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。
卡拉胶的复配特性及其在肉制品中的应用
卡拉胶的复配特性及其在肉制品中的应用胡国华 马正智 李 慧上海师范大学工程食品研究所功能与复合食品添加剂研究室 上海 200234谢建平 仇小定 江苏常航胶体科技有限公司 江苏常州 213136 卡拉胶主要是从红藻的角叉菜属、麒麟菜属、杉藻属及沙菜属等品种海藻中获得,这些红藻生长于世界上不同的海洋区域,由于提取时品种来源不一,所得到的卡拉胶类型和品种也不同。
即使同一品种来源,不同的工艺提取条件也会导致不同的分子量降解,产品性质也有差异。
因此卡拉胶只是一个广义名称,具体应用包括在肉制品中应用时,应选择合适的类型或品种来源,不同的厂家牌号也会有不同的最佳添加量。
由于卡拉胶具有形成亲水胶体、凝胶、增稠、乳化、成膜、稳定分散等诸多物理化学特性,故可作为胶凝剂、乳化剂、增稠剂或悬浮剂使用,用于稳定乳液、控制脱液收缩、赋形、胶结和分散等,另外卡拉胶安全无毒的特性已被联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(J ECFA)所确认,这都使得卡拉胶工业迅速发展,广泛应用于食品工业、日化工业及生化、医学研究等领域中。
最近几年,由于应用技术的日趋成熟及应用领域的不断扩大,国内外市场对卡拉胶的需求也大幅度上升,卡拉胶已经成为在食品中尤其是在肉制品中应用得最为广泛的胶体之一。
1 卡拉胶的复配性能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于卡拉胶在食品中的应用十分重要。
在卡拉胶中添加其它多糖后,甚至是不胶凝的多糖,其胶凝性质也能得到改善。
如加入半乳甘露聚糖后,即使卡拉胶含量低于正常胶凝浓度时,也能形成凝胶;再者,不能胶凝的低分子量卡拉胶在添加了半乳甘露聚糖之后,也能形成凝胶或沉淀。
例如,卡拉胶在与槐豆胶(LB G)混合后,形成的凝胶弹性、强度和稳定性有明显提高。
这种复配胶可以应用于肉冻、调味料、果汁和糖果的加工中,目前在点心、低卡路里果冻、饼馅、肉制品及宠物食品中得到了广泛使用。
卡拉胶肉制品中应用的原理
卡拉胶肉制品中应用的原理1. 什么是卡拉胶肉制品卡拉胶肉制品是一种常见的熟食制品，通常以瘦肉为主要原料，经过加工、调配和包装而成。
卡拉胶（Carrageenan）是一种从红藻中提取的天然胶体物质，具有胶凝、增稠、乳化、稳定等特性，被广泛应用于食品工业。
卡拉胶肉制品在制作过程中，通过卡拉胶与其他原料的相互作用，实现肉制品的质地、乳化性和稳定性等方面的改善。
2. 原理在卡拉胶肉制品中，卡拉胶主要起到乳化、稳定和增稠的作用。
具体原理如下：2.1 乳化作用乳化是指将两种不相溶的液体均匀分散在一起的过程。
在卡拉胶肉制品的加工过程中，卡拉胶能够与肉中的脂肪相互作用，形成乳化体系。
这是因为卡拉胶分子中含有丰富的羟基和硫酸基，具有一定的亲油性和亲水性。
卡拉胶的乳化作用能够使脂肪均匀分散在肉制品中，增加肉制品的口感和风味。
2.2 稳定性作用在制作过程中，卡拉胶能够与蛋白质相互作用，形成稳定的胶体体系。
卡拉胶分子的羟基和硫酸基能够与蛋白质中的氨基酸和酸基发生作用，形成氢键和电荷相互作用。
这种作用能够增加肉制品的黏性和粘稠度，改善肉制品的质地和口感。
2.3 增稠作用卡拉胶分子具有较长的线性结构，能够形成网状结构，增加肉制品的黏性和粘稠度。
卡拉胶具有较高的吸水性，能够吸附和保持水分，使肉制品具有良好的保水性和口感。
3. 卡拉胶肉制品的应用卡拉胶在肉制品中的应用主要体现在以下几个方面：3.1 葱香肉丝•将猪肉切成细丝状；•加入适量的卡拉胶与调料拌匀；•静置片刻，使卡拉胶与肉丝充分结合；•加热至熟透。
3.2 火腿肠•将猪肉磨成肉泥；•加入适量的卡拉胶、盐、味精、淀粉等混合调料；•搅拌均匀，制成肉浆；•将肉浆注入肠衣中，进行灌装；•经过煮熟、熏制等工艺，制成火腿肠。
3.3 火腿肉丁•将猪肉切成小块；•加入适量的卡拉胶与调料拌匀；•用油炸至金黄酥脆。
4. 食品安全性卡拉胶是一种天然的食品添加剂，具有良好的食品安全性。
卡拉胶经过提取和纯化过程，不含有致癌物质和有害物质。
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。
肉制品中的卡拉胶应用
肉制品中的胶体应用按西式肉制品的生产工艺大致可以分为注射、滚揉、斩拌三种，或者滚揉可以分于注射和斩拌类型中，即大肉块（粒）的滚揉可以按注射型，肉粒（经过绞肉机）的滚揉可以按斩拌型使用胶体。
基本配比：注射：卡拉胶精品80％，氯化钾20％斩拌：卡拉胶粗品60％，魔芋粉30％，氯化钾10％一．卡拉胶简介卡拉胶是一种红藻多糖，目前已知13种类型，常见市售3种，kappa、iota、lamda，前2种适用于肉制品中，主要是kappa卡拉胶。
根据卡拉胶的生产工艺可以分为精品（refined carragenaan）和粗品卡拉胶（semi-refined carragenaan），卡拉胶主要有3大特点：蛋白反应性，由于卡拉胶有硫酸酯基团，带强电负性，能和蛋白质的极性基团反应，因此造成卡拉胶在不同浓度下不同的蛋白反应特点，在肉制品中能和肉盐溶蛋白结合，形成网络结构，保水赋型。
凝胶性，卡拉胶在魔芋胶和氯化钾的作用下，有极强的凝胶性能，因此在肉制品中能和盐溶蛋白结合增强蛋白的凝胶性能，赋予肉制品良好的口感形态。
增稠性，卡拉胶的增稠性相对较弱，这反而适合于注射型肉制品要求的低粘度特点，而在斩拌型肉制品中则由魔芋胶产生需要的高粘度。
以上性能最终等加热处理后，肉蛋白受热变性凝固形成网络结构，卡拉胶的硫酸酯基团端和肉蛋白作用，多羟基端和水作用，彼此还发生凝胶作用，能有效的提高蛋白的网络结构强度，牢固的将水分锁定在网络中，增加保水性和粘结性。
二．魔芋胶简介魔芋粉是一种块茎多糖，目前已知可生产魔芋粉的有3种，根据生产工艺可以分为魔芋粉（干法）和魔芋胶（湿法），魔芋胶主要有3个特点：高粘度：魔芋胶是已知食用胶体中粘度最高的，最高的粘度可达1％，50000mPa.s 配伍性：魔芋胶能和卡拉胶复配产生极的强度，主要是魔芋胶的葡甘露聚糖能和卡拉胶的半乳糖结合产生交联作用。
卡拉胶呈脆性口感，加入魔芋胶后能产生韧性口感，一般配比在卡拉胶55，魔芋胶45时达到最高强度不可逆凝胶：魔芋胶在碱性情况下加热会脱乙酰化，形成不可逆凝胶，一般用于仿生食品，如魔芋粉丝、魔芋豆腐、墨鱼丝、蟹肉棒等，肉制品极少用到此项特点三．氯化钾简介氯化钾是一种盐类，由于kappa型卡拉胶对钾离子敏感，氯化钾的钾离子含量最高，又是强电解质，所以氯化钾对于卡拉胶的增效作用是最强的。
卡拉胶凝胶的分子机理
卡拉胶凝胶的分子机理卡拉胶凝胶是一种常见的凝胶材料，广泛应用于工业生产和科学研究领域。
它的分子机理是指卡拉胶分子之间的相互作用方式和结构特点，这些特点决定了卡拉胶凝胶的性质和应用。
卡拉胶是一种高分子化合物，由多个卡拉胶分子组成。
每个卡拉胶分子由多个单元组成，单元之间通过化学键连接在一起。
这些单元的种类和排列方式决定了卡拉胶的结构和性质。
卡拉胶分子中的主要单元是卡拉胶酸单元，它由多个卡拉胶酸分子组成。
卡拉胶酸分子由多个葡萄糖单元和半乳糖单元组成，它们通过β-1,4-糖苷键连接在一起。
卡拉胶酸分子中的葡萄糖单元通常比半乳糖单元多，这是卡拉胶的特征之一。
卡拉胶分子中的卡拉胶酸单元具有一定的枝杂性，这是由于卡拉胶酸分子中的部分葡萄糖单元和半乳糖单元上带有羟基或甲基等官能团。
这些官能团增加了卡拉胶分子之间的相互作用，使得卡拉胶能够形成凝胶。
卡拉胶分子之间的相互作用主要包括静电相互作用、氢键和范德华力等。
其中，静电相互作用是由于卡拉胶分子中的带电官能团之间的相互作用，氢键是由于卡拉胶分子中的羟基或甲基与其他分子之间的相互作用，范德华力是由于分子之间的瞬时极化引起的相互作用。
这些相互作用使得卡拉胶分子能够形成一个三维的网络结构，网络中的分子之间通过相互作用力相互连接。
这种网络结构使得卡拉胶能够吸附大量的水分子，形成水凝胶。
当卡拉胶吸附的水分子达到一定程度时，就形成了具有一定弹性的凝胶。
卡拉胶凝胶的性质和应用与其分子机理密切相关。
卡拉胶凝胶具有较好的吸水性能、稳定性和生物相容性，因此被广泛应用于食品工业、医药领域和生物技术等方面。
例如，在食品工业中，卡拉胶凝胶常用作增稠剂和稳定剂，能够改善食品的质感和口感；在医药领域，卡拉胶凝胶常用作药物控释材料，能够延长药物的释放时间和提高药物的稳定性；在生物技术领域，卡拉胶凝胶常用作细胞培养基和生物传感器的基质，能够提供良好的生长环境和信号传递平台。
卡拉胶凝胶的分子机理是通过分子之间的相互作用形成网络结构，使得卡拉胶具有吸水性能和凝胶特性。
肉制品中的卡拉胶应用
肉制品中的胶体应用按西式肉制品的生产工艺大致可以分为注射、滚揉、斩拌三种，或者滚揉可以分于注射和斩拌类型中，即大肉块（粒）的滚揉可以按注射型，肉粒（经过绞肉机）的滚揉可以按斩拌型使用胶体。
基本配比：注射：卡拉胶精品80％，氯化钾20％斩拌：卡拉胶粗品60％，魔芋粉30％，氯化钾10％一．卡拉胶简介卡拉胶是一种红藻多糖，目前已知13种类型，常见市售3种，kappa、iota、lamda，前2种适用于肉制品中，主要是kappa卡拉胶。
根据卡拉胶的生产工艺可以分为精品（refined carragenaan）和粗品卡拉胶（semi-refined carragenaan），卡拉胶主要有3大特点：蛋白反应性，由于卡拉胶有硫酸酯基团，带强电负性，能和蛋白质的极性基团反应，因此造成卡拉胶在不同浓度下不同的蛋白反应特点，在肉制品中能和肉盐溶蛋白结合，形成网络结构，保水赋型。
凝胶性，卡拉胶在魔芋胶和氯化钾的作用下，有极强的凝胶性能，因此在肉制品中能和盐溶蛋白结合增强蛋白的凝胶性能，赋予肉制品良好的口感形态。
增稠性，卡拉胶的增稠性相对较弱，这反而适合于注射型肉制品要求的低粘度特点，而在斩拌型肉制品中则由魔芋胶产生需要的高粘度。
以上性能最终等加热处理后，肉蛋白受热变性凝固形成网络结构，卡拉胶的硫酸酯基团端和肉蛋白作用，多羟基端和水作用，彼此还发生凝胶作用，能有效的提高蛋白的网络结构强度，牢固的将水分锁定在网络中，增加保水性和粘结性。
二．魔芋胶简介魔芋粉是一种块茎多糖，目前已知可生产魔芋粉的有3种，根据生产工艺可以分为魔芋粉（干法）和魔芋胶（湿法），魔芋胶主要有3个特点：高粘度：魔芋胶是已知食用胶体中粘度最高的，最高的粘度可达1％，50000mPa.s 配伍性：魔芋胶能和卡拉胶复配产生极的强度，主要是魔芋胶的葡甘露聚糖能和卡拉胶的半乳糖结合产生交联作用。
卡拉胶呈脆性口感，加入魔芋胶后能产生韧性口感，一般配比在卡拉胶55，魔芋胶45时达到最高强度不可逆凝胶：魔芋胶在碱性情况下加热会脱乙酰化，形成不可逆凝胶，一般用于仿生食品，如魔芋粉丝、魔芋豆腐、墨鱼丝、蟹肉棒等，肉制品极少用到此项特点三．氯化钾简介氯化钾是一种盐类，由于kappa型卡拉胶对钾离子敏感，氯化钾的钾离子含量最高，又是强电解质，所以氯化钾对于卡拉胶的增效作用是最强的。
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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 reviews the interaction characteristics between Carrageenan and electrolyte ,others food gels and protein.The main applications and research advances of Carrageenan in food industry are also intro 2duced in details here in order to provide references for making better use of Carrageenan.K ey w ords carrageenan ;interaction characteristics ;application 3 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-β-D -吡喃半乳糖和1,4-α-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κ-、μ-、ι-、ν-、λ-、θ-、η-来表示,目前在工业上生产和使用的卡拉胶主要为κ-、ι-和λ-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κ-卡拉胶(C)与刺槐豆胶(L)、他拉胶(T)、瓜尔豆胶(G)以7∶3和1∶1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7∶3的质量比混合后除光滑度外,其它指标都较好。
C-T以1∶1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7∶3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(LB G)、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LB G 存在,即使溶液稀释到能形成凝胶的最低浓度下,κ-卡拉胶也能胶凝;同时,极低相对分子质量的κ-卡拉胶片断在任何浓度下均不能形成凝胶,但当与LB G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LB G后,30000相对分子质量的卡拉胶也能胶凝。
κ-卡拉胶及κ-卡拉胶片断与他拉胶(TG)混合也能形成凝胶,但需较高的浓度。
但κ-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LB G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κ-卡拉胶胶凝[8]。
从凝胶强度分析,κ-卡拉胶与琼脂、黄原胶、瓜尔豆胶、β-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LB G、魔芋精粉之间却有协同作用,魔芋精粉与LB G相比,与卡拉胶的协同作用更强,两者最适合的质量比为5.5∶4.5[9]。
对卡拉胶与不同来源的LB G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、NMR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>LB G>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p H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p H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p H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p H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p H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p H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、CMC-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。