胶体在生活中的应用

胶体在生活中的应用

摘要：胶体化学在生活中的很多领域均有重大的意义。本文主要介绍胶体在医学领域和食品领域的应用。

关键词：胶体，食品，医学，食品胶

胶体化学是物理化学的一个重要分支。它在自然界尤其是生物界普遍存在，它与人类的生活及环境有着密切的联系；胶体的应用很广，且随着技术的进步，其应用领域还在不断扩大。工农业生产和日常生活中的许多重要材料和现象，都在某种程度上与胶体有关。

胶体，又称胶状分散体，是一种悬浮于流体媒介中的粒子团。在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散，另一种连续。分散的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1nm—100nm之间的分散系；胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系，这是一种高度分散的多相不均匀体系。

胶体的分类，按分散剂的不同，可以分为气溶胶、液溶胶和固溶胶；按分散质的不同可以分为粒子胶体（如土壤等）和分子胶体（如淀粉胶体、蛋白质胶体等）。气溶胶是以气体作为分散介质的分散体系，其分散质可以是气态、液态或固态。如：烟、云、雾等。液溶胶是以液体作为分散介质的分散体系，其分散质可以是气态、液态或固态。如蛋白溶液、淀粉溶液、肥皂水、人体的血液等。固溶胶是以固体作为分散介质的分散体系，其分散质可以是气态、液态或固态。如：有色玻璃、烟水晶等。

胶体的性质很多。胶体粒子直径在1nm—100nm之间，不能透过半透膜；胶体可以在电场中出现电泳现象；胶体中的粒子会发生布朗运动；胶体在光照下可以观察到丁达尔效应能发生；当胶体中加入电荷使其与胶体粒子中和后，胶体粒子会聚集成为颗粒，形成沉淀；介稳性胶体的稳定性介于溶液和浊液之间，在一定条件下能稳定存在，属于介稳体系。人们可以对它的这些性质应用于日常生产生活中。胶体在医药卫生、食品工业等方面均有重要的应用。

一、医药卫生

人体各部分的组织都是含水的胶体，因此要了解生理结构、病理原因、药物疗效等都要根据胶体化学的研究成果。

整个胶团是不带电性的，但胶体微粒带有电荷，有些带正电荷，有些带负电荷。药剂中常见胶体带正电荷的有不溶氢氧化物（氢氧化铁、氢氧化铝等）、金属氧化物、碱性染料（龙胆紫、亚甲蓝等）、汞溴红、血红素、酸性溶液中的蛋白质等。带负电荷的有金属及金属硫化物、非金属氧化物、酸性染料（苋红、靛蓝等）、淀粉、西黄芪胶、羧甲基纤维素钠、碱性溶液中的蛋白质等。了解胶体电荷之正负有助于胶体溶液型药剂的合理制备。如胃蛋白酶合剂中的胃蛋白酶，已知在酸性环境中带正电荷，而一般滤纸，纱布

等纤维性滤材是带负电荷，则在制备该合剂时，应该避免滤过，以免电性中和，使胃蛋白酶析出在滤纸上而降低药效。

临床上，肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒，可利用血液透析进行治疗。胶体粒子直径在1nm—100nm之间，不能透过半透膜。血液透析是利用弥散作用，使半透膜两侧两种不同浓度及性质的溶液发生物质交换。半透膜是人工合成的膜，小分子可以自由通过半透膜，而多肽、蛋白质等胶体颗粒则不能通过。血液透析时，透析液和血液分别位于半透膜的两侧，两者间进行物质交换。透析能快速纠正肾衰竭时产生的高尿素氮、高肌酐、高血钾、高血磷、酸中毒等。

血清纸上电泳利用胶体的电泳现象分离各种氨基酸和蛋白质，也是胶体在医学上的重要应用。胶体粒子带电荷，在电场中，粒子在分散质中能发生定向移动。血清蛋白电泳对于肝、肾疾病和多发性骨髓瘤的诊断有意义。血清含有各种蛋白质，其等电点均在pH7.5以下，若置于pH8以上的缓冲液电泳时均游离成负离子，再向正极移动。由于其等电点，分子量和分子形状各不相同，其电泳速度就不同。故可将血清中蛋白质区分开来。分子量小，带电荷多者，泳动速度最快。按其游动速度顺序把血清蛋白粗略分为清蛋白，α1、α2、β及γ球蛋白。正常值见表，临床上血清白蛋白减少与γ球蛋白增高为肝病患者血清蛋白电泳所共有的现象，其减少与增加的程度和肝炎的损伤的范围相并行。急性肝炎早期无变化，发病第二周后即有血清蛋白的改变，慢性肝炎较急性肝炎变化明显，肝硬化变化则更为明显。因此，血清蛋白的变化对疾病诊断和预后的评估具有重要的临床意义。

医学上越来越多地利用高度分散的胶体来检验或治疗疾病，如胶态磁流体治癌术是将磁性物质制成胶体粒子，作为药物的载体，在磁场作用下将药物送到病灶，从而提高疗效。同时，胶体溶液在急性代谢紊乱治疗中也有重要的应用。

二、食品工业

民以食为天。我们吃的、喝的都离不开胶体。牛奶、啤酒、淀粉等都是胶体。胶体在食品工业中的应用非常地广泛。尤其是食品胶体在食品中意义重大。

食品胶体是能溶解于水中，并在一定条件下能充分水化形成粘稠的滑腻或胶冻液一样的大分子物质。在加工食品中起增稠増黏，提供粘附力凝胶形成能力，硬度，稳定乳化稳定悬浊体，使食品获得所需的形状，黏度，硬，稠，脆，软和各种口感。

乳化、稳定性食品胶添加到食品中后，体系黏度增加，体系中的分散相不容易聚集和凝聚，因而可以使分散体系稳定，可用于果汁饮料、啤酒泡沫、糕点裱花等食品体系的稳定。在食品中能起乳化作用的食品胶或亲水胶体并不是真正的乳化剂，作用方式也不是按照一般乳化剂的亲水－亲油平衡机制来完成的，而是

以好几种其他方式来发挥乳化稳定功能，但经常是通过增稠和增加水相黏度以阻止或减弱分散的油粒小球发生迁移和聚合倾向方式来完成。

绝大多数食品胶应用于食品中时，不仅有着增稠、胶凝以及乳化稳定、悬浮等功能作用，对维持和改善食品组织结构也起着重要作用，并且还能发挥膳食纤维的功能保健作用。如卵磷脂，淀粉及变性淀粉等。

卵磷脂是食品乳化剂，适用于水包油或油包水的乳化体系。食品多是水包油型胶体，乳化剂的HLB值大于6时才能提供较好的乳化效果，而卵磷脂的HLB 值为7，故具有均衡的亲水和亲油性，适用性广泛；卵磷脂是有效扩散溶液表面活性剂和许多粉状或粒状食品的润湿剂，在食品中加入适量的卵磷脂可以达到速溶效果；卵磷脂具有防止或减缓食品结晶的作用。如果在含糖或油脂的食品中，加入0．5％的卵磷脂，会改善食品的晶体结构或食品质地；在富含直链淀粉的食品中加入少量卵磷脂，可起到防止淀粉老化的作用。

淀粉及变性淀粉（化学改性胶）是当今世界上使用量最大的一种多糖。淀粉也是多糖类食品胶，一般也具有增稠、胶凝等作用，但它除去部分抗消化性淀粉外都不属于膳食纤维，也就是说淀粉应用于食品中不具有膳食纤维的功能，并且其含热量很高。

作为被膜剂和胶囊许多食品胶可用作被膜剂，它们可被覆盖于食品表面，可以在食品表面形成一层保护性薄膜，保护食品不受氧气、微生物的作用，起保质、保鲜、保香或上光等作用。例如，与食用表面活性剂或保鲜剂并用可以用于水果、蔬菜的表面以保持新鲜度，因为这样可以防止其水分蒸发、调节呼吸作用、防止微生物侵袭及褐变；用于糖果等可防潮、防黏、赋予明亮光泽；也可生产可食性膜，如香肠肠衣。在这方面常用的食用胶有阿拉伯胶、CMC、壳聚糖、普鲁兰等。

三、其他

胶体电解质在铅蓄电池中也有应用。胶体蓄电池的电解液是硅凝胶，大电流的放电性能很好，且具有优秀的深放电回复性、充放电利用率高、使用寿命长等优点。

胶体防灭火技术是近些年发展起来的一种良好的新型防灭火技术。它是利用胶体制成防灭火材料，它具有性能优良、灭火速度快、安全可靠、材料来源广泛、灭火后不易复燃和灭火工艺方便快捷等优点。

胶体还可应用航天领域，可用作航天器的推进剂。