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。
卡拉胶的性质及其应用特性
卡拉胶的性质及其应用特性引言卡拉胶又名角叉菜胶、鹿角藻胶,是从红藻中提取的一种高分子亲水性多糖,具有极高的经济价值,是世界三大海藻胶工业产品(琼胶、卡拉胶、褐藻胶)之一。
卡拉胶为食品添加剂,而食品级的卡拉胶为白色至淡黄褐色、表面皱缩、微有光泽的半透明片状体或粉末状物,无臭无味,口感粘滑。
卡拉胶形成的凝胶是热可逆性的,即加热融化成溶液,溶液放冷时,又形成凝胶。
卡拉胶因具有良好的保水性、增稠性、乳化性、胶凝性和安全无毒等特点而广泛应用于食品工业中。
1、卡拉胶的结构卡拉胶的化学结构是由D-半乳糖和3,6-脱水-D-半乳糖残基所组成的线形多糖化合物。
而根据半酯式硫酸基在半乳糖上所连接的位置不同,卡拉胶又可分为7种类型:k-卡拉胶、L-卡拉胶、r-卡拉胶、λ-卡拉胶、ξ-卡拉胶、φ-卡拉胶、θ-卡拉胶。
而目前生产和使用的有k-型、L-型和A-型卡拉胶或它们的混合物,尤其以k-型多见。
2、卡拉胶的性能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。
卡拉胶凝胶的形成分为四个阶段:卡拉胶溶解在热水中时分子为不规则的卷曲状;温度下降的过程中其分子向螺旋化转化,形成单螺旋体;温度再下降,分子间形成双螺旋体,为立体网状结构,这时开始有凝固现象;温度再下降,双螺旋体聚集形成凝胶。
2)溶解性卡拉胶都能溶解于70℃以上的温水中,一般硫酸根含量越多越易溶解。
在水中卡拉胶首先形成胶粒,加入蔗糖、甘油等可以改善其分散性或用高速搅拌器打破胶团达到分散效果。
为促进卡拉胶的溶解,在食品工业生产中,一般使用80℃以上的热水对其进行溶解分散。
3)稳定性在中性或碱性溶液中卡拉胶很稳定,pH值为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pH 4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。
4)反应性卡拉胶与其它水溶性大分子相比最大的不同之处在于它可以和蛋白质反应。
卡拉胶
文章导读:卡拉胶在肉制品中的应用,卡拉胶在盐水火腿的滚揉时注意事项卡拉胶在工业和食品应用中都比较广泛,除了我们所知道的在果冻、酸奶等中的使用外,肉制品也是其重要应用途径。
具体应该如何使用呢?德慧海洋生辉为您详细介绍一下。
卡拉胶简介卡拉胶属自然食品添加剂,它以白色海藻角叉菜、棉花纤维状的麒麟菜和多刺的麒麟菜等为原料,经提取、稀释、沉淀、枯燥制成。
次要成分是含硫酸酯20%以上的多糖物质,由硫酸酯α-1.3,β-1.4甙键交替联接构成的半乳糖硫酸酯盐,及3.6-脱水半乳糖直链聚合物组成。
卡拉胶次要分为κ型、ι型、λ型等三种根本类型。
卡拉胶的特性肉制品中多运用复配卡拉胶,以进步卡拉胶的效果和商品功能,在加工中它具无形成亲水胶体、凝胶、增稠、波动、分散等特性,加强商品保水性,降低蒸煮损失,提升制出率,改善肉制品韧度、成型性和切片性,使商品口感好,具有良好的组织构造,切片致密,而肉制品的色、香、味不受影响。
所以,卡拉胶或其复配胶(如德慧牌卡拉胶)是肉制品消费必需的一种添加剂。
卡拉胶在肉制品中添加的原理德慧牌卡拉胶在盐水火腿或火腿肠消费中普遍运用。
其水溶性好,80℃可完全溶解;与蛋白质结合力强,它和组成蛋白质大分子的氨基酸羧基之间由二价盐离子络分解络合物。
由于卡拉胶硫酸酯基带负电荷与介质pH值有关,而蛋白质也带负电荷,所以当介质pH值大于蛋白质等电点时,这种络合物平均散布于零碎中不发作沉淀。
卡拉胶构成的凝胶具热可逆性,当火腿中心温度在75~85℃时,卡拉胶完全溶解,进一步水合;当火腿冷却到50~60℃时,卡拉胶会构成凝胶而充沛坚持水分,使商品制出率达150~180%,并构成切片感好、口感佳的火腿组织。
滚揉型卡拉胶介绍假如卡拉胶与肉同时参加一同滚揉,商品的颜色比正常的浅,并且肉块间的结着力小,影响切片功能。
由于卡拉胶溶液粘度大,把肉块包裹住,影响了对肉中的盐溶性肌球蛋白和肌动蛋白停止提取。
肉中的色素蛋白次要是肌红蛋白(Mb)还有大批的血红蛋白。
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-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。
卡拉胶的特性及在肉制品中的应用
卡拉胶(也称鹿角菜胶或鹿角藻胶,英文名carrageenan)是一种具有商业价值的亲水凝胶,是从红藻中提取出来的一种硫酸化半乳聚糖,卡拉胶可分为7种类型,其分子量一般介于1-5×105。
目前工业生产和使用的主要有κ-型,ι-型和λ-型卡拉胶三种,尤其以κ-型为多见。
卡拉胶因具有良好的保水性、增稠性和胶凝特性而被广泛地应用于食品工业中,而用于肉品工业中的卡拉胶主要为κ-和ι-型。
它们可以作为胶凝剂用于罐头制品中,在碎肉制品中可以作为脂肪替代品。
卡拉胶在熟肉片制品中可以改善产品的保水性、切片性、口感和多汁性等。
1 卡拉胶的一般性状与鉴别1.1 一般性状卡拉胶产品一般为白色或淡黄色粉末,无臭、无味,有的产品稍带海藻味。
卡拉胶形成的凝胶是热可逆性的,即加热凝结融化成溶液,溶液放冷时,又形成凝胶。
在热水或热牛奶中所有类型的卡拉胶都能溶解。
在冷水中,卡拉胶溶解,卡拉胶的钠盐也能溶解,但卡拉胶的钾盐或钙盐只能吸水膨胀而不能溶解。
卡拉胶不溶于甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇和丙酮等有机溶剂。
1.2类型鉴别取该品4g,加入蒸馏水200ml,加热至80℃不断搅拌直至该品溶解。
用蒸馏水补充蒸发损失的水分,使溶液冷至室温,变成半透明粘稠液体,并能产生凝胶状物。
取上述溶液50ml,加入2.5%氯化钾溶液200ml,重新加热并充分混匀、冷却,用玻璃棒测试,当出现脆性的胶体,说明是以κ-型为主的卡拉胶;当出现柔软性(弹性)胶体,说明是以ι-型为主的卡拉胶;如果溶液不是胶体,那就是λ-型为主的卡拉胶,取此溶液5ml,加入1%亚甲基蓝溶液一滴,应产生纤维状沉淀。
2 卡拉胶在肉制品中的应用特性2.1分散性和保水性卡拉胶分子结构中的α-硫酸脂基基团是高亲水性的,能溶于水。
如先用乙醇、甘油或饱和蔗糖液浸湿,则较易分散于水中。
将卡拉胶溶于80℃的热水中形成粘性透明或轻微乳白色的易流动溶液。
卡拉胶的分散性和保水性集中表现在它能减少肉制品的蒸煮损失,增加制品出品率。
卡拉胶的交互作用特性及其在食品工业中的应用
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。
卡拉胶的性能及其在肉类工业中的应用
卡拉胶的性能及其在肉类工业中的应用尚一平 安徽省蚌埠学院 蚌埠市 233000 卡拉胶是从红色海藻中提取的多糖类纯植物胶,一般为白色或淡黄色,无臭、无味,呈半透明粒状或粉末状物。
卡拉胶有七种类型,国内常用的是κ-卡拉胶。
由于卡拉胶大分子没有分支的结构及阴离子特性,因此具有良好的溶解性,可以形成高粘度溶液,能溶解于60℃以上的热水中形成粘性透明或轻微乳白色的溶液,在冷水中,卡拉胶及卡拉胶的钠盐也能溶解。
卡拉胶形成的凝胶是热可逆性的,即加热凝结融化成溶液,溶液冷却后,又形成凝胶。
卡拉胶是天然胶质中唯一具有蛋白质反应性的胶体。
它能与蛋白质形成均一的凝胶,其分子的硫基可以直接与蛋白质分子中的氨基结合,或通过Ca2+等二价阳离子与蛋白质分子上的羧基结合,形成络合物。
卡拉胶广泛应用于肉类制品的生产中,能够提高肉类制品的保水性,并且由于它能够与蛋白质络合,提供了相当好的组织结构,使产品具有细腻、弹性好、切片性好、韧脆适中、嫩滑爽口的特性。
不但能提高产品质量与档次,而且可以提高产品出品率,降低生产成本。
卡拉胶是制作火腿肠、火腿等产品不可缺少的一种添加剂。
1 卡拉胶在肉制品中的凝胶保水作用在肉类制品加工过程中,通常淀粉的吸水比例为1∶2;大豆蛋白的吸水比例为1∶4;而卡拉胶的吸水比例可达1∶40。
卡拉胶如此强的保水持水能力,完全归功于卡拉胶的特殊性能。
因为卡拉胶的分子结构中含有强阴离子性硫酸酯基团,能与游离水形成额外的氢键;而且卡拉胶能与蛋白发生反应,形成强有力的三维空间结构———凝胶;从而牢牢地把游离水“锁住”。
在灌肠制品中使用最多的是κ-卡拉胶和ι-卡拉胶,κ-卡拉胶能完全溶解于70℃以上的热水中,冷却后在较低浓度下就可形成坚实的可逆性凝胶,其凝胶强度和黏度在很大程度上取决于卡拉胶的类型和分子质量,以及体系中的p H值、盐分、氧化剂、与其他胶体共存的状况。
卡拉胶在加热时表现出充分的凝胶性,可以保持肉类制品中的大量水分,减少汁液的流失;并且具有良好的弹性和韧性,还能防止盐溶性肌球蛋白和肌动蛋白的损失,抑制鲜味成分的溶出。
卡拉胶的特性与食品应用
膜、 稳定分散等特性, 用作胶凝剂、 增稠剂或悬浮剂, 可 用于稳定乳液、 控制脱液收缩、 赋形、 胶结和分散, 广泛 应用于乳制品、 冰淇淋、 果汁饮料、 面包、 水凝胶 ( 水果 冻-、 肉食品、 调味品、 罐头食品等方面。 可调配成果冻 粉、 软糖粉、 布丁粉、 爱玉粉、 西式火腿调配粉等。
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卡拉胶的一般性状与鉴别 一般性状 卡拉胶产品一般为白色或淡黄色粉末, 无臭、 无
味, 有的产品稍带海藻味。 卡拉胶形成的凝胶是热可逆 性的, 即加热凝结融化成溶液, 溶液放冷时, 又形成凝 胶。 在热水或热牛奶中所有类型的卡拉胶都能溶解。 在 冷水中, 卡拉胶溶解, 卡拉胶的钠盐也能溶解, 但卡拉 胶的钾盐或钙盐只能吸水膨胀而不能溶解。 卡胶不溶 于甲醇、 乙醇、 丙醇、 异丙醇和丙酮等有机溶剂。
在冷饮食品方面的用途 卡拉胶有良好的乳蛋白反应能力, 可防止因加入
如在冰淇淋生产中, 卡拉胶 >?> 后乳清分离的现象。 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, 从而提高膨胀 率; 帮助产品成型, 防止收缩; 改进扩缩性, 改良结构, 提高均一性、 稳定性和抗融性, 使脂肪和其它固体成分 分布均匀, 防止乳浆分离, 防止冰晶在制造与存放时增 大, 使冰淇淋组织细腻, 结构良好, 润滑适口, 放置时不 易融化, 从而使冰淇淋的生产更趋简单合理、 操作方 便、 利于控制质量。
目前工业 生产和使用 的主要 有 # 3 % 3 1 : %"1 之间 。 & ;<==< 2 型, & 尤其以 $ 3 >?@< 2 型和 & 3 & -<AB< 2 型三种。 目前国内的卡拉胶的生产以进口的麒麟 # 型为多见。 菜为主要原料, 由于进口麒麟菜原料受到限制, 近来正 积极研究利用沙菜为原料来提取卡拉胶。
卡拉胶在食品工业中的应用
卡拉胶在食品工业中的应用食用胶是目前世界上广泛使用的食品添加剂,尤其是在食品工业相对发达的国家,食品中的大部分都使用了食用胶,卡拉胶作为食用胶中重要的一种,具有很多优良的性质,在食品加工中发挥着越来越重要的作用。
一、卡拉胶的性质与作用1、卡拉胶的性质1)物理化学性质卡拉胶又名角叉菜胶、鹿角藻胶,是从红藻中提取的一种高分子亲水性多糖。
食品级卡拉胶为白色至淡黄褐色、表面皱缩、微有光泽、半透明片状体或粉末状物,无臭或有微臭,无味,口感粘滑,在冷水中膨胀,可溶于60℃以上的热水后形成粘性透明或轻微乳白色的易流动溶液,但不溶于有机溶剂,在低于或等于它们的等电点时,它们易与醇、甘油、丙二醇相溶,但与清洁剂、低分子量胺及蛋白质不相溶。
由于卡拉胶大分子没有分支的结构及其具有强阴离子特性,它们可以形成高粘度溶液,其粘度取决于浓度、温度、卡拉胶类型以及是否有其他溶解物质存在等。
另外,卡拉胶还可以在低温下在水中或奶基食品体系中形成多种不同的凝胶。
卡拉胶稳定性强,干粉长期放置不易降解。
它在中性和碱性溶液中也很稳定,即使加热也不会水解,但在酸性溶液中(尤其pH≤4.0),卡拉胶易发生酸水解,凝胶强度和粘度下降。
值得提出的是在中性条件下,若卡拉胶在高温长时加热时,也会水解,导致凝胶强度降低。
所有类型的卡拉胶都能溶解于热水中、热牛奶中,溶于热水中能形成粘性透明或轻微乳白色的易流动溶液。
卡拉胶在冷水中只能吸水膨胀而不能溶解。
2)卡拉胶的流变性能基于卡拉胶具有的性质,在食品工业中,卡拉胶通常用作增稠剂、胶凝剂、悬浮剂、乳化剂和稳定剂等。
而这些卡拉胶的生产应用与卡拉胶的流变特性有着较大的关系,因而准确掌握卡拉胶的流变性能及其在各种条件下的变化规律对生产具有重要的意义。
溶液粘度随浓度增大而呈指数规律增加,随温度升高呈指数规律下降。
在稳定状态下粘度与温度的关系具有可逆性,但升温和降温过程的“粘度一温度”曲线斜率不同,升温时曲线斜率较小,这是滞后现象引起。
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
卡拉胶是一种由红海藻提取的多糖,其结构主要由D-半乳糖醛酸组成。这些半 乳糖醛酸以1,3连接形成线性高分子链,并通过1,6连接形成三维网络结构。 卡拉胶的分子量通常在10万至100万道尔顿之间,具有亲水性和亲脂性两种基 团,因此具有良好的水溶性和乳化性质。
卡拉胶的生产主要通过提取红海藻中的半乳糖醛酸,经过降解、纯化、干燥等 步骤制成。其中,提取半乳糖醛酸的方法主要有化学降解和酶降解两种,而纯 化和干燥过程则主要通过物理方法进行。
结论
生物技术在饮料工业生产中具有广泛的应用前景。通过发酵技术、酶技术和基 因工程技术的应用,企业可以生产出更加营养、美味、健康的饮料产品,满足 消费者需求。同时,生物技术的应用还可以帮
助企业提高产量、降低成本、提高质量和开发新品种。然而,在生物技术的应 用中仍需要注意菌种选择、工艺流程和产品质量控制等问题。只有不断地优化 和完善生物技术的应用,才能更好地推动饮料工业的发展。
2、工艺流程问题
生物技术的应用需要严格的工艺流程控制。如果工艺流程不合理或控制不当, 会导致产品质量不稳定和生产效率下降。因此,企业应该优化工艺流程,加强 工艺流程的控制和管理,确保产品质量和生产效率。
3、产品质量控制
生物技术的应用中,产品质量控制是非常重要的。如果产品质量控制不严格, 会导致产品不合格或市场口碑下降。因此,企业应该加强产品质量控制,建立 完善的质量管理体系,对产品质量进行严格的检测和把关。
2、冰淇淋:卡拉胶可以作为冰淇淋的稳定剂,提高冰淇淋的口感和质地,防 止冰淇淋在贮存过程中冰晶的生成。
3、膏状食品:卡拉胶可以作为膏状食品的增稠剂和稳定剂,调整食品的质地 和口感,如沙拉酱、番茄酱等。
4、糖果:卡拉胶可以作为糖果的粘结剂和成膜剂,提高糖果的口感和稳定性, 如软糖、牛轧糖等。
卡拉胶特性及研究进展
卡拉胶特性及研究进展前言卡拉胶(Carrageenan ,又称角叉菜胶、鹿角菜胶) 是自红藻(Red aglae , Rhodop hy ta) 中提取的一种水溶性胶体,是世界三大海藻胶工业产品(琼胶、卡拉胶、褐藻胶) 之一。
作为天然食品添加剂,卡拉胶在食品行业已应用了几十年。
联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家委员会(J ECFA , Joint FAO/ WHO Expert Commit tee on Food Additives) 2001 年取消了卡拉胶日允许摄取量(ADI , Acceptable Daily Intake) 的限制,确认它是安全、无毒、无副作用的食品添加剂。
据统计全球卡拉胶产量以3 %的速度递增,2000 年全球销量达3. 1 亿美元。
卡拉胶广泛应用于食品行业如可可奶、冰激凌、速溶咖啡、果冻、果汁饮料、牛奶布丁、炼乳、奶酪制品、婴儿奶制品、酸奶、糖果、罐头、豆酱、面包等的制造中,用于啤酒澄清、制作人造蛋白质和人造肉或制作保健食品等。
卡拉胶亦可用于日用化工行业如牙膏、润肤制品、洗发香波、洗涤剂、空气清新剂、水彩颜料、陶瓷制品等的加工制作。
卡拉胶还大量用于医药业,如作为微生物培养基、缓释胶囊/ 片剂、药膏基、鱼肝油乳化剂等。
近来研究发现卡拉胶本身具有特殊的医药疗效,它对许多重要病毒病原(如疱疹病毒、HIV、粘液病毒、棒状病毒等) 具有广谱抑制活性,卡拉胶还对免疫系统具有持续性作用、它是有效的抗胃蛋白酶活、抗溃疡、抗凝血、抗栓物质。
我国卡拉胶的研究起步较晚,直到1985 年才形成了真正意义上的卡拉胶工业化生产。
随后,我国对卡拉胶在食品、日用化工、医药卫生等领域的应用研究有很大进展。
但是,在卡拉胶的存在形态、结构、定性定量分析以及卡拉胶生物技术方面的基础性研究与国际研究水平还存在一定的差距。
化学结构由硫酸基化的或非硫酸基化的半乳糖和3,6-脱水半乳糖通过α-1,3糖苷键和β-1,4键交替连接而成,在1,3连接的D半乳糖单位C4上带有1个硫酸基。
卡拉胶作用
卡拉胶作用卡拉胶是一种由植物提取的胶质物质,因其具有粘合、增稠、稳定等多种性质,被广泛应用于食品、药品、化妆品、工业等领域。
它的作用主要通过与其他物质发生相互作用来实现。
首先,卡拉胶具有粘合作用。
在食品加工中,卡拉胶可以将不同的食材粘合在一起,增加食品的口感和质地。
例如,在烘焙过程中,卡拉胶可以替代蛋白质,将面粉、水、油等材料结合在一起,起到增强黏性和粘合度的作用。
此外,卡拉胶还可以用于制作糖果、乳饮料、果酱等食品,增加它们的黏度和稠度,改善口感。
其次,卡拉胶具有增稠作用。
在食品加工中,卡拉胶可以将液体变稠,起到增加食品体积和光泽度的作用。
例如,在制作果冻时,卡拉胶将果汁中的水分锁定住,使果冻保持结实和柔软的口感。
此外,卡拉胶还可以用于制作冰淇淋、奶油等乳制品,增加它们的稠度和质地。
此外,卡拉胶还具有稳定作用。
在食品加工中,卡拉胶可以防止乳化剂和成分之间的分离,提高食品的稳定性和保存期限。
例如,在沙拉酱中添加卡拉胶,可以防止油和水分离,使酱汁更加稳定和持久。
此外,卡拉胶还可以用于制作饮料、果汁、果肉等产品,增加其悬浮性和抗沉淀性,保持其均匀和稳定的状态。
除了在食品领域,卡拉胶还被广泛应用于药品、化妆品和工业生产中。
在药品中,卡拉胶可以作为胶囊的包衣材料,保护药物,控制药物的释放速度。
在化妆品中,卡拉胶可以作为凝胶剂,增加产品的粘稠度和稳定性。
在工业领域,卡拉胶可以作为涂料、纸张和纺织品的增稠剂和粘合剂,提高产品的品质和性能。
总的来说,卡拉胶作为一种多功能胶质物质,具有粘合、增稠、稳定等作用,在食品、药品、化妆品和工业等领域都有广泛应用。
随着科技的不断发展,卡拉胶的应用领域将会进一步扩大,为人们的生活带来更多的便利和美好体验。
卡拉胶与食品中组分的反应特性和机理
卡拉胶与食品中组分的反应特性和机理伍胜克纳r汉常(越№RnerHaengel}远东有限公茸上海代表赶200092摘要j#文对避年来国际上对卡拉胺与禽品中一蝗组丹的反应特性和机理的研究作一筒要舶综告论述。
美羲镯卡拉蔹缀势装毪撬理Abstractca啪皋eena“pIa”animponanIpractjcaImIcinfoodprocessing.Itsreactive曲jI时withotherffl窑redients海vcrybroad.ThusnloreandmoRresearchsubjectsandpapers硒cusonjt.Thispape『rev;ewedsomeadvancedthe硝s∞8e《m强g龆r辑g∞n鞠一co嘲∞nenl慧a娟鹆pfope娃{嚣秘dlnechani姐塔.KeywordsCa州憾eenanIngred{entsPr叩envMechanml卡拉段是蠢红藻孛糕敬塞静多糖纯台鐾,楚一种鞠簿亏=垄电解质,在多糖残基上肖半硫酸盐基团,分子链节存在电荷。
卡拉艘在食品加工领域中具有广泛的作用,如在可可奶中加入步赣嚣x一卡拉菠(0.25~番f359缒)捷移纛镦瓣瞬凝薮哥陡垂可可颗粒沉淀:相似的,少量的x.卡拉胶胶可增加脱脂奶的“体感”:更高浓魔的卡拉胶(2~39,k皂)可形成牛奶类产品的凝胶.翔撤樊静夹心耪辩,鸡鬻牛奶毒丁霉薪达{c#撇}dsl糍疑醛的基料中加^l∥k窟量的卡拉胶可增加得率10%~20%.戚达奶酪中加人025∥虹的卡拉胶可增加得率约10%u”。
l与魔芋熬反应往Rccs,Dea等人早在1972年就报道了魔芋和卡拉胶有反废性1“”。
德#j在禹采辨研究表甥。
“,当蹬嚣露驶链土连接的半乳糖残藏数目减少时,二者的凝胶效暴受显著,并认为甘露胶带状链与x.卡拉胶双螺旋阉存在特异性结合。
然而,M…is等A瑚x-亵射聪察井迁赛存在转异健结舍。
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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(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5.5 4.5[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。