卡拉膠

由硫酸基化的或非硫酸基化的半乳糖和3，6-脫水半乳糖通過(guò)α-1，3糖苷鍵和β-1，4鍵交替連接而成，在1，3連接的D半乳糖單位C4上帶有1個(gè)硫酸基。分子量為20萬(wàn)以上。

分子式：（C12H18O9）n

類型
卡拉膠，又名角叉菜膠、鹿角藻膠、愛爾蘭苔菜膠，是由半乳糖及脫水半乳糖所組成的多糖類硫酸酯的鈣、鉀、鈉、銨鹽。由于其中硫酸酯結(jié)合形態(tài)的不同，產(chǎn)生了7種主要類型的卡拉膠：κ-型、ι-型、λ-型、γ-型、ν-型、ξ-型、μ-型。工業(yè)主要生產(chǎn)和使用的是前三種 。

卡拉膠為白色或淺褐色顆粒或粉末，無(wú)臭或微臭，口感粘滑。溶于約80℃水，形成粘性、透明或輕微乳白色的易流動(dòng)溶液。如先用乙醇、甘油或飽和蔗糖水溶液浸濕，則較易分散于水中。與30倍的水煮沸10min的溶液，冷卻后即成膠體。與水結(jié)合粘度增加，與蛋白質(zhì)反應(yīng)起乳化作用，使乳化液穩(wěn)定 。

不同類型的卡拉膠的增稠和膠凝性質(zhì)有很大的不同。例如，κ型卡拉膠與鉀離子形成的堅(jiān)硬的凝膠，而ι和λ只有輕微影響。ι型卡拉膠與鈣離子相互作形成柔軟，富有彈性的凝膠，但是鹽對(duì)于λ型卡拉膠的性質(zhì)沒有影響。在大多數(shù)情況下，λ型與κ型在牛奶系統(tǒng)中一同使用獲得一種懸浮液或奶油凝膠。卡拉膠及其混合物提供大量的有利物質(zhì)導(dǎo)致產(chǎn)生大量范圍廣泛而復(fù)雜的商業(yè)產(chǎn)品以滿足獨(dú)特的綜合性能最適合特定的應(yīng)用。

一、 溶液性質(zhì)

所有的卡拉膠都溶于熱水，但只有κ型和ι型的鈉鹽溶于冷水。通常在食品中的鹽濃度并不能對(duì)λ型卡拉膠產(chǎn)生效果;粘度在冷水和牛奶中，雖然獲得較高的粘度，如果溶液是加熱和冷卻。λ型卡拉膠溶液當(dāng)加壓或攪拌時(shí)會(huì)形成假塑性或剪切變稀的溶液。這些溶液通常用于增稠，尤其是在奶制品，以提供非粘性的，滑膩的質(zhì)地的體系。

溫度是一個(gè)重要的因素來(lái)確定在食品體系中使用哪種類型的卡拉膠。所有的卡拉膠水合物適用于高溫并且κ型和ι型尤其表現(xiàn)出低流動(dòng)性的粘度。冷卻時(shí)，這些卡拉膠在40-70 ℃之間形成的一系列凝膠的類型取決于卡拉膠的種類和陽(yáng)離子的濃度。

二、酸穩(wěn)定性

當(dāng)卡拉膠溶液在PH值4.3，加熱的情況下會(huì)失去粘度和凝膠強(qiáng)度。這是由于卡拉膠在低PH值時(shí)發(fā)生水解，將3,6-脫水-D-半乳糖的連接斷開（Hoffmann等，1996）。在高溫和低陽(yáng)離子濃度下，水解程度增加。然而，一旦溶液的溫度低于凝膠溫度，鉀離子可與卡拉膠上的硫酸鹽基團(tuán)結(jié)合，這樣可以阻止水解現(xiàn)象的發(fā)生。

為了盡量減少水解的影響，建議，在可能的情況下，卡拉膠應(yīng)在中性條件下處理，并且酸應(yīng)在食品存放和灌裝前立即添加。在酸性食物中，卡拉膠應(yīng)在生產(chǎn)結(jié)束前添加以避免聚合物過(guò)度的分解。

三、凝膠特性

κ型和ι型卡拉膠的熱溶液在陽(yáng)離子存在條件下，冷卻到40-70 ℃，形成一系列的凝膠質(zhì)感，熱門的解決方案。卡拉膠凝膠表現(xiàn)出滯后性，環(huán)境和熔融溫度之間的差異。這些凝膠在室溫下穩(wěn)定，但加熱為凝膠溫度的5 – 20℃以上時(shí)熔融。冷卻時(shí)，一個(gè)中性的體系會(huì)形成相似的凝膠性質(zhì)。必須記住，在酸性產(chǎn)品中，凝膠強(qiáng)度和質(zhì)地可通過(guò)加熱和冷卻的水解作用影響。

一個(gè)食品體系中的離子成分對(duì)于卡拉膠的有效利用是非常重要的。例如，κ型卡拉膠與鉀離子作用，形成硬且脆的凝膠。ι型卡拉膠選擇鈉離子在相鄰鏈間形成橋梁，得到典型的柔軟有彈性的凝膠。

這些離子的存在，對(duì)卡拉膠的水化溫度，和它的環(huán)境和熔化溫度也有戲劇性效果。例如，ι型卡拉膠在水中的環(huán)境溫度下會(huì)水解，但加入鹽可提高凝膠點(diǎn)以致溶液轉(zhuǎn)化成具有明顯發(fā)生點(diǎn)的可逆性凝膠，在冷沙拉醬生產(chǎn)中被開發(fā)利用的性質(zhì)。 

● 溶解性：不溶于冷水,但可溶脹成膠塊狀,不溶于有機(jī)溶劑，易溶于熱水成半透明的膠體溶液(在70℃以上熱水中溶解速度提高；

● 膠凝性：在鉀離子存在下能生成熱可逆凝膠；

● 增稠性：濃度低時(shí)形成低粘度的溶膠,接近牛頓流體，濃度升高形成高粘度溶膠，則呈非牛頓流體。

● 協(xié)同性：與刺槐豆膠、魔芋膠、黃原膠等膠體產(chǎn)生協(xié)同作用，能提高凝膠的彈性和保水性；

● 健康價(jià)值：卡拉膠具有可溶性膳食纖維的基本特性，在體內(nèi)降解后的卡拉膠能與血纖維蛋白形成可溶性的絡(luò)合物。可被大腸細(xì)菌酵解成CO2、H2、沼氣及甲酸、乙酸、丙酸等短鏈脂肪酸，成為益生菌的能量源。

卡拉膠穩(wěn)定性強(qiáng)，干粉長(zhǎng)期放置不易降解。它在中性和堿性溶液中也很穩(wěn)定，即使加熱也不會(huì)水解，但在酸性溶液中（尤其是pH值≤4.0）卡拉膠易發(fā)生酸水解，凝膠強(qiáng)度和黏度下降。值得注意的是，在中性條件下，若卡拉膠在高溫長(zhǎng)時(shí)間加熱，也會(huì)水解，導(dǎo)致凝膠強(qiáng)度降低。所有類型的卡拉膠都能溶解于熱水與熱牛奶中。溶于熱水中能形成黏性透明或輕微乳白色的易流動(dòng)溶液。卡拉膠在冷水中只能吸水膨脹而不能溶解。

基于卡拉膠具有的性質(zhì)，在食品工業(yè)中通常將其用作增稠劑、膠凝劑、懸浮劑、乳化劑和穩(wěn)定劑等。而這些卡拉膠的生產(chǎn)應(yīng)用與其流變學(xué)特性有著較大的關(guān)系，因而準(zhǔn)確掌握卡拉膠的流變學(xué)性能及其在各種條件下的變化規(guī)律對(duì)生產(chǎn)具有重要的意義。

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足，價(jià)格較高；用明膠做成果凍的缺點(diǎn)是凝固和融化點(diǎn)低，制備和貯存都需要低溫冷藏；用果膠的缺點(diǎn)是需要加入高溶度的糖和調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膒H值才能凝固。卡拉膠沒有這些缺點(diǎn)，用卡拉膠制成的果凍富有彈性且沒有離水性，因此，其成為果凍常用的凝膠劑。

卡拉膠在果凍中應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

一是由于卡拉膠屬于魔芋膠體系，其溶解度相對(duì)不高，因此要進(jìn)行保溫。如保溫時(shí)間不夠，溶解不完全，所做出的果凍口感就不好，嚴(yán)重的會(huì)造成果凍很嫩不成型；但同時(shí)保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，卡拉膠又偏堿或者加入了檸檬酸鈉之類的緩沖劑，就容易發(fā)生去乙酰化變性，產(chǎn)生“蛋花湯”的現(xiàn)象，果凍仍可能不成型。因此建議夏天煮沸后不要保溫，冬天煮沸后保溫10min，春秋季節(jié)介于兩者之間。

二是由于卡拉膠不耐酸，加酸溫度越低越好，一般在70℃-80℃果凍灌裝之前或根據(jù)實(shí)際工藝條件進(jìn)行，否則溫度越高卡拉膠越容易被破壞，影響口感，同時(shí)建議檸檬酸溶于水后添加，以免造成局部過(guò)酸；調(diào)節(jié)pH值一般不低于4，需要更酸的口感則應(yīng)使用其他膠體輔助；巴氏殺菌也會(huì)影響口感，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

三是過(guò)濾。在煮沸后，使用篩網(wǎng)過(guò)濾料液，其目的是去除無(wú)法溶解的魔芋膠顆粒，獲得相對(duì)透明的果凍，這樣做可以得到某些高檔果凍透明的效果。

用卡拉膠做透明水果軟糖在我國(guó)早有生產(chǎn)，其水果香味濃，甜度適中，爽口不粘牙，而且透明度比瓊脂更好，價(jià)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，黏性小，穩(wěn)定性增高。

卡拉膠在軟糖中使用時(shí)應(yīng)注意：

一是以卡拉膠為主的軟糖粉在高糖濃度下不易溶解，所以建議先將其用水溶解，否則容易產(chǎn)生“沙眼”，即一粒一粒的小膠粒

三是可以在熬膠結(jié)束后加入花色物料，比如胡蘿卜醬，不過(guò)要計(jì)算好軟糖粉的比例。

在冰淇淋和雪糕的制作中，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(shí)增大，它能使冰淇淋和雪糕組織細(xì)膩，滑爽可口。在冰淇淋生產(chǎn)中，卡拉膠因可與牛奶中的陽(yáng)離子發(fā)生作用，產(chǎn)生獨(dú)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(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性，放置時(shí)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?yàn)榭ɡz雖然會(huì)增加體系的黏度，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(dú)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(diǎn)，即在冰淇淋混合物中會(huì)導(dǎo)致乳清分離。所以加入卡拉膠能抑制這種現(xiàn)象的發(fā)生。

卡拉膠應(yīng)用于冰淇淋中應(yīng)注意：一是可以添加少量淀粉填充，數(shù)量多了就有粉質(zhì)感，口感不佳；二是卡拉膠用量較少，多用于老化后凝凍過(guò)程中。

將海藻洗凈、曬干，放入提取鍋中，加入30～50倍水(或適量堿液)，用蒸汽加熱(100℃左右)40～60min，過(guò)濾，邊攪拌邊向過(guò)濾出的提取液中加入醇類溶劑，離心分離，沉淀經(jīng)滾筒干燥，粉碎可得產(chǎn)品。以滾筒干燥時(shí)，需添加單、雙甘油酯或聚山梨醇酯做滾筒脫離劑。

卡拉膠在洗滌劑、化妝品等日化工業(yè)方面的應(yīng)用:加入卡拉膠的洗滌劑,對(duì)防止再被沾污的作用,比甲基纖維素好。在液體洗滌劑中,能改善其分散和貯存性能。在化妝品中,由于角叉菜膠易被皮膚吸附,因此可與甘油等混用制成潤(rùn)膚劑。在一些乳液及洗發(fā)香波中可作為乳化劑,使產(chǎn)品潤(rùn)滑柔軟,乳液的穩(wěn)定性也得到改善。

密封包裝。陰涼、干燥處存放