卡拉膠的復配性能及其在食品中的應用由于卡拉膠具有形成親水膠體、凝膠、增稠、乳化、成膜、穩(wěn)定分散等諸多物理化學特性，故可作為膠凝劑、乳化劑、增稠劑或懸浮劑使用，用于穩(wěn)定乳液、控制脫液收縮、賦形、膠結(jié)和分散等，另外卡拉膠安全無毒的特性已被聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合專家委員會（JECFA）所確認，這都使得卡拉膠工業(yè)迅速發(fā)展，廣泛應用于食品工業(yè)、日化工業(yè)及生化、醫(yī)學研究等領域中。最近幾年，由于應用技術的日趨成熟及應用領域的不斷增加，國內(nèi)外市場對卡拉膠的需求也獲得大幅度上升，卡拉膠在我國已經(jīng)成為在食品中應用得最為廣泛的膠體之一。一、卡拉膠的復配性能卡拉膠具有膠凝、增稠、乳化、成膜、穩(wěn)定分散等優(yōu)良特性?？ɡz形成凝膠所需濃度低、透明度高，但存在凝膠脆性大、彈性小、易脫液收縮等問題，不過這些問題可以通過與其它食品膠的協(xié)同增效作用來解決，因此有關卡拉膠協(xié)同作用的研究對于卡拉膠在食品中的應用十分重要。（一）卡拉膠與槐豆膠的復配性能卡拉膠為凝膠多糖，而槐豆膠為非凝膠多糖，但兩者共混可以得到凝膠，這是兩種多糖分子間相互作用的結(jié)果。在卡拉膠和槐豆膠體系中，卡拉膠是以具有半醋化硫酸酯的半乳糖殘基為主鏈的高分子多糖?；倍鼓z是以甘露糖殘基組成主鏈，平均每四個甘露糖殘基就置換一個半乳糖殘基，其大分子鏈中無側(cè)鏈區(qū)與卡拉膠之間有較強的鍵和作用。在槐豆膠和卡拉膠形成的凝膠體系中，卡拉膠的雙螺管結(jié)構與槐豆膠的無側(cè)鏈區(qū)之間的強鍵合作用，使生成的凝膠具有更高的強度。而另一種與槐豆膠結(jié)構相似，但側(cè)鏈平均數(shù)增加一倍的瓜爾豆膠，因為其側(cè)鏈太密而不具有這么明顯的增稠效應。K-型卡拉膠單體所形成的強而脆的凝膠，其收縮脫水性在許多應用中會帶來不利。但當與其他膠結(jié)合后所引起的組織結(jié)構的變化，使之具有很多實用價值，尤其在食品方面，當K-型卡拉膠加入槐豆膠后，卡拉膠的雙螺旋結(jié)構與槐豆膠的無側(cè)鏈區(qū)之間的強鍵合作用，使生成的凝膠具有更高的強度，不僅使該體系的彈性和剛性因之提高，并隨著槐豆膠濃度的增加，其內(nèi)聚力也相應增強。當兩種膠的比例達1:1時，凝膠的破裂強度可相當高，因而產(chǎn)生相當好的可口性。從感官的角度來看，槐豆膠可使K-型卡拉膠凝膠的脆度下降而彈性提高，使之接近于明膠凝膠體的組織結(jié)構，但如果槐豆膠的比例過高，凝膠體會愈益膠稠。只有卡帕型卡拉膠與刺槐豆膠有增進膠強度的協(xié)同作用，2:1可達到最大凝膠強度，而1:4為最弱。為使刺槐豆膠充分水化,溶液需加熱至82度以上，形成的凝膠仍為熱可逆型凝膠；達到同樣的凝膠強度，卡帕卡拉膠與刺槐豆膠的復合膠用量約只有卡帕卡拉膠單用量的1/3?？ㄅ量ɡz在水系統(tǒng)中0.5%以上的濃度就能形成凝膠，在牛奶系統(tǒng)中成膠濃度可低達0.1?0.2%。1-型和K-型兩種卡拉膠配合時，凝膠的脆度將下降，破裂強度降低而不至于脫水收縮，內(nèi)聚力的穩(wěn)定和破裂強度的下降，說明L-型卡拉膠也能提高凝膠的持水性和彈性，由此所制得的凝膠比由槐豆膠配合制得的將更接近于明膠的結(jié)構。（二）卡拉膠與魔芋膠的復配性能魔芋膠主要化學組成為葡萄甘露聚糖，其中的葡萄糖和甘露糖的分子比約為2：3,因為甘露糖單位的第6位C上有乙?；?，故其水溶液不能形成凝膠，但在稀堿性溶液中水解去掉乙?；髣t可形成有彈性的凝膠。魔芋膠和K-卡拉膠都是食品工業(yè)常用的膠凝劑，但前者必須在2%以上的濃度，pH>9即強堿性條件下才能形成凝膠。除了用量大之外，應用于堿性食品常有咸味和澀味，口感欠佳，不受歡迎；后者在有鉀或鈣等離子存在時，具有形成凝膠所需濃度低、透明度高等優(yōu)點，但其凝膠脆性大，彈性小，易出現(xiàn)收縮脫液現(xiàn)象。這些缺陷,在很大程度上影響二者作為膠凝劑在食品工業(yè)上應用。將卡拉膠與魔芋膠進行適當復合，在中性偏酸性的條件下，可以形成對熱可逆的彈性凝膠，且所形成的凝膠還具有所需膠凝劑用量少、凝膠強度高、析水率低等特點。魔芋膠可全部或部分取代槐豆膠，而獲得卡拉膠與槐豆膠混合體所具有的凝膠結(jié)構?？傊?，魔芋膠和K-卡拉膠有很強的協(xié)合作用，能顯著增強卡拉膠的凝膠強度和彈性，減少卡拉膠的泌水性，其作用效果比槐豆膠還強，在食品工業(yè)上具有很好的應用價值。（三）卡拉膠與其它膠的復配性能酰胺化低酯果膠對K-型卡拉膠的形成沒有顯著的影響，但由于它具有良好的持水性，從而可降低K-型卡拉膠的使用濃度，并使凝膠柔軟可口。但如果還將少量的槐豆膠的復合在內(nèi)，則可增加其凝膠的內(nèi)聚力。采用酰胺化低酯果膠的另一長處是可使凝膠有很好的風味釋放能力。但這種果膠的不利因素是可使凝膠呈渾濁狀，即由酰胺化低酯果膠配合制成的凝膠甜食，不能像由單純卡拉膠所制得的凝膠那樣透明。黃原膠對K-型卡拉膠有類似的影響，即可形成較柔軟、更有彈性和內(nèi)聚力的凝膠。此外，黃原膠能象K-型卡拉膠那樣降低失水收縮作用，瓜爾豆膠卻不能左右K-型卡拉膠的收縮析水作用。由于瓜爾豆膠含有兩倍量的半乳糖，且未被取代的區(qū)域的長度遠短于槐豆膠，這就解釋了為什么卡拉膠與槐豆膠有良好的復配共伍作用而與瓜耳豆膠無明顯共伍作用。另外，卡拉膠的凝膠強度取決于分子鏈的整齊程度，但KCL添加量的增加可提高強度?？ɡz及復配膠的凝膠強度測量值會隨時間延長而不同；強度值也會因凝膠體的溫度而不同，溫度越低強度越高，在5?10度時達到極限。因此比較凝膠強度時應以凝膠后相同的時間和溫度下測量為條件。膠體溶液加入檸檬酸量越多，冷卻后強度越低，并且加酸溫度越高強度降低越顯著。然而，過低的溫度下加酸也會干擾凝膠的形成，因此最適的加酸溫度在60?70度。同樣，卡拉膠溶液體系在不同的PH下加熱，PH降低則凝膠強度降低，PH3.5以下基本不能形成凝膠，有意思的是已形成的凝膠既使在PH3.5這樣低pH下凝膠態(tài)仍穩(wěn)定。復配膠體系所觀察到的結(jié)果與卡拉膠相似，一般在堿性環(huán)境下，強度會降低。而卡拉膠在PH9左右仍穩(wěn)定。二、卡拉膠在食品中的應用在乳制品中的應用卡拉膠在乳制品中主要作用是增稠、穩(wěn)定、賦形、懸浮、凝膠等。如可可奶中加入卡拉膠后，k-酪蛋白和卡拉膠之間相互作用，產(chǎn)生細微的膠體結(jié)構保持可可粉的懸浮，防止其沉淀，并使飲料具有飽滿口感；煉乳通過加入低濃度的-型或K-型卡拉膠使乳脂肪穩(wěn)定，并能模擬全脂奶的口感與外觀；卡拉膠還可用來穩(wěn)定果味酸奶，使酸奶滑爽并增加質(zhì)感。在冰淇淋和雪糕制作中，卡拉膠可使脂肪和其它固體成分分布均勻，防止乳成分分離和冰晶在制造與存放時增大；使冰淇淋和雪糕組織細膩，結(jié)構滑爽、可口；在冰淇淋生產(chǎn)中，卡拉膠因可與牛奶中的陽離子發(fā)生作用，產(chǎn)生獨特的膠凝特性，可增加冰淇淋的成型性和抗融性，提高冰淇淋在溫度波動時的穩(wěn)定性，放置時也不易融化。在冰淇淋生產(chǎn)中卡拉膠雖然不適合作為主穩(wěn)定劑，但它在很低濃度下能作為很好的防止乳清分離的輔穩(wěn)定劑使用。因為卡拉膠雖然會增加體系的粘度，但不能包容足夠的膠以穩(wěn)定體系。刺槐豆膠，瓜爾豆膠以及羧甲基纖維素單獨使用或組合使用是較好的主穩(wěn)定劑，然而，它們具有相同的缺點：在冰淇淋混合物中會導致乳清分離。所以加入卡拉膠能抑制這種現(xiàn)象的發(fā)生。在飲料中的應用卡拉膠在水中的作用主要是凝膠、懸浮、賦形和增稠等。如：L-卡拉膠能形成柔順的有彈性的凝膠且形成的膠不會在室溫下融化，對于在不需使用冰箱的場合很有用，它形成的凝膠不會隨老化時間延長而變硬，對于即可使用的甜食是很重要的，但是它的融點較高，致使產(chǎn)品的口感下降°K-型卡拉膠產(chǎn)生的凝膠較硬，脆性大，不象L-卡拉膠所形成的凝膠那樣柔順。在K-型卡拉膠加入槐豆膠或瓊脂可獲得柔軟的質(zhì)構，K-和I-型卡拉膠的混合物與純凈的槐豆膠可用于生產(chǎn)低熱型產(chǎn)品，其中酸的加入必須在處理后期，以防止卡拉膠的過度水解。水果飲品沖劑一般含糖或甜味劑、酸、香精，L-型卡拉膠或K-卡拉膠在制成的飲品中含量為0.1%或0.2%時就可提供良好的質(zhì)感和令人愉快的口感。另外，由于卡拉膠能與蛋白發(fā)生絡合作用，從而也能在一定程度上提高植物蛋白飲料在受熱時的穩(wěn)定性。在肉類制品中的應用卡拉膠用于禽肉制品可提高并能給保持水分，風味、質(zhì)構、切割性、冷凍融化及穩(wěn)定性帶來益處。如卡拉膠用于火腿及火腿腸就能起到凝膠、乳化、保水、增強彈性的作用，尤其是提供適當?shù)谋Ｋ?，即使是制造高出品率的產(chǎn)品時，它也能有良好的持水性，并且由于它能夠與蛋白質(zhì)絡合，就能提供相當好的組織結(jié)構，使產(chǎn)品具有細膩、切片良好、口感好，彈性好、韌脆適中，嫩滑爽口等性能，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了成本，是制作火腿必需的食品添加劑。另外，因為卡拉膠在冷鹽中分散且不會使鹽水粘度上升，因此在禽肉給水處理中不會帶來不便°K-型和L-型卡拉膠或K-卡拉膠與槐豆膠復配使用會使肉湯凝膠，而且調(diào)味料也懸浮在肉湯中清晰可見，并能保持罐頭中魚的風味°k-卡拉膠、槐豆膠與KCL溶液在冷凍魚表面形成被膜，它保護魚肉不被破壞，在加工過程中保持完整不被機械損壞。在火腿生產(chǎn)中，K-卡拉膠和游離水結(jié)合并且與蛋白質(zhì)作用，保證水分含量以及可溶蛋白含量。近年來禽肉類產(chǎn)品的市場需求數(shù)量持續(xù)上升，消費者需要容易處理，價格穩(wěn)定以及低脂高蛋白的肉類，所以肉制品加工商就面臨禽肉在進行熱處理或機械處理時帶來的問題。這些問題包括蛋白質(zhì)變性（會帶來改變其質(zhì)構和失水問題）、脂肪氧化（會帶來風味喪失的問題）以及冷凍融化不穩(wěn)定（這會在肉中產(chǎn)生冰晶，從而使肉的質(zhì)構變壞）等，而這些問題都可以通過使用卡拉膠和磷酸鹽、鹽、淀粉等添加劑復合來解決完成。在啤酒和果酒中的應用卡拉膠在啤酒生產(chǎn)工藝中能作為使酒澄清的助劑。在啤酒的整個釀造階段，有兩個重要的生產(chǎn)過程，即麥芽汁制備和啤酒發(fā)酵。啤酒發(fā)酵正常與否，決定于所制備麥芽汁質(zhì)量的優(yōu)劣，清亮透明的外觀是體現(xiàn)麥汁質(zhì)量的一個重要方面。在麥汁制備過程中，采用麥汁澄清劑,除去多余的蛋白質(zhì)，是獲得清亮透明麥汁的一種重要途徑?？ɡz是所有麥汁澄清劑中較為理想的一種。啤酒和果酒中常含有一些膠體物質(zhì)而使得其渾濁，造成過濾困難，并影響最終啤酒和果酒的清亮，這時必須加入澄清劑以除去渾濁物。但是一般的澄清劑難以將這些物質(zhì)完全除去，而且花費時間長。利用卡拉膠與蛋白質(zhì)的反應，可以有效地達到麥汁澄清的目的，原理是這樣的：帶陰離子基團的卡拉膠與麥汁中帶正電荷的親水性高分子蛋白質(zhì)通過靜電作用形成結(jié)合鍵，并迅速地促使各種微小蛋白質(zhì)、類脂、葡聚糖等分子凝聚成大片絮狀物加快沉降。而這些絮狀物質(zhì)通過重力作用沉降，從而達到啤酒澄清的目的。利用卡拉膠麥汁澄清劑可以加快麥汁澄清速度，改善啤酒的非生物穩(wěn)定性，而且有助于熱麥汁中熱凝固物的絮凝沉淀，麥汁冷卻后，對一些極微小的的冷凝固物粒子（d〈2^m）也可以排除，可顯著改善啤酒的過濾性能及非生物穩(wěn)定性，增加麥汁的出品率，降低煮沸時間，有利于酵母的生長?？梢?，在麥汁制備中，卡拉膠是一種較為理想的麥汁澄清劑，它能顯著地改善麥汁的外觀質(zhì)量，尤其是在麥芽溶解不好，質(zhì)量較差的情況下，使用它效果將更加明顯。經(jīng)卡拉膠處理的麥汁對酵母發(fā)酵不存在任何負面影響，釀制出的啤酒顏色為淡黃色，理化指標均符合國家或企業(yè)產(chǎn)品標淮。加卡拉膠釀制的啤酒非生物穩(wěn)定性提高，保質(zhì)期可以增加。降低總酒損耗和硅藻土消耗，給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益。在果凍食品中的應用卡拉膠作為一種很好的凝固劑，可取代通常的瓊脂、明膠及果膠等。用瓊脂做成的果凍彈性不夠，價格較高；用明膠做水果凍的缺點是凝固和融化點低，制備和貯存都得低溫冷藏；用果膠的缺點是需要加高溶度的糖和適當?shù)膒H才能凝固?？ɡz沒有這些缺點，以卡拉膠制成的水果凍富有彈性且沒有離水性，卡拉膠因具有獨特的凝膠特性而成為果凍常用的凝膠劑。在糖果中的應用用卡拉膠做透明水果軟糖在我國早有生產(chǎn)，它水果香味濃，甜度適中，爽口不粘牙，而且其透明度比瓊脂更好，價格較瓊脂低，加到一般的硬糖和軟糖中能使產(chǎn)品口感滑爽，更富彈性，粘性小，穩(wěn)定性增高。在罐頭中的應用卡拉膠在普通果蔬類罐頭以及魚和肉類罐頭中作凝固劑效果都很好，用卡拉膠作凝固劑不受產(chǎn)品所含可溶性固形物的多少與pH的限制，無論加糖與否，也不論是在酸性、中性、還是堿性，都能形成凝膠，其適用性比明膠和果膠強。在面包和餅干中的應用新鮮的面包其面包心軟而富有彈性，但放置時容易老化，面包的硬度和脆性都逐漸增加，面包的特殊風味也逐漸消失。在面包中加入卡拉膠就能增加保水能力，從而延緩老化，對保持面包新鮮很有益處。k-卡拉膠在南瓜餅餡心中充當膠凝劑可獲得堅固但柔軟并具有切割性的產(chǎn)品，當餅冷卻下來后，可形成蛋糊凍樣的質(zhì)構，這能防止餅體積縮小阻止餅表面變硬，形成餅皮。在功能性食品中的應用膳食纖維近年來受到人們越來越多的重視，它被稱為“第七營養(yǎng)素”，同時作為一種功能性食品基料，膳食纖維的開發(fā)應用相當廣泛，經(jīng)過測定卡拉膠中的總膳食纖維含量近70%,并證實具有許多重要的生理功能：在胃內(nèi)具有飽腹感，并延緩食物在胃內(nèi)的滯留時間；降低腸內(nèi)膽固醇的吸收量；抑制有害物質(zhì)的生成，促進排泄，分解致癌物質(zhì)等重要的生理作