m eat pr odu ct s w e陀di s cus s ed．T he m a i n r ole of car r age enan W a S i n t hr e e ar e as：f or m i ng t he gel，i na nd r e a c t w i t h pr ot ein．I t s usa ge i n j eI I y ke eps j el l y$el ast i cs a nd w at er hol di ng．I t s appl i cat i on i ncr eas e t he t hi ck eni ngc andy gi ves t he pr o duct bet ter f l av or and m o der ate s w eet nes s．I t s t r ans p ar ency i s bet ter t h an A gar a nd t he i t s pr i c e i sl ower．I n m e a t pr oduct，i t ca l l i m p m ve t he m oi s t ur e，f l avor，s t r u ct ur e，f r eezi n g and t haw i ng st ab i l i t y．A ddi ng car r ag-e ena n C a l l al so gi ve pr oduct s m or e exqui s i t e t as te，bett er el as t i c，t oughnes s，br i t t l e，t ender and s m oot h i n i m pr ovi ng t heand r e duc e t he cos t．I n i ce cr e am，i t C a n hel p a l l i ngr edi ent s di str i buti ng uni f or m l y，p r eve nt i ng pr eeipi-pr o duct qual i t yC a n be鹤蚰ef f ect i ve cl ar i f ying a ge nt，鹤w e l l鹪kee pi ng be er cl ea r appe ara nc e a nd benef i tt at i on．I n bee r i ndus t ry，i tbe er yeas t gr o w t h a nd st abi l i t y．K ey w or ds：ca r ra ge enan gl ue；nat ur e；r o l e；f oo d i ndus t r y收稿153期：2009一04—25作者简介：浮吟梅(1971一)，食品科学硕士，讲师，主要从事肉制品加工方面的教学和研究工作。
卡拉胶在肉中使用方法
卡拉胶在肉中使用方法卡拉胶是一种天然的食品添加剂，常用于肉制品中以提高其稠度和粘性。
它是从印度洋的红藻属植物中提取得到的，具有优异的凝胶特性。
以下是卡拉胶在肉制品中的使用方法的详细介绍。
首先，卡拉胶可用于制作火腿、香肠和鸡饼等加工肉制品。
在这些制品中，卡拉胶的主要作用是增加其黏性和粘稠度，使其更容易形成并保持所需的形状。
在制作这些产品时，可以根据需要将卡拉胶与其他食材混合，并加入适量的水进行搅拌，确保卡拉胶均匀分散在肉制品中。
其次，卡拉胶还可以用于制作熟食、肉丸和肉饼等。
这些肉制品通常需要获得柔软、多汁的口感，并且在烹饪过程中能够保持形状和保湿。
卡拉胶的添加可在一定程度上提高肉制品的保水性，防止肉制品因蒸发或快速烹调过程中遗失水分。
在制作这类产品时，可以根据所使用的食谱和目标口感，在肉和其他材料混合时，适量添加卡拉胶，再进行适当的搅拌和形状塑造。
此外，卡拉胶还可用于制作卤肉、火腿和熏肠等腌制和加工肉制品。
在这些产品中，卡拉胶可以帮助保持肉的结构和形状，使其在加工和腌制过程中更加稳定。
为了达到这个目的，可以将肉与卤汁或腌料混合之前，将卡拉胶与一定量的水混合，制成卡拉胶胶浆。
然后将卡拉胶胶浆均匀涂抹在肉表面，使其与肉粘合并形成膜，起到保护肉的作用。
再放入冰箱进行冷卤、腌制或熟化过程即可。
另外，卡拉胶还可用于制作填馅类产品，如汉堡、肉饼和饺子等。
在这些产品中，既需要保持肉的湿润，又需要保持馅料的形状，以保证制品的整体口感和观感。
为了达到这个目的，可以将卡拉胶与馅料混合，然后用手或专业的填料设备进行搅拌，确保卡拉胶与馅料均匀分散，使其在烹饪过程中保持湿润和形状不变。
最后，值得注意的是，在使用卡拉胶时，需要根据具体制品和制作工艺的需要来确定添加量，并避免添加过多而导致制品的口感和质地受到不良影响。
此外，卡拉胶是水溶性的，因此在使用时最好先将其与少量水或其他液体混合均匀，再加入到肉制品中。
这样可以确保卡拉胶能够充分溶解并与其他成分充分混合，从而发挥最佳的作用。
卡拉胶在食品中应用
卡拉胶在食品中应用卡拉胶在食品中的应用●分散和溶胶的方法由于卡拉胶能在较低温度下发生水合作用，因而当在水溶液中或乳品中添加卡拉胶时，若分散不当会引起结块，降低其水合率，影响黏度的生成或凝胶强度。
通常可将重量为胶体5～10倍以上的砂糖、麦芽糊精或盐混合均匀后，加入水中（或其他溶剂中），再逐渐升温至溶胶温度，使卡拉胶分子分散分布，减少水中结块现象。
通常在生产过程中使用高速或高剪切搅拌机将结团部分破碎使水合作用快速完全。
●作为水性凝胶的应用由于κ－卡拉胶在k＋作用下可形成热可逆凝胶，因而在食品领域中获得了广泛的应用。
传统用法是将τ－卡拉胶与κ－卡拉胶混合，以降低其脆硬性和析水性，提高其弹各种卡拉胶性质的比较溶解性胶凝性性、保水性，接下来是用刺槐豆胶与κ－卡拉胶复配，近年来又以魔芋胶代替刺槐豆胶和τ－卡拉胶，不仅提高了凝胶体的弹性和保水性，而且大大降低了生产成本。
以κ－卡拉胶为主体的凝胶体目前已基本代替了以前用明胶生产的同类产品，其较明胶更为优越的性能表现为：素食者可食（如果冻）；凝胶速度快；常温下凝胶性稳定（而明胶则会融化）。
κ－卡拉胶作为水性凝胶在食品领域中的应用包括：●果冻、布丁：卡拉胶稳定剂的用量为0．5％～1％；●软糖：卡拉胶的用量为1％～1．5％；●肉制品：如花色肉冻、三明治火腿、鱼冻、熟肉制品、家禽制品；添加量为0．5％～1％；●宠物制品：添加量为0．5％～1％；●啤酒、葡萄酒的澄清剂；●酱类／沙司。
各种卡拉胶性质的比较溶解性λ－卡拉胶τ－卡拉胶κ－卡拉胶80℃热水可溶可溶可溶20℃冷水可溶可溶于na＋盐，对ca在k+、ca+盐盐形成融变分散条件下微溶胀80℃热乳可溶可溶可溶20℃冷乳增稠不溶不溶冷乳增稠或凝胶增稠或凝胶增稠或凝胶(加焦磷酸钠)50%蔗糖溶液可溶不溶不溶0%盐溶液热溶热溶不溶有机溶剂不溶不溶不溶胶凝性λ－卡拉胶τ－卡拉胶k—卡拉胶离子类型的影响不凝胶ca2+盐作用下凝胶k+盐作用下强凝胶凝胶结构－－弹性硬脆性剪切可逆性凝胶－－是否脱水收缩(析水性)－－无有滞后作用－－5℃-10℃10℃-20℃冻融稳定性是是无与刺槐豆胶协同作用无无有与魔芋胶的协同作用无无有与淀粉的协同作用无有无酸稳定性水解加热后溶液易水解，但凝胶体稳定与蛋白质的作用在酸性条件下与k—酪蛋白有相互作用增强特定反应。
卡拉胶-用途、生产工艺与安全标准
卡拉胶卡拉胶是一种从红海海藻中提取的天然胶体物质，化学式为(C12H18O9)n。
卡拉胶在食品工业中作为增稠剂、凝胶剂和乳化剂使用，也可用于制药、化妆品等领域。
卡拉胶不但能增加食品的口感和稠度，还能起到保湿、润滑和增加食品的储存寿命等作用。
卡拉胶卡拉胶的用途卡拉胶的生产工艺卡拉胶的使用规范卡拉胶的安全标准卡拉胶的GB国标卡拉胶的验收流程卡拉胶的替代品卡拉胶的用途卡拉胶是一种多功能的天然高分子多糖，具有独特的物理和化学特性，可以被广泛应用于各种领域。
以下是卡拉胶的主要用途：1.食品工业：卡拉胶在食品加工中广泛应用，可以增加食品的黏度和稳定性，增加口感、口感、品质和保质期，常用于奶制品、果汁、饮料、调味品、面包等食品的生产中。
2.医药工业：卡拉胶具有良好的生物相容性和药物释放特性，可以用于制备控释药物和医用凝胶。
3.化妆品工业：卡拉胶可以用于制备化妆品的稠化剂、乳化剂、凝胶和乳液等，可以增加化妆品的黏度、质地和稳定性。
4.石油工业：卡拉胶可以用于石油开采中，可以作为钻井液、地层注水液和增稠剂等。
5.其他工业：卡拉胶还可以用于造纸、纺织、染料、涂料等工业领域。
总之，卡拉胶在工业和生活中有着广泛的用途，是一种非常有价值的天然高分子材料。
卡拉胶的生产工艺卡拉胶，又称为xanthan gum（化学式C35H49O29），是一种天然的高分子多糖，可以广泛应用于食品、医药、化妆品、石油开采等领域。
以下是卡拉胶的生产工艺：1.发酵生产法：将葡萄糖、麦芽糊精等碳源、氮源、无机盐和微生物Xanthomonas campestris 等放入发酵罐中，控制温度、pH、氧气等条件进行发酵，使微生物生长繁殖，产生卡拉胶，发酵结束后，通过杀菌、沉淀、干燥等步骤制成卡拉胶产品。
2.化学合成法：以葡萄糖为原料，通过化学反应合成卡拉胶。
但这种方法不常用，因为合成卡拉胶的成本较高，而且质量不如发酵法生产的卡拉胶。
在实际生产中，一般采用发酵法生产卡拉胶，其中发酵的条件和微生物的选择等因素会影响卡拉胶的质量和产量。
卡拉胶的结构_性能_生产及其在饮料工业中的应用
卡拉胶的结构 性能 生产及其在饮料工业中的应用张乐华,王元兰,李忠海(中南林业科技大学,湖南株洲412006)摘要 介绍了卡拉胶的结构、性能、生产及其在各种饮料中用作稳定剂、悬浮剂、增稠剂等的应用,并且阐述了卡拉胶的发展前景。
关键词 卡拉胶;结构;性能;生产;应用中图分类号 TS 273 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2008)07-03042-03Study o n the Structure,P ro perties a nd P ro duction of C arrag eenan a nd Its A pplication in Bev erag e I ndustry ZHA NG Le hua et al (Central South Uni versi ty of Fores try and Techn ology ,Zhuzhou,Hun an 412006)Abstract The structure,properties and prod uction of carrageenan and i ts application of bei ng taken as stabilizin g agent,s uspendin g agent,thickeni ng a gent,and so on in all kinds of beverages were in troduced.The develop ment prosp ect of carrageenan was expounded.Key w ords Carrageenan;Structu re;Properties;Produ ction;Ap plication基金项目 中南林业科技大学青年科研基金项目(101 0570)。
作者简介 张乐华(1980-),男,湖南娄底人,硕士研究生,研究方向:森林食物资源开发利用。
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卡拉胶的交互作用特性及其在食品工业中的应用刘 芳,沈光林,彭志英(华南理工大学食品与生物工程学院,广东广州 510640)摘 要 对卡拉胶与电解质、食品胶和蛋白质等之间的交互作用特性进行了研究,同时对卡拉胶在食品工业中的研究进展进行了综述。
关键词 卡拉胶;交互作用;应用Abstract This paper rev iew s the interaction characteristics between Carrageenan and electrolyte,others food g els and protein.T he main applications and research advances of Carrag eenan in food industry are also intro duced in details here in order to provide references for making better use of Carrageenan.Key words carrageenan;interaction characteristics;application* 收稿日期:2000-06-18;修订日期:2000-06-28.作者简介:刘芳(1971年生),女,云南宣威人,博士研究生,主攻食品生物技术.0 前 言食品胶是现代食品工业中不可缺少的食品添加剂,其主要来源有海藻、植物、动物和微生物。
在食品加工中,食品胶在增稠、乳化稳定、凝胶、保水、组织结构和结晶控制、成膜等方面起着极为重要的作用。
卡拉胶是一类从红藻中提取出来的水溶性多糖,始于爱尔兰。
在20世纪50年代,美国化学学会将它正式命名为Carrageenan 。
20世纪60年代Rees 等人[1,2]对卡拉胶的组成和结构进行了深入的研究,证实卡拉胶是由1,3- -D-吡喃半乳糖和1,4- -D-吡喃半乳糖作为基本骨架交替连接而成的线性多糖。
根据半酯式硫酸基在半乳糖上连接的位置不同,可分为7种类型,分别用希腊字母 -、!-、∀-、#-、∃-、%-、&-来表示,目前在工业上生产和使用的卡拉胶主要为 -、∀-和∃-卡拉胶3种,其分子结构见图1。
图1 3种主要卡拉胶的结构式卡拉胶的反应活性主要来自半乳糖残基上带有的半酯式硫酸基(ROSO 3-),它具有较强的阴离子活性,是一种典型的阴离子多糖。
商品化卡拉胶的相对分子质量随着所用原料和生产工艺的不同而有显著性的差异,一般的相对分子质量在105~106之间[3],卡拉胶的相对分子质量对其性能和用途有显著的影响。
卡拉胶性能优良,表现出优异的凝胶特性和流变特性,同时与其它食品胶具有广泛的配伍性和协同增效作用,与蛋白质具有强烈的交互作用和乳化稳定作用。
因此,卡拉胶在食品、医药、日化及其它科研领域有着极为重要的应用。
虽然卡拉胶的生产历史比琼胶短,但目前卡拉胶的年产量已突破2.5万t,超过琼胶产量1倍多。
目前卡拉胶的市场需求量每年仍以5%~10%的速度递增[4]。
1 电解质对卡拉胶流变特性的影响各种电解质一方面中和了卡拉胶半酯式硫酸基的负电荷,降低了卡拉胶与电解质的相互作用力,减小了大分子的伸展性;另一方面加入的电解质降低了大分子的亲水性,使水化层变薄,导致水溶液的粘度下降,其中磷酸氢二钾和磷酸氢钙对水溶液的影响最大。
添加钾盐、铵盐、钙盐可大幅度提高卡拉胶的凝胶强度,而钠盐对该溶液的影响较小,只有高浓度的氯化钠和碳酸钠才能使卡拉胶的凝胶强度有一定程度的提高,而一些具有螯合作用的钠盐,如焦磷酸钠、六偏磷酸钠会螯合卡拉胶中的一些多价阳离子而降低卡拉胶的食品添加剂冷饮与速冻食品工业2000(4)凝胶强度,但却因此而显著改善了凝胶的脱水收缩现象和脆性。
碳酸盐会明显降低卡拉胶凝胶的透明度,焦磷酸钠与氯化钾形成的混合盐在最适合的添加量下,可使卡拉胶的凝胶强度、持水性和弹性得到较大程度的改善。
2 卡拉胶与其它多糖类食品胶的交互作用在卡拉胶中添加其它多糖,甚至是不胶凝多糖,可明显改善卡拉胶的胶凝性质,这种复配胶可用于肉冻、调味料、果汁和糖果加工中,目前卡拉胶在点心、低热量的果冻、馅饼、肉制品及宠物饲料中得到了广泛应用。
2.1 混合胶系的感官性质-卡拉胶(C)与刺槐豆胶(L)、他拉胶(T)、瓜尔豆胶(G)以73和11的质量比(总糖1%)混合,对混合胶的硬度、光滑度、咀嚼性、弹性、脆性、粘着性、粘性进行感官检测。
C-L以73的质量比混合后除光滑度外,其它指标都较好。
C-T以11的质量比混合后硬度和光滑度与单一卡拉胶相似,但弹性、粘着性、延伸性和粘度则明显提高。
C-T以73的质量比混合后所有性质均为正值,但都不突出。
C-G的感官值多为负值,没有显示出交互作用。
2.2 混合胶系的流变学性质卡拉胶与刺槐豆胶(LBG)、他拉胶、魔芋精粉之间存在着明显的协同作用。
其中卡拉胶与刺槐豆胶的协同作用与刺槐豆胶中甘露糖与半乳糖(M/G)的质量比、KCl的浓度及刺槐豆胶的浓度有关。
只要有LBG 存在,即使溶液稀释到能形成凝胶的最低浓度下,-卡拉胶也能胶凝;同时,极低相对分子质量的-卡拉胶片断在任何浓度下均不能形成凝胶,但当与LBG混合后即可形成凝胶,单一卡拉胶在胶凝时需要的最低相对分子质量为60000,当加入LBG后,30000相对分子质量的卡拉胶也能胶凝。
-卡拉胶及-卡拉胶片断与他拉胶(T G)混合也能形成凝胶,但需较高的浓度。
但-卡拉胶与瓜尔豆胶(GG)或胡芦巴胶就不能形成凝胶。
葡甘露聚糖能使在非胶凝浓度下的卡拉胶形成凝胶的能力与LBG相近[7];而罗望子胶(纤维素主链上75%的葡萄糖残基上带有单糖或多糖分枝)及羧甲基纤维素(每两个葡萄糖残基带有一个三糖分枝)也可使非胶凝的-卡拉胶胶凝[8]。
从凝胶强度分析,-卡拉胶与琼脂、黄原胶、瓜尔豆胶、 -环状糊精、木薯淀粉、羧甲基纤维素、海藻酸钠、果胶间无协同作用,而与LBG、魔芋精粉之间却有协同作用,魔芋精粉与LBG相比,与卡拉胶的协同作用更强,两者最适合的质量比为5.54.5[9]。
对卡拉胶与不同来源的LBG混合系的粘弹性作分析,发现增加甘露糖与半乳糖(M/G)的质量混合比会增强它们的协同作用,K+的浓度及卡拉胶的质量比对混合系的流变学及微观结构产生很大的影响[10]。
2.3 卡拉胶与多糖类的交互作用机理对DSC、旋光性、ESR、NM R等的实验结果分析,在卡拉胶的冷却过程中,分子链经历了从卷曲到双螺旋的构象转换过程,如与K+结合则变得更稳定,然后发生竞争性反应,螺旋结构可自相交联或与甘露聚糖分子链交联。
因甘露聚糖分子不带电荷,故甘露聚糖与卡拉胶的交联要优于卡拉胶与卡拉胶的交联。
交互作用会因电解质的存在及硫酸酯含量的增加而增强,交互作用的强度依次为:葡甘露聚糖>LBG>TG>GG,这与卡拉胶-水、甘露聚糖-水、卡拉胶-甘露聚糖反应的热动力平衡有关,通过这些反应可减少多聚物-溶剂的结合数目而降低总的界面能,从而发生凝聚[11]。
3 卡拉胶与蛋白质类的协同作用3.1 卡拉胶与蛋白质的相容性当溶液体系中的pH值高于蛋白质的等电点,或离子浓度达到一定值时,多糖与蛋白质分子间彼此排挤,造成两者在水溶液中各自缔合浓缩,混合体系互不相容。
当pH值低于蛋白质等电点时,并且溶液中的离子浓度在极低的条件下,蛋白质与卡拉胶产生静电交互作用形成络合物,表现出相容性。
通过盐类、巯基乙醇、尿素等研究肌原纤维蛋白、乳清蛋白与卡拉胶在混合水溶液中的交互作用,硫氰酸钾及食盐降低混合物的粘度最明显,而尿素对粘度的影响不大,此外伴随着粘度的下降,水分的损失也相对增加,所以卡拉胶与蛋白质的交互作用主要以静电为主,而氢键、疏水作用的影响较小。
除上述因素外,两种大分子的电荷密度、混合物的浓度比例及官能团的性质都影响交互作用的发生。
在卡拉胶-酪蛋白体系中,形成的凝胶体是以卡拉胶为主体而形成的三维空间网络结构,蛋白质分子均匀吸附在网络支架上,而不是以胶粒的形式存在于网络的连接区[13]。
3.2 卡拉胶与蛋白质交互作用对蛋白质的功能特性的影响这种交互作用可提高蛋白质的构象稳定性、乳化特性、凝胶能力及抗氧化特性[14~16]。
这些功能特性随着混合体系pH值、离子强度、混合比例等因素的改变而改变,由于其内部结构不同而最终影响食品的质构。
冷饮与速冻食品工业2000(4)食品添加剂3.3 卡拉胶与蛋白质的交互作用及其在食品生产中的利用卡拉胶可用于蛋白质的回收和分离提纯,它可改变溶液的pH值、离子强度和多糖浓度,达到沉淀分离蛋白质成分的目的。
这种方法回收的蛋白质并不破坏蛋白质的原有功能。
在等电点时,卡拉胶可抑制蛋白质沉淀,以利于低pH值食品的加工。
在合适的条件下,还可抑制一些水溶性蛋白质在热处理后发生沉淀。
卡拉胶可提高食品的保存性,在低pH值下,卡拉胶中的负电基团与酶蛋白上的阳性基团之间发生交互作用,导致酶的构象发生变化,从而钝化食品中酶的功能,延长食品保质期。
4 卡拉胶在食品工业中的主要应用卡拉胶具有优良的流变特性,与其它食品胶具有良好的配伍性和协同增效作用,与食品中的蛋白质等成分具有明显的交互作用特性,因此在食品工业中具有广泛的应用。
4.1 应用于水果冻、果冻爽、布丁和果酱等系列凝胶食品中利用卡拉胶与甘露胶、刺槐豆胶等其它食品胶之间的协同增效作用,可改善和提高卡拉胶的凝胶性能,生产出富有弹性和优良咀嚼感的凝胶系列产品,同时可通过调整卡拉胶与其它食品胶、无机盐的比例来调整这类凝胶食品的质构和泌水性。
4.2 应用于肉制品中利用卡拉胶与魔芋精粉等复配成肉制品中的品质改良剂,可提高肉制品(如火腿、肉肠、午餐肉等)的出品率和品质。
这主要是利用卡拉胶与肉类蛋白质、脂肪等成分之间的交互作用,形成细腻的组织结构,明显提高产品的粘弹性、持水性、防渗油等方面的性能。
4.3 应用于软糖系列产品中利用卡拉胶与其它食品胶生产出性能优良的软糖复配粉,特别是在成形时间、韧性和透明度等方面,具有琼胶不能相比的优点,因此目前国内外糖果工业广泛采用卡拉胶来生产各式软糖。
4.4 应用于乳制品中卡拉胶具有与牛奶中的酪蛋白交互作用的独特性能,可广泛用作乳制品加工中的稳定剂和凝胶助剂。
4.5 应用于冰淇淋中利用卡拉胶与瓜尔豆胶、CM C-Na等复配成冰淇淋稳定剂应用于冰淇淋生产中,可显著提高冰淇淋的膨胀率和抗融性,阻止冰晶的形成,使产品口感细腻嫩滑。
4.6 应用于饮料制品中利用卡拉胶与黄原胶、甘露胶之间的协同增效作用,可广泛应用于果汁、果肉饮料中作为悬浮稳定剂,防止这类饮料分层和沉淀。
4.7 应用于啤酒和果酒的澄清加工中啤酒、果酒中如含有一些胶体物质,在贮存过程中易产生混浊或沉淀,故必须加入澄清剂。