果冻制作报告

本科课程论文

食用胶凝胶特性的研究及果冻的制作

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指导老师：周爱梅副教授

摘要

实验研究了琼脂、卡拉胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素、黄原胶的溶解性能及凝胶条件，并探究了各种因素对食用胶凝胶性能中凝胶强度、熔点、凝固点的影响。实验结果表明各种食用胶由于其自身的结构性质不同导致了其溶解度的不同，而温度升高有助于增加其溶解度。其次是各种胶体要形成凝胶性能较好的胶体与其自身的浓度、无机盐类、ph和与其他胶体复配时的相互作用是否存在协同增效作用。

关键词：食用胶琼脂卡拉胶海藻酸钠凝胶性能果冻制作

1前言

本实验以琼脂、卡拉胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素、黄原胶为实验原料，研究了各种食用胶(0.2%)在冷水、热水中的溶解情况以及其形成凝胶的浓度条件，并探讨了各种不同钙盐、钾盐等无机盐和有机酸类物质对其凝胶特性的影响如何，以及各种凝胶复配对其凝胶强度的变化。根据以上实验情况，找出一种合适的食用胶配方来加工果冻，探讨出制作果冻的一种配方，以使得所制的果冻具有较好的弹性、韧性、甜酸比及合适的颜色。

2 实验材料与方法

2．1 实验材料与试剂

琼脂、卡拉胶、海藻酸钠、CMC、黄原胶；CaCO3、CaCl2、CaSO4、CaH2PO4、KCl、柠檬酸、蔗糖、色素（红、黄、蓝）。

2．2 实验仪器

50mL小烧杯（每组7个）、锥形瓶（每组1个）、直径0.3、0.5cm的玻璃棒（每组4根，每种规格各2根，要求表面平整）、量筒（每组1个）、天平（每组1台，其中至少有3台大的）、大试管（每组5根）、温度计（每组5根）、铁架台（每组一台）、水浴锅（3~4台）、电炉（至少5台）、电子天平（共用）。

2.3 实验方法

2.3.1 凝胶强度测定方法

用自制简易凝胶强度仪测定，具体方法如下：胶体溶液在电炉上煮沸，冷却形成凝胶后。取一铁架台、一支截面光滑平整的玻璃棒（直径依凝胶强度选定）、一台天平、一个锥形瓶。将玻璃棒固定在铁架台上，将凝胶体放在天平的一端，锥形瓶放在天平的另一端，在锥形瓶中加入水平衡天平（设此时锥形瓶和水总重为W1），调整玻璃棒的截面使其与凝胶体的表面轻轻接触，然后往锥形瓶中缓慢的加水，注意观察，当玻璃棒穿透凝胶体表面时，立即停止加水，称锥形瓶和水总重，设为W2。则凝胶强度的计算公式为

W2-W1

凝胶强度（g / cm2）= （式中S为玻璃棒的截面积）

S

2.3.2 凝胶体熔点的测定

待上一步骤中的溶液凝固完全，于冰箱中放置 5min，放入一粒玻璃珠（直

径=5mm）于凝胶表面。把试管在90℃的水浴中加热，使凝胶温度慢慢上升，观察玻璃珠落下的温度即为凝胶的熔点。

2.3.3凝胶体凝固点的测定

取50mL胶体溶液，倒入烧杯中，插入温度计，然后使温度缓慢下降，至烧杯倾斜45-50。角时液面凝固不动，此时的温度即为该凝胶体的凝固点。

3结果与讨论

3.1 各种食用胶在冷热水中的溶解度

比较等浓度0.2%的琼脂、卡拉胶、海藻酸钠、CMC、黄原胶等食用胶在冷水、热水中的溶解情况，以判断温度对其溶解度变化的影响。结果如下表1

表1 常用食用胶(1%)在冷热水中的溶解情况食用胶

(0.2%)

琼脂卡拉胶海藻酸钠CMC 黄原胶

冷水不溶解不溶(絮状

物) 溶解,不太

透明

溶解度好微溶解

热水可以溶解溶解，成透

明状胶体

溶解澄清透明微溶解

结果与分析：由实验结果可以看出相同浓度的不同食用胶，在水中的溶解情况各不相同。琼脂和卡拉胶在冷水中的溶解度小，但加热可溶；海藻酸钠在冷水中可以溶解但效果较差，热水中则可以很好地溶解成透明状；CMC可部分溶于冷水，完全溶于热水；黄原胶在冷水中形成浑浊液，在热水中也是溶解的较少。五种食用胶在冷水中的澄清到浑浊排序依次为：CMC＞海藻酸钠＞琼脂＞卡拉胶＞黄原胶。而五种食用胶在热水中得澄清到浑浊排序依次为：CMC＞海藻酸钠＞琼脂＞卡拉胶＞黄原胶。其各种食用胶的在冷热水中的溶解度都不同是由于其内部结构的不一样；温度升高溶解度都有不同程度的上升可能是因为促进了内部螺旋结构的形成[1]。

3.2 琼脂凝胶性能的研究

3.2.1琼脂的最低凝胶浓度

研究浓度由0.1%开始试，上下梯度为0.1%，七个平行试验，以便于找出琼脂的最低凝胶浓度。实验结果记录如表2

表2 琼脂的最低凝胶浓度

0.10% 0.20% 0.30% 0.40% 0.50% 0.60% 0.70% 琼脂浓

度

凝胶不凝不凝凝固凝固凝固凝固凝固

结果与分析：有上述实验数据可以看出琼脂的最低凝胶浓度为0.3%。由于琼脂胶体形成过程中，只有达到一定的聚合度、响度分子质量才可以较好的形成螺旋体结构进而形成胶体网状凝胶[2]。

4.2.2不同浓度琼脂的凝胶性质

变换琼脂浓度从0.10%到0.70%，测量其凝胶强度、凝固点、熔点如何变化。不同浓度琼脂的凝胶强度、凝固点和融点的变化见下表3。

表3 不同浓度琼脂凝胶强度、凝固点、熔点的变化

琼脂浓度

0.10% 0.20% 0.30% 0.40% 0.50% 0.60% 0.70%

/g - - 95.37 93.84 90.6 98.38 93.39 W

1

W

/g - - 103.18 96.93 100.87 110.12 105.7 2

凝胶度

- - 39.8 43.74 145.36 166.17 174.24 /g.cm-2

凝固点

- - 27.6 29.2 30 30.7 30.9 /℃

熔点/℃- - 57.9 61.5 67.2 74.3 78.4 （备注：0.3%浓度用0.5cm的玻璃棒，其它用0.3cm的。）结果与分析：观察实验数据可知，从琼脂可以形成胶体的最低浓度开始，琼脂的凝胶强度、凝固点和熔点都与其浓度正相关即随着琼脂浓度的增加而增大。原因在于随着浓度的升高，其胶体的内部结构逐渐趋于稳定和牢固[2]。

4.2.3琼脂与不同食用胶的复配后的凝胶性质

固定琼脂浓度（0.4%），在其溶液中加入一定相同浓度（0.2%）的卡拉胶、