卡拉膠的生產(chǎn)及應(yīng)用

提綱簡(jiǎn)介卡拉膠分類和物理化學(xué)性質(zhì)2.1卡拉膠的流變性能2.2卡拉膠結(jié)構(gòu)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)卡拉膠的3大性能4.1卡拉膠的重要性質(zhì)之一蛋白反應(yīng)性4.2卡拉膠的重要性質(zhì)之二凝膠性4.2.1卡拉膠凝膠機(jī)理探討4.2.2卡拉膠和離子的作用4.2.3卡拉膠和其他多糖的作用卡拉膠應(yīng)用以及生產(chǎn)工藝5.1果凍5.2軟糖5.3肉制品5.4冰淇淋5.5啤酒5.6乳飲料內(nèi)容將分幾天上傳2.卡拉膠簡(jiǎn)介卡拉膠（Carrageenan）又名角叉菜膠、鹿角藻膠，是從紅藻中提取的一種高分子親水性多糖。其化學(xué)結(jié)構(gòu)是由D-半乳糖和3,6』脫水-D-半乳糖殘基所組成的線形多糖化合物。根據(jù)其半乳糖殘基上硫酸酯基團(tuán)的不同可分為K-型、i-型、入-型、。-型、p-型等13種，其中主要的是K-型、i-型、入-型。四-型通過(guò)堿處理，脫除6位上的硫酸酯形成內(nèi)酯形成了料型，因此四-型又稱為K-型的前體，同理，Y-型是i-型的前體，入-型是0-型的前體，參見(jiàn)結(jié)構(gòu)圖。市售最多的應(yīng)用也最廣的是K-型，如下文沒(méi)有特別指出，一般為指K-型精品?？ɡz物理化學(xué)性質(zhì)食品級(jí)卡拉膠為白色至淡黃褐色、表面皺縮、微有光澤、半透明片狀體或粉末狀物，無(wú)臭或有微臭，無(wú)味，口感粘滑，在冷水中膨脹，可溶于60°C以上的熱水后形成粘性透明或輕微乳白色的易流動(dòng)溶液，但不溶于有機(jī)溶劑，在低于或等于它們的等電點(diǎn)（此概念貌似不正確，卡拉膠應(yīng)該沒(méi)有等電點(diǎn)）時(shí)，它們易與醇、甘油、丙二醇相溶，但與清潔劑、低分子量胺及蛋白質(zhì)不相溶。由于卡拉膠大分子沒(méi)有分支的結(jié)構(gòu)及其具有強(qiáng)陰離子特性，它們可以形成高粘度溶液，其粘度取決于濃度、溫度、卡拉膠類型以及是否有其他溶解物質(zhì)存在等。另外，卡拉膠還可以在低溫下在水中或奶基食品體系中形成多種不同的凝膠?？ɡz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pH<4.0），卡拉膠易發(fā)生酸水解，凝膠強(qiáng)度和粘度下降。值得提出的是在中性條件下，若卡拉膠在高溫長(zhǎng)時(shí)加熱時(shí)，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中、熱牛奶中。溶于熱水中能形成粘性透明或輕微乳白色的易流動(dòng)溶液?？ɡz在冷水中只能吸水膨脹而不能溶解。由于卡拉膠的特殊結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)中的硫酸酯具有強(qiáng)陰離子性，加之空間結(jié)構(gòu)，有特殊的蛋白反應(yīng)性?？ɡz在水中的溶解度受卡拉膠的類型、反離子的存在、其它溶質(zhì)的存在、溫度、pH值等這些因素的影響。卡拉膠的類型：K-型卡拉膠親水型弱，所以難溶于水；入-型卡拉膠在大部分條件下易溶于水；i-型卡拉膠介于兩者之間。K-型卡拉膠在Na鹽中可溶，但在K、Ca鹽中不溶；i-型在Na鹽中可溶，Ca鹽中形成觸變分散體（搖溶）；入-型卡拉膠在所有鹽類中均可溶。其它溶質(zhì)：無(wú)機(jī)鹽對(duì)卡拉膠的水合作用（溶解性）的影響最大。特別溶度為1.5—2%的KCl溶液阻止k-型在常溫下溶解；而溶度為4—4.6%或更高時(shí)的NaCl溶液才能達(dá)到。蔗糖的溶度對(duì)k-型卡拉膠的水合作用影響很少。溫度：溫度越高，溶解性越好。溫度于溶解性成正比。pH值：在酸性條件下，只能溶脹。（常溫下）卡拉膠分類及相關(guān)性能卡拉膠加熱溶解后，放冷時(shí)能形成半固體透明的凝膠。鉀、銨、鈣等陽(yáng)離子能很大地提高其凝固性。K-型卡拉膠對(duì)鉀離子敏感，形成脆性凝膠，有泌水性；I-型卡拉膠對(duì)鈣離子敏感，形成柔性凝膠，不泌水；入-型卡拉膠不能形成凝膠。一般市售卡拉膠以K-型為主，如不嚴(yán)格標(biāo)明，往往是K-型為主，并有少量未分離的I-型和入-型。有些多糖對(duì)卡拉膠的凝固性也有影響。如：刺槐豆膠可明顯提高K-型卡拉膠的凝膠強(qiáng)度和彈性，玉米淀粉和小麥淀粉對(duì)其凝膠強(qiáng)度也有提高?？ɡz形成的凝膠具有可逆性，即加熱時(shí)凝膠融化成溶液，溶液放冷時(shí)又形成凝膠：凝膠-一溶膠，但一般強(qiáng)度有損傷。。-型類似瓊脂，硫酸酯含量很低，在酸性飲料中可以使用。卡拉膠根據(jù)工藝流程可以分為精品卡拉膠（RefinedCarrageenan，E407）和粗品卡拉膠（Semi-refinedCarrageenan，E407a）K-卡拉膠簡(jiǎn)單工藝流程精品：水洗浸泡-堿處理-洗滌-煮膠-過(guò)濾-凝膠-脫水-干燥-粉碎粗品：水洗浸泡-堿處理-洗滌-干燥-粉碎2.1卡拉膠的流變性能基于卡拉膠具有的性質(zhì)，在食品工業(yè)中，卡拉膠通常用作增稠劑、膠凝劑、懸浮劑、乳化劑和穩(wěn)定劑等。在醫(yī)藥、精細(xì)化工中，卡拉膠也有著廣泛的應(yīng)用。而這些卡拉膠的生產(chǎn)應(yīng)用與卡拉膠的流變特性有著較大的關(guān)系，因而準(zhǔn)確掌握卡拉膠的流變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。1粘度由于卡拉膠大分子沒(méi)有分支的結(jié)構(gòu)及聚陰離子特性，它們可以形成高粘度溶液。例如，2%的水溶液（不含金屬例子）的平均粘度分布未500?1000厘泊間。影響溶液粘度的因素很多，如分子量、濃度、溫度、卡拉膠的類型及溶液中的陽(yáng)離子。1.1卡拉膠分子量對(duì)溶液粘度的影響卡拉膠的粘度隨膠體分子量的增大而顯著增大。食品級(jí)卡拉膠分子量分布于約200000道爾頓左右。低于10萬(wàn)道爾頓的卡拉膠粘度很低，目前還沒(méi)有商業(yè)價(jià)值。1.2卡拉膠濃度對(duì)溶液粘度的影響溶液粘度隨濃度增大而呈指數(shù)規(guī)律增加，這是線性荷電分子的典型特點(diǎn)，也是高分子間的相互作用隨濃度升高而增強(qiáng)，在中性PH值下帶陰離子的多糖鏈強(qiáng)烈的排斥電子所致的結(jié)果。1.3溫度對(duì)卡拉膠溶液粘度的影響卡拉膠的溶液粘度隨溫度升高呈指數(shù)規(guī)律下降。在穩(wěn)定狀態(tài)下粘度與溫度的關(guān)系具有可逆性，但升溫和降溫過(guò)程的“粘度一溫度”曲線斜率不同，升溫時(shí)曲線斜率較小，這是滯后現(xiàn)象引起。降溫至30°。時(shí)，粘度急劇上升，是卡拉膠分子逐步開(kāi)始纏結(jié)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之故。在降溫時(shí)，k一卡拉膠和l一卡拉膠達(dá)到它們的凝膠點(diǎn)時(shí)粘度會(huì)突然增大；而入卡拉膠卻不會(huì)這樣。1.4恒溫加熱時(shí)間對(duì)卡拉膠溶液粘度的影響75r時(shí)，隨著恒溫時(shí)間的延長(zhǎng)，卡拉膠溶液粘度降低，因?yàn)槟z體大分子隨溶液的加熱而解離，分子纏結(jié)減少，故粘度下降。當(dāng)100°C時(shí)，粘度隨時(shí)間增長(zhǎng)而下降，且粘度下降有急有緩，原因在于剛開(kāi)始時(shí)，受高熱導(dǎo)致拆散分子間的纏結(jié)使粘度下降，之后有一段較平緩的階段，接著少數(shù)不穩(wěn)定的大分子開(kāi)始降解，粘度再次下降。1.5轉(zhuǎn)速對(duì)卡拉膠溶液粘度的影響隨著轉(zhuǎn)速增加，卡拉膠溶液粘度緩慢下降，卡拉膠溶液呈現(xiàn)假塑性，粘度與測(cè)定時(shí)的切變力大小有關(guān)，這時(shí)液體具有剪切稀化的特點(diǎn)。1.6攪拌時(shí)間對(duì)卡拉膠溶液粘度的影響卡拉膠溶液粘度隨攪拌時(shí)間的增長(zhǎng)先緩慢上升，80min后又下降。這是因?yàn)閿嚢柽^(guò)程拆散卡拉膠分子群，拆散的分子又自動(dòng)集結(jié)纏繞，攪拌時(shí)間增長(zhǎng)，分子纏繞增加，粘度上升。當(dāng)分子聚集到一定程度形成小的膠體絮狀顆粒，且被打散時(shí)，其粘度反而下降。攪拌超過(guò)80min，粘度下降，耐機(jī)械破壞能力下降。pH值對(duì)卡拉膠溶液粘度的影響卡拉膠溶液的粘度隨pH的增大而增大，再接近中性時(shí)基本穩(wěn)定，隨后又下降。酸性增強(qiáng)，H+增加，促進(jìn)卡拉膠分子解離并中和其電性，肖原了半酯化硫酸根之間的靜電引力。堿性增強(qiáng)，OH—與帶負(fù)電的卡拉膠相斥而減少分子降的纏結(jié)，故強(qiáng)酸、強(qiáng)堿性條件下，溶液粘度均下降。離子對(duì)卡拉膠溶液粘度的影響溶液中存在一定的陽(yáng)離子時(shí)溶液粘度會(huì)降低。這是因?yàn)殛?yáng)離子可降低半酯化硫酸酯之間的靜電引力2.2卡拉膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)1卡拉膠的命名卡拉膠是一類線性、含有硫酸酯基團(tuán)的高分子多糖。理想的卡拉膠具有重復(fù)的a-（1一4）-D-半乳毗喃糖P-（1一3）-D-半乳毗喃糖（或3,6內(nèi)醚-D-半乳毗喃糖）二糖單元骨架結(jié)構(gòu)交替地連接而成的線性多糖。但是天然產(chǎn)的卡拉膠往往不是均一的多糖，而都是以少數(shù)幾種理想的或特別的、具有固定化學(xué)結(jié)構(gòu)的多糖變種和其混合物的形式存在，很多時(shí)候是結(jié)構(gòu)中混有其它碳水化合物取代基（如木糖、果糖或酮酯類物質(zhì)）。為適應(yīng)卡拉膠這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研究需要，常用希臘字母詞頭來(lái)區(qū)別這些固定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，例如P，K,Y，I,入，P，&a,0,v,5,n,3等13種卡拉膠。市場(chǎng)上可以買到具有實(shí)際使用效果的K、I、入、。-卡拉膠都是化學(xué)組成方面接近于理想化學(xué)結(jié)構(gòu)的混合物。2卡拉膠的不同類型在K-卡拉膠中1,3-G和1,4-C分別為D-半乳糖-4-半酯式硫酸鹽殘基和3,6AG(3,6-月脫水D-半乳糖殘基)。p-卡拉膠則不同于k-卡拉膠.其中后一個(gè)殘基(3.6-AG)被。-半乳糖-6-半酯式硫酸殘基所取代，而且被認(rèn)為是經(jīng)生化作用后生成k-卡拉膠的母體。其在藻體內(nèi)天然存在。在紅海藻中，由p-向k-的轉(zhuǎn)化是在去扭結(jié)酶催化下進(jìn)行的。3,6羥基脫水而形成的閉合環(huán)排除了1,4-苷鍵半乳糖殘基上C6半酯式硫酸鹽形成的可能性。在某些陽(yáng)離子，尤其是鉀離子存在下，K-卡拉膠與水形成凝膠.而其母體p-卡拉膠由于在32(1一4)連接的半乳糖基上含有6位硫酸酯基團(tuán)，在高分子鏈上易形成扭結(jié)，影響凝膠的形成而不形成凝膠。商業(yè)上使用較多的是k型卡拉膠,它可以通過(guò)堿處理或酶催化由p轉(zhuǎn)化而來(lái)。目前生產(chǎn)上通用的方法是堿處理(如NaOH,Ca(OH)2等)，又稱堿轉(zhuǎn)化、堿改性。主要含有p卡拉膠的藻體在熱堿的長(zhǎng)時(shí)間作用下(如0.1mol/LCa(OH)2作用30-48h)轉(zhuǎn)化為k型卡拉膠，且轉(zhuǎn)化比較徹底。所得到的K-卡拉膠凝膠能力強(qiáng)、反應(yīng)性能較好，在食品行業(yè)使用較廣泛。類似的，Y-卡拉膠被認(rèn)為是I-卡拉膠的母體。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看、它們同各自的對(duì)應(yīng)物p-卡拉膠和K-卡拉膠的區(qū)別僅僅在于1,4-G的C2形成半酯式硫酸酯。同樣地，Y-卡拉膠與水不形成凝膠，而i-卡拉膠則可形成凝膠。入-卡拉膠與水不形成凝膠，它同Y-卡拉膠的差別在于大約只有70%的1.3-G上具有-OSO3-取代基，并且取代位置是C2而不是C4,其余30%則不合-OSO3-取代基。堿催化消除C6的-OSO3-基團(tuán)，使1,4-G保留C2的-OSO3-基團(tuán)變成3,6』脫水-半乳糖-2-半酯式硫酸鹽，正如p-(Y-)轉(zhuǎn)化為k-(i-)一樣；然而，既不同于K-,也不同于1-,用堿改性的人-卡拉膠已被命名為0-卡拉膠，它與水不生成凝膠。&-卡拉膠，在另一些杉海苔科海藻中代替入-存在，其結(jié)構(gòu)雖末完全描述清楚，但似乎在1,3-G上C2具有-OSO3-取代基，這一點(diǎn)能區(qū)別于入-,另一方面，至少有一部分1,4-G上的C6不存在這種取代基。時(shí)至今日，具有這種特性的多糖尚未單獨(dú)分離出來(lái)。它可能完全缺乏C6半酯化硫酸鹽基團(tuán)。3-卡拉膠，主要存在于部分瓊枝類海藻中，其結(jié)構(gòu)主要為3-3-D-半乳毗喃糖和4-3,6內(nèi)醚-a-D-半乳毗喃糖，-OSO3-含量極少，結(jié)構(gòu)和性能都近似瓊脂，溶于水后能形成堅(jiān)硬的凝膠。不同來(lái)源的卡拉膠被認(rèn)為是結(jié)構(gòu)不同的各種多糖的混合物，其重復(fù)結(jié)構(gòu)單元1,4苷鍵鍵合的半乳糖殘基上C3、C6的脫水度及C2的酯化度在一定范圍內(nèi)變動(dòng)?？ɡz基本可分為兩大類：其一包括p、k、y和i卡拉膠及其混合物，這一類卡拉膠在鉀離子存在時(shí)或用堿處理時(shí)可膠凝，其特點(diǎn)在于1,3-G的C4具有-OSO3-取代基。其二包括0-和入-卡拉膠及其堿改性產(chǎn)品，它們?cè)趬A處理前后都不膠凝，并且它們的1,4-G和1.3-G上，C2都是部分地或全部地具有-OSO3-取代基。3硫酸酯基團(tuán)-OSO3-含有硫酸酯基團(tuán)(-OSO3-)是卡拉膠的重要特征。-OSO3-以共價(jià)鍵與半乳毗喃糖基團(tuán)上C2,C4或C6相連接，在卡拉膠中含量約為20%-40%(w/w)，導(dǎo)致卡拉膠帶有較強(qiáng)的負(fù)電性?？ɡz重要的三種類型中硫酸酯基分布分別為k,i和入，。理想的k,X卡拉膠重復(fù)二糖結(jié)構(gòu)中分別含有1,2,3個(gè)硫酸酯基團(tuán)，可推算出它們?cè)诳ɡz中分別占20%,33%和41%(w/w)。典型的卡拉膠商業(yè)產(chǎn)品含硫酸酯基分別為k型22%(w/w)，入型38%(w/w)，i型32%(w/w)。而不同藻種、不同批次的紅藻提取的卡拉膠含硫酸酯量都有所不同。這些差別表明,硫酸酯的位置、含量與理想結(jié)構(gòu)存在一定的差異。43,6內(nèi)醚醚橋(內(nèi)酯)及其形成卡拉膠和瓊膠一樣,在結(jié)構(gòu)中含有3,6內(nèi)醚鍵。天然存在的3,6內(nèi)醚鍵比較罕見(jiàn)，性質(zhì)非常特殊,是卡拉膠具有獨(dú)特性能的重要影響因素。k,i型卡拉膠在3-(1一4)連接的D2半乳毗喃糖基上含有3,6-內(nèi)醚醚橋鍵M卡拉膠不含有內(nèi)醚鍵。k,i型卡拉膠的前體物質(zhì)p,i型卡拉膠3-(1一4)-D半乳毗喃糖基C6位上含有硫酸酯基,3,6內(nèi)醚醚橋即為硫酸酯基脫除C6與C3位羥基作用形成的。形成機(jī)理分成兩步:首先,a連接的半乳毗喃糖基上含有的6位硫酸酯基團(tuán)隨溫度升高，由4C1構(gòu)象變?yōu)?C4構(gòu)象,

使得C6-OSO3-半乳糖基與C3-OH處于軸向位置。強(qiáng)堿作用下,0-（1一4）-D半乳毗喃糖基上C3位的羥基被激發(fā)而離子化，產(chǎn)生O-。第二步是C6-OSO3-在O3離子攻擊下發(fā)生親核取代反應(yīng),導(dǎo)致同一個(gè)半乳糖基（DA）釋放出C6硫酸酯基團(tuán)，從而形成3,6-內(nèi)醚醚橋鍵。3.卡拉膠質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)A.精品（Refined,E407）指標(biāo)項(xiàng)目GB15044-94FAO/WHO(2001)FCC(1996)JEFCA(2001)EU(2003)硫酸酯（以SO4計(jì)）15-4015-4015-4015-4015-40粘度(1.5%,75°C)mPa.s>10>5>5>5>5酸不溶灰分（%）<11111酸不溶物（%）<-2222水分（%）<1512121212灰分（%）<3015-4015-4015-4015-40鉛（以Pb計(jì)，%）<0.001--0.00020.0005砷（以As計(jì)，%）<0.00020.00050.00050.00030.0003汞(ppm)<-1.01.01.01.0鎘(ppm)<-2.02.01.01.0重金屬（以Pb計(jì)，ppm）<----20.0細(xì)菌總數(shù)（cfu/g）<-5000500050005000霉菌和酵母菌（cfu/g）<----300沙門氏菌-陰性陰性不得檢出不得檢出/10g大腸桿菌E.Coli-陰性陰性不得檢出不得檢出/5g甲醇、乙醇和異丙醇，（%）<-0.10.10.10.1PH(1%)-8.0-11.08.0-11.08.0-11.0-水中溶解度（1g/30ml80C水）--澄清--4.卡拉膠的3大性能4.1卡拉膠的重要性質(zhì)之一蛋白反應(yīng)性4.1.1簡(jiǎn)介卡拉膠具有凝膠、增稠和蛋白反應(yīng)性。目前應(yīng)用最廣的是K-型卡拉膠，又分為精品卡拉膠（RefinedCarrageenan）和半精制卡拉膠（Semi-refinedCarrageenan），下文所指卡拉膠都為k-型卡拉膠。4.1.2卡拉膠的蛋白反應(yīng)機(jī)理在一級(jí)結(jié)構(gòu)中，在分子結(jié)構(gòu)圖上可以看到整個(gè)卡拉膠分子呈現(xiàn)強(qiáng)陰離子性，它的半酯式硫酸鹽基團(tuán)（R—OSO3―）帶有極強(qiáng)的負(fù)電荷（可以和硫酸離子HOSO3—相比較），該基團(tuán)與蛋白質(zhì)荷電基團(tuán)，在pH不等于等電點(diǎn)的時(shí)候，分別同蛋白質(zhì)的胺基或者通過(guò)2價(jià)陽(yáng)離子同蛋白質(zhì)的羧基產(chǎn)生離子一離子相互反應(yīng)。在二級(jí)結(jié)構(gòu)中，盡管某些蛋白質(zhì)的大分子凈帶負(fù)電荷，但只要具有毗鄰相接帶正電荷的氨基酸殘基的暴露區(qū)，直接的相互作用仍然可以發(fā)生。牛奶蛋白質(zhì)中的K-酪蛋白就是按照這種機(jī)理和卡拉膠相互作用的。在三維空間結(jié)構(gòu)中，溶液中的蛋白質(zhì)聚集形成蛋白質(zhì)膠束，卡拉膠游離在溶液中，和蛋白質(zhì)膠束的裸露氨基酸片斷產(chǎn)生離子反應(yīng)，根據(jù)濃度和pH的不同，分別發(fā)生凝聚沉淀、懸浮和膠凝；而在肉制品固態(tài)中的蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)鹽提?。缰?、滾揉）、熱處理，蛋白質(zhì)互相之間產(chǎn)生反應(yīng)，形成蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，卡拉膠能通過(guò)和蛋白質(zhì)的互相作用加強(qiáng)這種結(jié)構(gòu)。4.1.3實(shí)際應(yīng)用卡拉膠在蛋白溶液中的反應(yīng)配制1%脫脂乳粉溶液，添加卡拉膠，80C30分鐘，靜置24-48小時(shí)?，F(xiàn)象如下表：編號(hào)卡拉膠用量靜置后變化10ppm上部出現(xiàn)乳清分離25ppm上部出現(xiàn)乳清分離330ppm蛋白凝集沉淀在底部4150ppm溶液穩(wěn)定5400ppm產(chǎn)生弱凝膠說(shuō)明（見(jiàn)圖3）。：編號(hào)1：經(jīng)過(guò)加熱，乳蛋白性質(zhì)改變，懸浮平衡破壞，逐步發(fā)生凝聚。編號(hào)2：少量卡拉膠沒(méi)有作用。編號(hào)3：卡拉膠含量大于10ppm，和蛋白發(fā)生離子作用，一個(gè)卡拉膠分子鏈可以吸附幾個(gè)熱凝聚的蛋白質(zhì)分子形成較大的膠束，達(dá)到一定重量和體積后發(fā)生絮凝沉淀。實(shí)際應(yīng)用是啤酒澄清劑，沉淀麥芽汁中的多余蛋白。編號(hào)4：卡拉膠含量大于100ppm，含量比較大的時(shí)候，由于卡拉膠分子鏈相對(duì)吸附的蛋白質(zhì)分子減少，同時(shí)作為多羥基高分子多糖對(duì)溶液有增稠效果，局部產(chǎn)生的弱凝膠又增強(qiáng)了這種效果，因而此時(shí)的現(xiàn)象是吸附蛋白質(zhì)分子后，使蛋白溶液懸浮穩(wěn)定。實(shí)際應(yīng)用是乳品飲料的穩(wěn)定劑和冰淇淋乳化穩(wěn)定劑，穩(wěn)定增稠乳蛋白溶液。編號(hào)5：卡拉膠含量繼續(xù)上升，大于300ppm后，卡拉膠密度增加，分子鏈互相靠近，形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生弱凝膠，將蛋白包含在凝膠之內(nèi)。其后如卡拉膠繼續(xù)上升，凝膠將越來(lái)越堅(jiān)實(shí)。實(shí)際應(yīng)用是奶凍和布丁。對(duì)卡拉膠蛋白反應(yīng)性的影響因素還有pH，溫度，離子濃度等。4.2卡拉膠的重要性質(zhì)之二凝膠性4.2.1卡拉膠凝膠機(jī)理探討凝膠強(qiáng)度的影響要素K-卡拉膠的一個(gè)重要特性就是它們可以在低溫下在水中和奶基食品體系中形成多種不同的凝膠。凝膠作用是K-卡拉膠的基本功能。K-卡拉膠濃度，溫度，凝膠時(shí)間，pH值以及電解質(zhì)種類及濃度對(duì)凝膠均有影響。1.1K-卡拉膠濃度對(duì)凝膠強(qiáng)度的影響在一定范圍內(nèi)凝膠強(qiáng)度隨K-卡拉膠濃度的增大而線性的增大。這是因?yàn)闈舛仍龃螅琄-卡拉膠分子數(shù)增多，分子間的交聯(lián)增強(qiáng)。添加KCl的K-卡拉膠的凝膠強(qiáng)度在低濃度時(shí)比沒(méi)有添加的大，到高濃度時(shí)漸趨一致，這是因?yàn)镵+量一定，其產(chǎn)生的鏈結(jié)及削弱分子斥力的作用為一定，不隨K-卡拉膠濃度增大而增大。當(dāng)K-卡拉膠濃度較高時(shí)，K-卡拉膠濃度成為影響凝膠強(qiáng)度的主要因素。1.2溫度對(duì)K-卡拉膠凝膠強(qiáng)度的影響溫度上升，K-卡拉膠溶液地凝膠強(qiáng)度下降，但在溫度升降過(guò)程中，其變化曲線不同，因?yàn)榻禍貢r(shí)凝膠中K-卡拉膠分子進(jìn)一步形成雙螺旋體，再進(jìn)而形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在此凝膠過(guò)程中放熱；而升溫時(shí)，膠溶的過(guò)程吸熱。吸熱和放熱對(duì)凝膠強(qiáng)度的變化均產(chǎn)生滯后現(xiàn)象，降溫和升溫曲線斜率不同。例如，以20°C為基準(zhǔn)，那么K-卡拉膠精品的凝膠強(qiáng)度每1C變化約2-3%。1.3凝膠時(shí)間對(duì)凝膠強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，添加0.2%KCl的K-卡拉膠起凝膠強(qiáng)度比不添加KCl的高4.6倍。在凝膠形成的短時(shí)間內(nèi)，凝膠強(qiáng)度隨時(shí)間成正比地迅速增大，然后相對(duì)穩(wěn)定，10多小時(shí)后又開(kāi)始下降。凝固初期K-卡拉膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成，凝膠強(qiáng)度迅速增大并達(dá)到穩(wěn)定，以后釋出游離水份，脫水收縮，強(qiáng)度下降。到后期，添加KCl地起凝膠強(qiáng)度下降較快，這與電解質(zhì)加劇脫液收縮有關(guān)。1.4pH值對(duì)凝膠強(qiáng)度的影響pH<5.0時(shí)，卡拉膠的凝膠強(qiáng)度隨pH的增大而增強(qiáng)；pH5.0?8.5時(shí)，趨于平衡；pH8.0?9.5時(shí)，強(qiáng)度下降；而當(dāng)pH>9.5時(shí)，強(qiáng)度又回升。這是由于卡拉膠分子殘基中存在交鏈扭結(jié)，使凝膠強(qiáng)度明顯下降。適當(dāng)濃度的OH一可在大分子中引入3,6-脫水氧橋結(jié)構(gòu)，有助于消除扭結(jié)，使分子鏈伸直，形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而使凝膠強(qiáng)度增強(qiáng)。即四-卡拉膠轉(zhuǎn)換成了K-卡拉膠。1.5電解質(zhì)對(duì)K-卡拉膠凝膠強(qiáng)度的影響據(jù)A.S.Micheel等人研究，電解質(zhì)濃度增大，凝膠強(qiáng)度增大。陽(yáng)離子種類對(duì)凝膠強(qiáng)度也有重要的作用°Ca2+,K+,NH4+,Rb+,Cs+可形成堅(jiān)硬的凝膠，而Na+，Li+則形成脆弱凝膠。后兩者不能有效的凝膠。綜合上述，目前料卡拉膠的凝膠強(qiáng)度檢測(cè)方法一般規(guī)定為：1.5%膠體濃度，0.2%kcL加熱溶解（90-100C），10小時(shí)冷卻靜置，膠體溫度20C檢測(cè)。卡拉膠凝膠機(jī)理探討關(guān)于卡拉膠形成凝膠的機(jī)理，Anderson（1969）用X射線衍射法和Rees（1969）用旋光色散法研究之后指出，凝膠的生成是因?yàn)樯闪穗p螺旋體束。第一階段，卡拉膠分散在熱水中，當(dāng)溫度升高到凝膠融點(diǎn)以上時(shí)，熱攪動(dòng)能阻礙雙螺旋體的形成趨勢(shì)，卡拉膠分子形成不規(guī)則的卷曲狀線圖存在于溶液中?，F(xiàn)象是溶液有良好的流動(dòng)性，1.5%75C粘度在50-200mpas之間。第二階段，當(dāng)溫度降到一定程度,其分子向螺旋化轉(zhuǎn)化，形成單螺旋體，也有看法認(rèn)為這步不存在，由一直接到三。第三階段，隨著冷卻的進(jìn)行，溫度下降，先生成三維聚合物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在其中，于半乳糖的3-2和O-6之間以氫鍵紐成雙螺旋體，生成聚合物鏈的結(jié)合點(diǎn)，初步具凝膠態(tài)?，F(xiàn)象是溶液極粘稠，流動(dòng)性變差，表面有結(jié)皮現(xiàn)象。第四階段，繼續(xù)冷卻，溫度再下降，導(dǎo)致這些結(jié)合點(diǎn)聚集，分子間形成雙螺旋體，雙螺旋體聚集形成硬的凝膠。由于形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)，卡拉膠的凝膠具有熱可逆性，即加熱時(shí)溶化，冷卻時(shí)候又形成凝膠。硫酸酯基團(tuán)和3,6內(nèi)醚鍵、特別是硫酸酯基團(tuán)，對(duì)卡拉膠的理化性能影響非常大?？ɡz的凝膠形成、凝膠性能、流變學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用特性都與這兩者緊密相關(guān)。一般認(rèn)為硫酸酯含量越高越難形成凝膠。p，v-卡拉膠通過(guò)堿作用脫除硫酸酯形成3,6內(nèi)醚除去了扭結(jié)，同時(shí)是分子鏈伸直從而使高聚物更加規(guī)整，因而K-卡拉膠形成硬的脆性膠，有泌水性（膠體脫水收縮），i-卡拉膠中硫酸酯含量高于K-卡拉膠，形成彈性的軟凝膠；入-卡拉膠在形成單螺旋體時(shí)，C2位上含有硫酸酯基團(tuán)，妨礙雙螺旋體的形成，因而入-卡拉膠只起增稠作用，不能形成凝膠。四，v-卡拉膠中a-（1一3）-D半乳毗喃糖基含有C6硫酸酯，在高分子長(zhǎng)鏈中形成一個(gè)扭結(jié)，妨礙雙螺旋體的形成，因此p和v-卡拉膠也不能形成凝膠。凝膠強(qiáng)度對(duì)于卡拉膠的應(yīng)用相當(dāng)重要，測(cè)量其強(qiáng)度大小可以判斷卡拉膠性能好壞、純度高低以及推斷卡拉膠在食品加工過(guò)程中是否受到降解。強(qiáng)度值也作為卡拉膠在食品中(尤其是膠凍類食品)所提供的粘稠度、口感、包形性、脫膜性以及持水性等功能的直接或間接的評(píng)價(jià)及參考。此外，也有學(xué)者提出卡拉膠的凝膠結(jié)構(gòu)為單螺旋結(jié)構(gòu)，這里不再展開(kāi)討論。4.2.2卡拉膠和離子的作用電解質(zhì)對(duì)卡拉膠粘度的影響在1.5g/100mL的卡拉膠溶液中添加不同種類的電解質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電解質(zhì)的添加濃度由低到高，可以看見(jiàn)，電解質(zhì)的添加均降低了卡拉膠溶液的粘度，并隨著電解質(zhì)的添加濃度的增大，卡拉膠溶液的粘度越來(lái)越低。這是因?yàn)殡娊赓|(zhì)中和了半酯式硫酸根的負(fù)電荷，從而降低了半酯式硫酸根的相互作用力，這導(dǎo)致大分子的伸展性下降，并且電解質(zhì)的存在可降低大分子的親水性，使得形成的水化層變薄，從而表現(xiàn)出溶液粘度下降。電解質(zhì)濃度越大，它降低溶液中的滯流水含量的能力越強(qiáng)，從而使得粘度逐步下降。電解質(zhì)對(duì)卡拉膠凝膠強(qiáng)度的影響鉀鹽、銨鹽、鈣鹽的添加可大幅度地提高卡拉膠的凝膠強(qiáng)度，鈉鹽對(duì)凝膠強(qiáng)度影響不大，只有高濃度的氯化鈉和碳酸鈉才對(duì)凝膠強(qiáng)度有一定的提高。第一.在鉀離子溶液中，卡拉膠的兩步凝膠化機(jī)理是卡拉膠分子從線團(tuán)到螺旋(Coiltohelix),螺旋再聚集(Aggregation)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過(guò)程：首先，隨著溶液溫度的下降，k-卡拉膠大分子長(zhǎng)鏈從線圈狀轉(zhuǎn)化為雙螺旋結(jié)構(gòu)，之后，隨著溫度的進(jìn)一步降低，雙螺旋結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定并相互聯(lián)結(jié)形成由二聚雙螺旋結(jié)構(gòu)組成的堅(jiān)硬桿狀物(rigidrod)，它們?nèi)齼蓛傻仄叫信帕?，彼此間隙很少，形成超分子束(superstrands)，超分子束彼此纏結(jié)形成致密的超分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)——典型的鉀離子誘導(dǎo)形成的凝膠。第二.從結(jié)構(gòu)上，卡拉膠分子鏈的聚陰離子的靜電排斥作用不利于螺旋結(jié)構(gòu)的生成。需要陽(yáng)離子作為抗衡離子。第三.抗衡離子可屏蔽聚陰離子，是生成螺旋結(jié)構(gòu)，并聚集生成凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的先決條件，且屏蔽作用隨抗衡離子強(qiáng)度增大而增大顯然，濃度相同時(shí)二價(jià)離子強(qiáng)度比一價(jià)離子大，能夠更好的屏蔽電荷，因而Ca2+，Cu2+，Zn2+應(yīng)該比Na+具有更強(qiáng)的促凝膠化作用。對(duì)于為什么K+，NH4+比二價(jià)離子有更強(qiáng)的促凝膠化能力的分析是，它們除了能屏蔽陰離子外，還能以離子結(jié)合和靜電引力在卡拉膠分子中，3,6內(nèi)醚的氧與鄰近的4-硫酸基之間構(gòu)成分子內(nèi)橋，穩(wěn)定螺旋構(gòu)型，加速凝膠化進(jìn)程，它們引發(fā)螺旋構(gòu)型的速率是其他離子的10?60倍。而在所有的鉀鹽中，氯化鉀的效果最為明顯。另外，電解質(zhì)的鹽析對(duì)凝膠強(qiáng)度的提高也起到一定的作用。銨離子對(duì)k-卡拉膠凝膠形成的誘導(dǎo)作用可相似地應(yīng)用鉀離子誘導(dǎo)機(jī)理進(jìn)行解釋。另一種說(shuō)法是，水化離子的大小是決定鉀離子和k-卡拉膠作用最強(qiáng)烈的重要因素，離子半徑和鉀離子相似的陽(yáng)離子(NH4+，Rb+，Cs+，Tl+)也有類似的作用，而Na則不適合。因此，鈣離子誘導(dǎo)形成凝膠的機(jī)理與鉀離子和銨離子的機(jī)理不同，鈣離子誘導(dǎo)形成良好的均一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并不含有超分子束。這可能是鈣離子與卡拉膠的半酯式硫酸鹽基產(chǎn)生架橋作用，并降低k-卡拉膠大分子間的斥力，這有助于k-卡拉膠彼此間扭結(jié)、纏繞，形成具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠，并且，又由于鈣離子的架橋作用和填充支撐作用，從而形成強(qiáng)度很大的凝膠。而在鈉離子的誘導(dǎo)下，k-卡拉膠大分子同樣可以產(chǎn)生超分子束。然而，在鈉的存在下，這些超分子束的剛性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如鉀離子誘導(dǎo)形成的超分子束，而且所形成的凝膠并不是鉀離子誘導(dǎo)所形成的致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而是形成一種柔軟的超分子束均勻分布在其中的凝膠體中，這導(dǎo)致鈉離子誘導(dǎo)形成的凝膠強(qiáng)度很低，而且，在較低濃度下，鈉離子誘導(dǎo)有可能不形成凝膠。鈣離子誘導(dǎo)i-卡拉膠形成凝膠的機(jī)理和k-卡拉膠相類似。但是由于i-卡拉膠在半乳毗喃糖基比k-卡拉膠多一個(gè)-OSO3-，使i-卡拉膠大分子鏈之間排斥力增加，很難形成超分子膠束，因而只能形成柔軟的凝膠體，鉀、銨、鈉等離子離子誘導(dǎo)作用也較弱。這也就是k-卡拉膠為鉀敏型，而i-卡拉膠為鈣敏型的原因。入-卡拉膠添加任何離子都不凝膠。電解質(zhì)對(duì)卡拉膠保水性的影響純K-卡拉膠鉀鹽的凝膠是柔軟而透明的，過(guò)量的鉀離子能獲得更堅(jiān)硬而透明的凝膠。同時(shí)K-卡拉膠鉀鹽凝膠表面容易發(fā)生脫液收縮現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)象可以清楚的表明凝膠的內(nèi)部相鄰的分子鏈間進(jìn)一步聚集的結(jié)果，脫液收縮現(xiàn)象的程度取決于產(chǎn)生凝膠作用的陽(yáng)離子濃度。I-卡拉膠能在鈣離子的作用下形成非常柔軟和透明而且不脫液收縮的凝膠，其原因就是I-卡拉膠大分子鏈之間存在排斥力，很難形成超分子膠束，因此凝膠形成后，內(nèi)部相鄰的分子鏈間不會(huì)再進(jìn)一步聚集。電解質(zhì)對(duì)卡拉膠凝膠溫度的影響卡拉膠凝膠的溶化溫度比膠凝溫度要高，基本上隨膠凝陽(yáng)離子濃度的增加而增加。1%k-卡拉膠和0.2mol/l鉀離子，凝膠溫度約30C0.9mol/l，凝膠溫度則大于60GK-卡拉膠和氯化鉀的一些特殊現(xiàn)象由于氯化鉀對(duì)K-卡拉膠有著強(qiáng)烈的凝膠促進(jìn)作用。因此在實(shí)際應(yīng)用中就產(chǎn)生幾個(gè)很有趣的現(xiàn)象。鹽析：大于0.5%的卡拉膠溶液和較濃的氯化鉀溶液混合后，卡拉膠會(huì)迅速凝膠脫液，即遇鹽析出。鹽阻溶：卡拉膠粉末加入含氯化鉀溶液（常溫）中，不容易溶解，原因應(yīng)該是粉末顆粒表面形成了凝膠保護(hù)層，阻止了卡拉膠進(jìn)一步水合。分散：卡拉膠粉末摻入氯化鉀粉末，能有效的促進(jìn)卡拉膠粉末在水中的分散，不易結(jié)塊。4.2.3卡拉膠與其他高分子物質(zhì)的相互作用雖然K-卡拉膠有著優(yōu)異的膠凝性能，如形成凝膠所需濃度低，透明度高，但卻存在凝膠脆性大、彈性小、易脫液收縮等問(wèn)題。這些問(wèn)題可以通過(guò)與其他大分子物質(zhì)的協(xié)同作用來(lái)解決。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此已經(jīng)做了大量研究。如AthinaTziboula*,DavidS.Horne的《牛奶蛋白質(zhì)對(duì)卡拉膠凝膠的影響》，《谷蛋白的變性對(duì)卡拉膠凝膠的影響》，A.Tecante.JL.Doublier的《直鏈淀粉和k一卡拉膠相互作用的流變學(xué)測(cè)量》，趙謀明等的《卡拉膠與其他多糖類協(xié)同作用的研究進(jìn)展》，《酪蛋白一卡拉膠體系交互作用機(jī)理的研究》，何東保等的《卡拉膠與槐豆膠協(xié)同相互作用及其凝膠化》等。但是由于多糖結(jié)構(gòu)的多變和復(fù)雜性，到目前為止K-卡拉膠協(xié)同凝膠的凝膠生成機(jī)理仍不十分清楚。一般認(rèn)為如果溶液中含有兩種不同的聚合物，根據(jù)不同的性質(zhì)，會(huì)形成三種不同的狀態(tài)：非親和性：形成兩種聚合物相親和性：兩種聚合完全的混合并形成均一的單相聚合物交聯(lián)：以固相凝聚形式共沉淀或形成凝膠就個(gè)人的感覺(jué)按此分類卡拉膠和多糖復(fù)配效果可以分為3個(gè)類型：有協(xié)同作用，沒(méi)有作用，和有抵觸（拮抗）作用，最后一種沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。有協(xié)同效果目前已知的能和k-卡拉膠起協(xié)同效果的膠體除了酪蛋白（干酪素）都是甘露聚糖，具體有刺槐豆膠，他拉膠，魔芋膠，和羅望子膠等，前2者為半乳甘露聚糖，后2者為葡甘露聚糖。協(xié)同的主要機(jī)理是甘露聚糖和卡拉膠的雙螺旋結(jié)構(gòu)交聯(lián)，抑制雙螺旋結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生。詳細(xì)就是：在卡拉膠的冷卻過(guò)程中，分子鏈經(jīng)歷了從蜷曲到雙螺旋的構(gòu)想轉(zhuǎn)換過(guò)程，在與K結(jié)合后變得更穩(wěn)定，然后發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)性反應(yīng)，螺旋結(jié)構(gòu)可自交聯(lián)或與甘露聚糖分子鏈交聯(lián)。因?yàn)楦事毒厶欠肿硬粠щ姾?，甘露聚糖與卡拉膠的交聯(lián)要優(yōu)于卡拉膠與卡拉膠的交聯(lián)。交互作用會(huì)因電解質(zhì)的存在及硫酸酯含量的增加而增強(qiáng)。交互反應(yīng)的強(qiáng)度：葡甘露聚糖〉刺槐豆膠〉他拉膠>瓜膠。這與卡拉膠-水、甘露聚糖-水、卡拉膠-甘露聚糖反應(yīng)的熱動(dòng)力平衡有關(guān)。在此，簡(jiǎn)單說(shuō)明刺槐豆膠和K-卡拉膠的相互作用。刺槐豆膠是一種半乳甘露聚糖，以甘露糖殘基為主鏈，平均每相隔四個(gè)毗連的甘露糖殘基就鍵接一個(gè)半乳糖殘基支鏈。但支鏈傾向于連接在一系列連續(xù)的甘露糖殘基上形成“毛發(fā)階段”，在“毛發(fā)階段”之間留下未取代的由甘露糖殘基組成的“光禿鏈斷”。而在卡拉膠中，這種“光禿階段”可與雙螺旋結(jié)合，產(chǎn)生附加的交鏈以增強(qiáng)其凝膠強(qiáng)度。此外，“毛發(fā)鏈斷”在這些鏈之間雖不能結(jié)合，但卻為交鏈提供了柔韌性，產(chǎn)生柔軟的凝膠。這種凝膠除了較強(qiáng)韌和較柔軟之外，還不易發(fā)生脫液收縮現(xiàn)象。同時(shí)只要有刺槐豆膠存在，即使溶液稀釋到能正常形成凝膠的最低濃度以下，而K-卡拉膠片斷在任何濃度下也不能形成凝膠的時(shí)候，與刺槐豆膠混合后既能形成凝膠，比如Turquois等人發(fā)現(xiàn)單一的k-卡拉膠在凝膠的時(shí)候需要最低分子量為60000，當(dāng)加入刺槐豆膠后，30000分子量的k-卡拉膠就能凝膠。Turquois發(fā)現(xiàn)在k-卡拉膠和刺槐豆膠體系中，刺槐豆膠煒35%-40%時(shí)候彈性系數(shù)和屈服應(yīng)力達(dá)到最大。當(dāng)k-卡拉膠的濃度固定為0.4%時(shí)，刺槐豆膠在0.8%-1.4%范圍內(nèi)彈性系數(shù)和屈服應(yīng)力隨刺槐豆膠的增加而增大，超過(guò)1.4%時(shí)，又略為降低。若刺槐豆膠濃度不變，改變卡拉膠含量，logE與log｛卡拉膠濃度｝的關(guān)系圖出現(xiàn)了兩條直線。卡拉膠濃度低時(shí)，直線的斜率約為1，卡拉膠濃度高時(shí)，斜率上升到2左右，與單一卡拉膠相似。當(dāng)刺槐豆膠濃度增高時(shí)，兩直線的交點(diǎn)向高卡拉膠濃度方向偏移?？梢?jiàn)協(xié)同效果與刺槐豆膠中甘露糖/半乳糖的比率、kcl濃度及刺槐豆膠的濃度有關(guān)。至于更加詳細(xì)協(xié)同作用的微觀架構(gòu)，分子結(jié)構(gòu)、分子構(gòu)象的影響不再展開(kāi)討論了。他拉膠也是一種半乳甘露聚糖，和k-卡拉膠混合后能形成凝膠，相對(duì)刺槐豆膠，他拉膠需要的濃度較高，凝膠相對(duì)較弱，增效機(jī)理和上述相似，不再展開(kāi)了。值得提一下的另一種常用的半乳甘露聚糖膠一瓜兒豆膠，與k-卡拉膠不發(fā)生協(xié)同作用或很微弱，這是因?yàn)樗拇蠓肿渔溕厦?個(gè)甘露糖殘基就側(cè)接一個(gè)半乳糖殘基，支鏈太密，以致于不能提供所需要的結(jié)合位置，但相對(duì)瓜膠的粘度較高，胡蘆巴膠與之類似。葡甘露聚糖在使卡拉膠在非凝膠濃度下形成凝膠的能力比刺槐豆膠更高，和K-卡拉膠能起很高協(xié)同作用的是魔芋膠，魔芋膠是一種葡甘露聚糖，在大分子鏈接上每19個(gè)糖殘基就有一個(gè)乙?；?，相對(duì)刺槐豆膠來(lái)說(shuō)，魔芋膠的裸露鏈段更長(zhǎng)，能產(chǎn)生的協(xié)同效果比刺槐豆膠更強(qiáng)烈，因此K-卡拉膠和魔芋膠能形成韌性很高的凝膠，最適合的比例約為5.5：4.5，不過(guò)魔芋膠-卡拉膠體系容易發(fā)生脫液收縮現(xiàn)象。羅望子膠（纖維素主鏈上75%的葡萄糖殘基上帶有單糖或多糖分支）也可以使非凝膠的k-卡拉膠凝膠，不過(guò)相對(duì)凝膠很弱。而酪蛋白的協(xié)同作用應(yīng)該反過(guò)來(lái)是k-卡拉膠對(duì)酪蛋白的補(bǔ)強(qiáng)作用，酪蛋白實(shí)際的使用量相對(duì)k-卡拉膠高很多，其作用機(jī)理為：卡拉膠和酪蛋白交互作用以靜電作用為主，氫鍵和疏水作用則對(duì)交互作用貢獻(xiàn)較小。凝膠網(wǎng)絡(luò)越致密、均勻以及網(wǎng)絡(luò)支架大小越均一，則體系的凝膠強(qiáng)度越高。體系的凝膠結(jié)構(gòu)是以卡拉膠分之為主體而形成的三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)分子吸附在網(wǎng)絡(luò)的支架上，而不是以膠粒的形式存在于網(wǎng)絡(luò)的鏈接區(qū)上，相分離和不溶物的存在會(huì)妨礙網(wǎng)絡(luò)的形成并降低網(wǎng)絡(luò)支架的剛性。參見(jiàn)前文“卡拉膠的蛋白反應(yīng)性”，需要補(bǔ)充的是K-卡拉膠和K-酪蛋白同時(shí)在空間架構(gòu)上相契合，有很好的補(bǔ)強(qiáng)作用。無(wú)協(xié)同效果林煒等人研究了卡拉膠與其他食品膠混合后的凝膠強(qiáng)度，認(rèn)為從凝膠強(qiáng)度來(lái)看，K-卡拉膠與瓊脂、黃原膠、瓜兒豆膠、P-環(huán)糊精、淀粉、CMC、海藻酸鈉、果膠間無(wú)協(xié)同效果。4.3卡拉膠的重要性質(zhì)之三增稠性相對(duì)前面敘述的蛋白反應(yīng)性和凝膠性，卡拉膠的增稠性就比較弱，實(shí)際應(yīng)用中也和蛋白反應(yīng)性相混淆，因此是涉及實(shí)際應(yīng)用最少的一個(gè)性質(zhì)?？ɡz的粘度一般在20-250mPas之間，可提供的粘度遠(yuǎn)低于其他增稠劑，比如魔芋膠粘度5000-50000mPas，黃原膠1000-3000mPas，瓜兒豆膠10000mPas。不過(guò)卡拉膠的溶液有一定的稠度，就是卡拉膠溶液呈現(xiàn)一種流動(dòng)滯性的稠厚感。給予這種稠厚感的機(jī)理，筆者分析是，卡拉膠在溶液中分子鏈上的硫酸酯有強(qiáng)電負(fù)性，水合后產(chǎn)生氫鍵，產(chǎn)生粘度，而卡拉膠和卡拉膠之間部分鏈接交聯(lián)，單螺旋化，從總體來(lái)看就是形成了一個(gè)不穩(wěn)定的大網(wǎng)絡(luò)，因此產(chǎn)生了一定的稠厚感，不穩(wěn)定則是加熱則網(wǎng)絡(luò)破壞，稠厚感和粘度下降，冷卻則卡拉膠螺旋化程度加劇，稠厚感和粘度上升，最終卡拉膠雙螺旋化，產(chǎn)生凝膠。因此從某種意義上稠厚度也以可認(rèn)為是卡拉膠形成弱凝膠引起的。在實(shí)際應(yīng)用中，弱凝膠的卡拉膠增稠一般用于冰淇淋和乳飲料，結(jié)合卡拉膠-蛋白質(zhì)體系產(chǎn)生的弱凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，加上鈣鹽等作用，可以賦予物料一定的稠度。在冰淇淋中，卡拉膠加上甘露聚糖，配合乳蛋白，形成弱凝膠網(wǎng)絡(luò)，賦予冰淇淋保型性，抗熱變性，防止?jié){液分離，抑制冰晶長(zhǎng)大，提高冰淇淋的膨脹率和融化率?？煽赡淌强ɡz使用最多的奶飲料，它需要卡拉膠-蛋白質(zhì)體系形成的弱凝膠提供“托”住可可粉的稠度，同時(shí)卡拉膠形成的弱凝膠并不會(huì)破壞其他物質(zhì)產(chǎn)生的口感。其他乳飲料用卡拉膠較少或不用。具體在相關(guān)應(yīng)用中再詳細(xì)展開(kāi)下。值得一提的是入-卡拉膠在牛奶中的使用，它對(duì)鉀離子和鈣離子不敏感，硫酸酯的高含量使入-卡拉膠具有良好的蛋白反應(yīng)性，在冷牛奶體系中，入-卡拉膠只要濃度夠，還是能形成微弱凝膠，因此入-卡拉膠是一種在牛奶中應(yīng)用的良好的添加劑，不過(guò)入-卡拉膠國(guó)內(nèi)無(wú)人生產(chǎn)，價(jià)格很貴，實(shí)際用量很小。卡拉膠應(yīng)用以及生產(chǎn)工藝5.1果凍果凍的分類果凍按口感等分類，可以分為種類復(fù)配果凍粉用量口感凍凍爽（吸吸凍）0.2-0.3%利用卡拉膠用量少的時(shí)候凝膠嫩，易碎，易出水，味覺(jué)釋放快的效果，形成口感，同時(shí)能帶有若干凝膠塊提供少許咬勁布丁粉0.4-0.6%在果凍中加入蛋、奶、淀粉等，提供糯、碎、膩、細(xì)膩等口感。普通粉0.4-0.6%普通的果凍，口感從脆到稍韌，以水果味居多，包括需要過(guò)濾的果凍粉，混濁的果凍粉。高檔果凍粉0.5-0.8%使用效果好于普通粉，一般有添加果肉、高鈣，不需要過(guò)濾就能達(dá)到透明效果，口感從脆到韌都有。蒟蒻粉0.8-1.2%大量使用膠體，使果凍產(chǎn)生極好的咬勁，有Q的口感可沖式果凍粉按需要配制使用90。的水沖泡的果凍粉，果凍粉內(nèi)配有香精、色素、糖、酸味劑等，口感一般較弱。還有一些特殊的果凍，例如，寵物果凍，多層果凍，入口即化的果凍等等。果凍工藝由于卡拉膠果凍粉的主要成分都是卡拉膠和魔芋膠體系的，因此果凍的生產(chǎn)工藝都相差不大?；救缦?將果凍粉和砂糖進(jìn)行預(yù)混合。基本均勻后加入水中，并且加熱攪拌至煮沸。停止加熱，保溫10分鐘。過(guò)濾。冷卻至75-80攝氏度。加入檸檬酸等。灌裝。巴氏殺菌，75—85攝氏度20分鐘。冷卻后即為成品。不同種類的果凍需要有所修改，比如吸吸凍，可能需要在第二天搖碎。注意事項(xiàng)由于是卡拉膠一魔芋膠體系，后者的溶解度相對(duì)不好，因此要進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間不夠，魔芋膠溶解不完全，則做出的果凍口感就不對(duì)，嚴(yán)重的會(huì)造成果凍很嫩不成形；但同時(shí)如果保溫時(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，魔芋膠就容易發(fā)生去乙?；冃裕a(chǎn)生'蛋花湯”的現(xiàn)象，果凍仍可能不成形。因此建議夏天煮沸后不需要保溫，冬天煮沸后保溫10分鐘，春秋季節(jié)介于2者之間。加酸，由于卡拉膠不耐酸，加酸溫度建議越低越好，一般在70-80。。果凍灌裝之前或根據(jù)實(shí)際工藝條件，不然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，避免造成局部過(guò)酸；調(diào)節(jié)ph一般不低于4,需要更加酸的口感，建議使用其他膠體輔助；同時(shí)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)。過(guò)濾指在煮沸后，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)很透明的果凍，這樣做可以得到某些高檔果凍透明的效果。5.2軟糖一.軟糖的分類卡拉膠軟糖按口感、外觀分類如下:種類復(fù)配軟糖粉用量口感，外觀軟糖粉0.8-1.2%可以制作透明的和不透明的軟糖，口感不粘牙，有彈性，不透明的軟糖一般添加淀粉類混濁劑，比如玉米糖。酸性軟糖粉1.0-1.5%在制作軟糖時(shí)候加入酸味劑，獲得酸甜感的軟糖，口感同上，口味較好。澆注軟糖粉利用澆注機(jī)，澆注入模，一次成型，這種軟糖直接熬制到適合水分，不經(jīng)過(guò)烘干，口感更有嚼勁，并且表面光亮，十分透明。其他軟糖使用的膠體還有明膠，瓊脂，果膠，變性淀粉等，口感各不一樣，各有特點(diǎn)。二.軟糖工藝軟糖操作工藝A、 配方水35kg軟糖粉1.2kg糖漿60kg白糖40kgB、 操作工藝稱出1.2kg的軟糖粉和適量白砂糖混勻，然后加入35kg的水中進(jìn)行溶脹，時(shí)間約半小時(shí)；在夾層鍋或熬糖鍋中加入60kg糖漿，再加入剩余的白砂糖，加熱至90^左右時(shí)，加入已溶脹好的上述軟糖粉，繼續(xù)熬煮至沸，約105°C-107°C時(shí)，視糖液的拉絲狀態(tài)，可停止加熱；按需要加入香精、色素，并注入模具；4姬模；5.置于60C左右的烘房烘36-48小時(shí)；成品包裝。酸性軟糖操作工藝A、 配方水35kg酸性軟糖粉1.4kg糖漿60kg白糖40kg檸檬酸0.5kgB、 操作工藝稱出1.4kg的軟糖粉和適量白砂糖混勻，然后加入35kg的水中進(jìn)行溶脹，時(shí)間約半小時(shí)；在夾層鍋或熬糖鍋中加入60kg糖漿，再加入剩余的白砂糖，加熱至90^左右時(shí)，加入已溶脹好的上述軟糖粉，繼續(xù)熬煮至沸，約105°C-107°C時(shí)，視糖液的拉絲狀態(tài)，可停止加熱；用盡可能少的水溶解0.5kg檸檬酸，在停止加熱后，稍冷時(shí)，加入糖液中拌勻；按需要加入香精、色素，并注入模具；5姬模；置于60C左右的烘房烘36-48小時(shí)；成品包裝。澆注糖工藝也相類似，不過(guò)在熬糖時(shí)一般用真空夾層，直接熬到水分20%左右，調(diào)色香味等后，直接加壓注入模具，之后不需烘干，直接可以包裝，缺點(diǎn)是一次性投入設(shè)備成本很高。注意事項(xiàng)卡拉膠為主的軟糖粉在高糖濃度下不易溶解，所以建議先水溶，不然容易產(chǎn)生沙眼，一粒一粒的小膠粒。注意還原糖含量，太低，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)容易返砂；太高，在熬糖時(shí)候容易注模不成形，拉絲。軟糖拉絲不成形的可能原因可能原因解決方法熬煮時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，膠體被破壞的比例越大。一般到107度就可以結(jié)束，澆注糖除外。水分過(guò)少開(kāi)始加入的水分少，膠體無(wú)法充分溶解。建議先用水事先溶脹膠體（不是絕對(duì)必要）。加入水分不要太少，建議30%左右。熬煮結(jié)束時(shí)水分少，膠體沒(méi)有充分的水分形成凝膠。這個(gè)不太常見(jiàn)。糖漿偏酸造成整體環(huán)境偏酸高溫下酸性很容易破壞膠體（果膠例外），造成膠體量不夠，無(wú)法形成凝膠。最后出鍋時(shí)加酸。酸用水溶解加入，加入迅速攪拌。加入檸檬酸鈉（鉀），控制糖漿ph，不是酸糖的話，可以多加些，0.1-0.4%；酸糖0.08-0.2%膠體用量少不太常見(jiàn)，一般膠體用量少，產(chǎn)生偏嫩的口感。烘干溫度高或時(shí)間太長(zhǎng)一般偏軟，烘過(guò)頭會(huì)有拉絲出現(xiàn)。4.可以在熬膠結(jié)束后加入花色物料，比如胡蘿卜醬之類的，不過(guò)要計(jì)算好軟糖粉的比例。5.3肉制品肉類科學(xué)保水性是指肉在加工過(guò)程中，肉的本身水分及添加到肉中的水分的保持能力。保水性的實(shí)質(zhì)是肉的蛋白質(zhì)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，單位空間以物理狀態(tài)所捕獲的水分量的反映。捕獲水量越多，保水性越大。因此，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同，必然影響肉的保水性變化。提高肉的保水性能，在肉制品生產(chǎn)中有重要意義，通常采取以下四種方法：1） 加鹽腌制2） 提高肉的pH至接近中性（復(fù)合磷酸鹽）3） 用機(jī)械方法提取可溶性蛋白（斬拌、滾揉、注射）4） 添加大豆蛋白（卡拉膠）嫩度是指肉入口咀嚼時(shí)組織狀態(tài)所感覺(jué)的印象，包括三方面的感覺(jué)。第一是肉入口開(kāi)始咀嚼時(shí)是否容易咬開(kāi)，第二是是否容易被嚼碎，第三是咀嚼后留在口中的殘?jiān)?。汁液性肌肉?0%是水，其中大部分呈比較容易游離的狀態(tài)，所以將烹調(diào)過(guò)的肉放入口中咀嚼時(shí)，這些水分就和肉中的可溶性蛋白、呈味物質(zhì)一起流出，使人感到鮮美的風(fēng)味，這種性質(zhì)稱作汁液性和多汁性。保水性肉中存在的約70%的水分中，和肌肉緊密結(jié)合的結(jié)合水占4?5%左右，剩下的水由親合水和游離水構(gòu)成，親合水是通過(guò)一種水合作用穩(wěn)定存在于肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白、肌動(dòng)球蛋白的網(wǎng)狀組織間的水，游離水則是以極為自由的狀態(tài)存在于肌纖維間的水。其中特別重要的是親合水，親合水的多少因蛋白的結(jié)構(gòu)變化和電荷狀態(tài)的變化而異，因肉的種類、狀態(tài)不同而異。保持肉的這種親合水的能力稱作保水力或保水性。粘結(jié)性是指切碎、混合后的肉，在加熱時(shí)形成具有彈性的凝集塊的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)表明，影響肉及肉制品粘結(jié)性和保水性的因素是肌肉構(gòu)造蛋白質(zhì)中的肌動(dòng)蛋白部分。鹽腌的原理1） 食鹽通過(guò)食鹽的腌漬，可提高肉制品的保水性和粘連性，肉蛋白質(zhì)中包括水溶性蛋白質(zhì)、鹽溶性蛋白質(zhì)以及不溶性基質(zhì)蛋白，肌球蛋白屬于鹽溶性蛋白質(zhì)，鹽腌就是通過(guò)添加食鹽，達(dá)到將鹽溶性蛋白質(zhì)成分在溶解狀態(tài)下提取到細(xì)胞外的目的。2） 磷酸鹽類添加磷酸鹽后由于緩沖作用，pH上升，此外還有金屬封鎖作用、離子強(qiáng)度增加等作用，聚磷酸鹽的構(gòu)造與肌肉中ATP末端的焦磷酸鍵類似，在無(wú)離子和離子強(qiáng)度較低時(shí)，可直接與肌球蛋白結(jié)合，提高蛋白溶解性。其二，肌動(dòng)凝球球蛋白在ATP作用下變?yōu)榧?dòng)蛋白和肌球蛋白，焦磷酸具有與ATP相同的作用效果。附：蛋白質(zhì)分類蛋白位置肌原纖維肌凝蛋白肌動(dòng)蛋白肌原蛋白肌漿蛋白肌溶蛋白肌紅蛋白基質(zhì)蛋白膠原蛋白彈性硬蛋白1 網(wǎng)狀硬蛋白卡拉膠在肉制品中的作用機(jī)理輔助蛋白質(zhì)凝膠蛋白質(zhì)是影響肉制品得率、口感、品質(zhì)的最重要的因素，由于卡拉膠的蛋白反應(yīng)性，與蛋白質(zhì)分子長(zhǎng)鏈相作用，能增強(qiáng)蛋白質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)凝膠強(qiáng)度，其作用類似添加蛋白。與離子作用卡拉膠的負(fù)離子性，通過(guò)氫鍵或金屬離子，與極性水分子作用，能增加蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的保水性。與脂肪作用卡拉膠的脂肪反應(yīng)性不強(qiáng)，需輔以其他的保水包油型膠體，就能有效地增強(qiáng)肉制品品質(zhì)，因此不同的產(chǎn)品及生產(chǎn)工藝要求不同（參見(jiàn)下文），就需不同的配方?？ɡz和肉制品注射滾揉的目的是磷酸鹽、鹽和卡拉膠等充分和肉纖維中蛋白的接觸，提取鹽溶肉蛋白，使肉纖維膨脹。使用的卡拉膠一般是經(jīng)過(guò)預(yù)煮膠的精品，它在冷水中溶脹，能和釋出的鹽溶肉蛋白相互作用，也能滲透入肉纖維內(nèi)。主要產(chǎn)品是火腿、方腿、培根等。斬拌的目的是通過(guò)機(jī)械切碎和攪拌，使水、物料和打碎的肉纖維、蛋白、脂肪充分混合、乳化。使用的卡拉膠一般是半精制品，并配以高粘度有乳化效果的輔料，提高斬拌料的粘度和保水性、乳化性。主要產(chǎn)品是灌腸，三文治等。等加熱處理后，肉蛋白受熱變性凝固形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，卡拉膠的半酯式硫酸鹽基團(tuán)端和肉蛋白作用，多羥基端和水作用，彼此還發(fā)生凝膠作用，能有效的提高蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，牢固的將水分鎖定在網(wǎng)絡(luò)中，增加保水性和粘結(jié)性。一?肉的加工方法鹽腌濕腌法將肉浸泡在鹽腌液中的方法，鹽腌液中主要成分是食鹽、復(fù)合磷酸鹽、亞硝酸鹽、抗壞血酸鹽、糖類或者還有水溶性香辛料，在溫度3?5°C下，腌制2~5天。干腌法是將鹽腌劑擦在肉的表面，通過(guò)肉的水分將其溶解、滲透的方法，腌制劑由食鹽、復(fù)合磷酸鹽、亞硝酸鹽、糖類等組成。注射法鹽腌主要通過(guò)滲透、擴(kuò)散進(jìn)行，鹽腌劑的滲透度受鹽水濃度及溫度的影響，把腌制液注射入大塊肉中可使肉的深部達(dá)到徹底腌制的作用，分為血管注射法與肌肉注射法。滾揉法滾揉原理是通過(guò)滾揉機(jī)將大肉塊間歇的進(jìn)行攪拌，從而起到促進(jìn)鹽腌液的滲透和鹽溶性蛋白質(zhì)的提取以及肉塊表面組織的破壞作用，以縮短腌制期，提高粘性。絞肉指用絞肉機(jī)將肉及脂肪切碎，主要作用是在某種程度上將肉的各個(gè)部位或各種材料切碎后再混合，可以使其配合均勻，在絞肉期間要特別注意溫度，一旦溫度上升，會(huì)對(duì)肉的粘結(jié)性產(chǎn)生不利影響。斬拌作用與絞肉相類似，主要作用是在更強(qiáng)的程度上將肉的各個(gè)部位或各種材料切碎后再混合，斬拌的好壞將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，也需要特別注意溫度。攪拌：是指使原料混合均勻，同時(shí)抽提肉餡中的空氣，，一般攪拌5~10分鐘，速度適中。5.填充、結(jié)扎即灌腸、制取腸類及壓縮火腿，把原料肉填充到腸衣里，再用線繩及鉛線進(jìn)行結(jié)扎，有時(shí)也用模具成型，結(jié)扎是要注意膨脹，必須留出腸衣的余量。天然腸衣更要注意。6.蒸煮肉制品蒸煮加熱的目的有四項(xiàng)：使肉粘連、凝固，產(chǎn)生與生肉不同的硬度、齒感、彈力等物理性變化。使制品產(chǎn)生特有的香味、風(fēng)味。穩(wěn)定肉色。消滅細(xì)菌、微生物與寄生蟲(chóng)，提高制品保存性。加熱方法有蒸汽加熱或用熱水加熱，加熱程度分為：a-中心溫度達(dá)到75莒后，繼續(xù)加熱30分鐘，或在外部為85?90C1.5?2小時(shí)。針對(duì)結(jié)核菌，又稱為低溫制品。b.在外部為121C2小時(shí)，針對(duì)肉毒梭狀芽抱桿菌，又稱為高溫制品。7.熏制以前使用木炭、糖類等進(jìn)行煙熏烘烤，現(xiàn)在有些直接使用煙熏劑，賦予產(chǎn)品特殊的風(fēng)味和口感，殺除細(xì)菌，抗氧化，增加儲(chǔ)存期。二.實(shí)驗(yàn)方法（下列配比僅做參考和實(shí)驗(yàn)室使用的）斬拌a.肉配方/g精肉：850脂肪：300復(fù)合磷酸鹽：7.5食鹽：22膠體：7.5淀粉：75大豆蛋白：20葡萄糖：2維生素C：0.5香辛料：1味精：2水：230合計(jì)：1500流程腌制：24~48小時(shí)，10。。以下，同時(shí)將水溶性物質(zhì)及鹽類加入。制冰：預(yù)先制取冰屑備用。斬拌：溫度不得高于14C依次加入香辛料（膠體預(yù)先混入）、大豆蛋白、淀粉等，冰屑分批加入，至物料均勻時(shí)結(jié)束。攪拌排氣裝罐：需在罐壁上上油。燒煮：沸水浴中2小時(shí)，取出后水冷。產(chǎn)品特點(diǎn)一般是腸類產(chǎn)品，如火腿腸、紅腸、熏腸、熱狗腸、維也納小香腸、午餐肉等等，需高粘接性，包油型膠體。滾揉肉配方/g精肉：1000復(fù)合磷酸鹽：7.5食鹽：22膠體：7.5葡萄糖：10維生素C：0.5香辛料：1味精：2水：450合計(jì)：1500b.流程腌制：24~48小時(shí)，10。。以下，同時(shí)將水溶性物質(zhì)及鹽類加入。滾揉：在0?4。。下，將其他物料加入，間歇式攪拌8~24小時(shí)，以充分提取鹽溶性蛋白，融入物料。攪拌排氣裝罐：需在罐壁上上油。燒煮：沸水浴中2小時(shí)，取出后水冷。產(chǎn)品特點(diǎn)其產(chǎn)品有西式方腿、三文治等，需較高滲透性膠體。注射肉配方/g同滾揉（由于需用注射機(jī)，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)無(wú)法進(jìn)行，但其主要原理與滾揉相似，只是肉塊更大，且在注射后仍需進(jìn)行滾揉，因此用滾揉的方法進(jìn)行試驗(yàn)。）b.流程同滾揉產(chǎn)品特點(diǎn)：其產(chǎn)品有火腿、圓腿、熏腿、培根等，需用高滲透性膠體。5.4冰淇淋.冰淇淋的分類總的來(lái)說(shuō)，冰淇淋乳化穩(wěn)定劑一般可以分成三個(gè)部分，其一，少量的卡拉膠和乳蛋白質(zhì)即可形成弱凝膠網(wǎng)絡(luò)，賦予冰淇淋一定架構(gòu)，也可以添加甘露聚糖提高架構(gòu)強(qiáng)度，不過(guò)不可太多，否則老化后會(huì)形成過(guò)厚實(shí)的凝膠；其二，使用黃原膠，瓜兒豆膠，CMC，明膠等提供冰淇淋料液的粘厚度和穩(wěn)定性；其三，使用單甘酯，蔗糖酯，吐溫等乳化劑使水油混合，三個(gè)部分一起配合賦予冰淇淋保型性，抗熱變性，防止?jié){液分離，抑制冰晶長(zhǎng)大，提高冰淇淋的膨脹率和融化率。不同類型的冰淇淋需要不同的冰穩(wěn)，比如雪貝特脂肪含量低，就可以不使用乳化劑；而高級(jí)冰淇淋含有大量的乳品，其中的大量乳蛋白，也能起到乳化劑的作用，這就需要具體根據(jù)生產(chǎn)工藝配方產(chǎn)品的不同來(lái)調(diào)整。種類冰淇淋乳化穩(wěn)定劑用量口感雪貝特（沙比特）1區(qū)而要不含脂肪或含脂肪很低或用脂肪替代物如微晶纖維素等，含固量低，口感爽口，脂肪含量越低，口感越近似冰霜。多為水果口味產(chǎn)品。需要的冰穩(wěn)多為高粘度高凝膠的。低含固量冰淇淋0.4-0.6%固含量小于28%，成本較低，口感相對(duì)不是太好。一般產(chǎn)品為冰磚類，有時(shí)添加較多淀粉類填充，提高固含量。需要冰穩(wěn)粘度適中，能提供較好的架構(gòu)。普通冰淇淋0.4-0.6%固含量28-32%，膨脹率80-100%，口感一般。一般切割線，高拉花產(chǎn)品都是這類。需要冰穩(wěn)粘度較高，有良好的架構(gòu)作用。高級(jí)冰淇淋少量或者不用固含量32-36%，或者更高，口感細(xì)膩滑爽，奶味很足，有時(shí)使用高檔油脂。該類產(chǎn)品不太需要冰穩(wěn)，或者需要少量冰穩(wěn)以改善品質(zhì)。冰淇淋常用工藝各種冰淇淋工藝大同小異，就提供一個(gè)了普通冰淇淋配方/kg脂肪8kg奶粉12kg糖10kg香精 若干色素 若干冰穩(wěn)120g簡(jiǎn)單工藝流程配料加熱溶解，殺菌冷卻老化凝凍注模包裝硬化注意事項(xiàng)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。卡拉膠用量較少，多用會(huì)在老化后凝凍。5.5啤酒前言啤酒的釀造和銷售進(jìn)入發(fā)達(dá)的商品經(jīng)濟(jì)時(shí)期后，每個(gè)啤酒品牌的市場(chǎng)范圍擴(kuò)大，運(yùn)輸距離延長(zhǎng)，品牌之間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈和殘酷。同時(shí)，釀造師和科研人員傾注了極大的精力，使得啤酒釀造，從原材料到整個(gè)釀造工藝過(guò)程及相關(guān)設(shè)備都以前所未有的速度，在科學(xué)的深度和廣度上不斷攀升到新的水平。而啤酒外觀的清亮、透明、有光澤，成為消費(fèi)者的首選要求，從而引起啤酒行業(yè)的格外重視，因此半個(gè)世紀(jì)前啤酒行業(yè)就開(kāi)始投入巨大的財(cái)力、人力、物力，解決啤酒的非生物穩(wěn)定性問(wèn)題。在眾多的問(wèn)題中，麥汁含有蛋白質(zhì)和多酚是啤酒冷卻后霧狀混濁出現(xiàn)的主要原因，而由于卡拉膠與蛋白質(zhì)能產(chǎn)生特殊作用，除去有害物質(zhì)，從而使其進(jìn)入了釀酒師們的視野。作用原理及效果冷凝固蛋白的危害：啤酒生產(chǎn)過(guò)程的前段是用麥芽及大米等淀粉質(zhì)輔料制取麥芽汁，麥芽汁中存在相當(dāng)含量的蛋白質(zhì)、類酯、葡聚糖等膠體物質(zhì)，因此麥汁經(jīng)過(guò)煮沸冷卻除去部分熱凝固蛋白后，仍會(huì)有一些冷凝固蛋白無(wú)法去除，造成麥汁霧狀混濁，蛋白會(huì)包裹住酵母，不利于酵母的成長(zhǎng)，并在生產(chǎn)的后階段造成過(guò)濾困難，后酵及過(guò)濾損耗居高不下，甚至最終影響成品的穩(wěn)定性?？ɡz帶有的強(qiáng)陰離子基團(tuán)——硫酸酯，能直接或通過(guò)金屬離子'架橋”與帶正電荷的蛋白質(zhì)、類酯、葡聚糖結(jié)合，由于卡拉膠的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)物質(zhì)特性，不斷結(jié)合和擴(kuò)大，形成絮狀物，在重力作用下，很快就沉淀出來(lái)，從而使麥芽汁達(dá)到澄清的目的。下表為不同生產(chǎn)批號(hào)，相同的糖化工藝、原料，使用卡拉膠和不用卡拉膠的發(fā)酵液經(jīng)相同處理后在600nm下測(cè)試透光率的數(shù)據(jù)：批號(hào)（不加卡拉膠）透光率％批號(hào)（加用卡拉膠）透光率％1#73.52#95.43#70.84#96.75#77.46#94.87#76.68#97.8 9#69.510#93.9 11#73.212#96.2由于使用卡拉膠后蛋白等雜質(zhì)緊密沉淀，能降低啤酒過(guò)濾損耗的0.2-0.3%，僅此一項(xiàng)就可抵消卡拉膠的使用費(fèi)。然而目前不少工廠因旺季啤酒銷售周轉(zhuǎn)快，并不擔(dān)心貨價(jià)期，為了成本考慮，就不使用卡拉膠，只在淡季才重視使用卡拉膠。但是使用卡拉膠后，麥汁和發(fā)酵液澄清良好，有利過(guò)濾和發(fā)酵，且并不提高成本，因此建議在旺季仍然使用卡拉膠。綜合近幾年我國(guó)啤酒行業(yè)使用卡拉膠的經(jīng)驗(yàn)，在原料、工藝一致的條件，可以對(duì)空白樣品和使用卡拉膠的樣品在以下幾方面進(jìn)行測(cè)定，了解使用卡拉膠的效果。測(cè)定麥汁的濁度、透光率、總氮含量、熱凝固氮含量、冷凝固氮含量（所有試驗(yàn)要求：將麥汁在4。靜置18小時(shí)后測(cè)定，建議：在0。。下，靜置過(guò)夜后取樣測(cè)定），發(fā)酵液同樣條件過(guò)濾測(cè)定濁度。測(cè)過(guò)濾酒損，測(cè)定過(guò)濾硅藻土單位耗用量（公斤/噸），成品保質(zhì)期預(yù)期測(cè)定等。四、用量與使用方法在使用量方面，各廠家根據(jù)自己的原料情況，麥芽和輔料的比例，麥汁的濃度，工藝的特點(diǎn)，摸索合理有效的用量，一般都在15-25ppm之間。摘錄下表供參考。試驗(yàn)序號(hào)卡拉膠用量（ppm）麥汁透光率（%）熱凝固物高度（mm）點(diǎn)凝固物高度（mm）1072.45 || 621090.312| 2031593.015 |2442094.520 || 2652597.122 || 2863096.925 || 3073595.42530從透光率指標(biāo)可以了解麥汁的澄清情況，選量為20-25ppm比較合理。不同劑型的使用方法：卡拉膠作為麥汁澄清劑，分為顆粒（又可分為10-20目大顆粒和40-60目小顆粒兩種）、粉劑和片劑。顆粒：目前市場(chǎng)上使用最普遍的是顆粒，只需在煮沸結(jié)束之前20-30分鐘直接加入煮沸鍋中（最好慢速散入），也可加入旋渦沉淀槽中。顆粒純度高，不會(huì)結(jié)團(tuán)，不會(huì)粘壁，使用方便，得到大多數(shù)啤酒企業(yè)的認(rèn)同。但有時(shí)會(huì)因?yàn)樘砑訒r(shí)間太晚，溶解不充分，引起沉淀效果不理想。建議在投料前用7-10倍的冷水浸漲充分（約需1-3小時(shí)），此方法十分有利于顆粒的溶解。片劑：也是在煮沸結(jié)束之前20-30分鐘直接加入煮沸鍋中就行，使用方便，溶解充分。但是因?yàn)槠瑒┰诩庸こ善倪^(guò)程中（即粉劑加粘結(jié)劑、產(chǎn)氣的NaHCO3、檸檬酸等壓制干燥而成）引入了另外一些物質(zhì)，因此片劑中有效成分的含量相應(yīng)降低，所需的添加量增加較多，所以除了一些開(kāi)始就用片劑的啤酒企業(yè)外，現(xiàn)在用的企業(yè)不多。粉劑：因?yàn)橹苯油度胫蠓绣伻菀妆慌牌艹樽咴斐蓳p失，而且容易粘在鍋壁上產(chǎn)生'膠皮”，即影響使用效果又不易清理，所以使用時(shí)預(yù)先用15倍以上的冷水充分分散。操作要點(diǎn)：①確保沒(méi)有粉團(tuán)存在。②可以現(xiàn)調(diào)現(xiàn)用，沒(méi)必要花時(shí)間溶漲，因?yàn)橹灰浞址稚?，無(wú)粉團(tuán)，粉劑不存在溶解不充分的問(wèn)題。③如果調(diào)的時(shí)間較長(zhǎng)或靜置過(guò)，在投入煮沸鍋之前必須充分?jǐn)嚻鸪恋椎姆蹌?，以防在煮沸鍋中結(jié)塊（所以分散的水越多越好）。粉劑只要使用得當(dāng)，效果是最好的。但因?yàn)椴僮鲝?fù)雜，所以使用的企業(yè)也不是很多。從以上分析中可以看出，介于大顆粒和粉劑之間的小顆粒，因綜合了粉劑和顆粒的優(yōu)點(diǎn)，排除了粉劑和顆粒的缺點(diǎn)，正被越來(lái)越多的企業(yè)所接愛(ài)。結(jié)論卡拉膠是一種有效的麥汁澄清劑，它能迅速沉淀蛋白，使麥汁獲得良好的清亮外觀，有利于酵母生長(zhǎng)，并有利過(guò)濾，降低過(guò)濾損耗，提高麥汁得率，改善啤酒的生物穩(wěn)定性，延長(zhǎng)啤酒的保質(zhì)期?？ɡz用于啤酒工業(yè)，是從使用高價(jià)的進(jìn)口產(chǎn)品開(kāi)始的，隨后于二十世紀(jì)末開(kāi)始國(guó)產(chǎn)卡拉膠進(jìn)入我國(guó)啤酒生產(chǎn)企業(yè)獲得成功，降低了卡拉膠的使用成本。希望卡拉膠生產(chǎn)企業(yè)和銷售商不僅在價(jià)格上競(jìng)爭(zhēng)，更應(yīng)該把質(zhì)量放在競(jìng)爭(zhēng)的首位，為啤酒工業(yè)服務(wù)。5.6乳飲料一） 奶類，酸奶和乳飲料乳飲料有很多種，具體可以分為調(diào)配型酸奶，豆奶，花生奶，還原奶，乳酸菌飲料，調(diào)配凝固型酸奶，凝固型發(fā)酵酸奶，增稠牛奶等等，還有其他一些蛋白飲料，但實(shí)際卡拉膠在其中使用較少，情況也很復(fù)雜，如果詳細(xì)寫一是超出本講座范圍，二是這方面主要由我一個(gè)同事在做，在本文主要把相關(guān)基礎(chǔ)配方工藝流程及操作要點(diǎn)羅列下。二） 相關(guān)工藝A調(diào)配型酸性含乳飲料基礎(chǔ)配方、工藝流程及操作要點(diǎn)一、 概況：調(diào)配型酸性含乳飲料是指用乳酸，檸檬酸或果汁將牛乳PH調(diào)整到酪蛋白等電點(diǎn)以下（PH4.6）制成的一種乳飲料，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定該類飲料的蛋白質(zhì)含量21%。二、 基礎(chǔ)配方（以蛋白質(zhì)含量1為例）：全脂奶粉：4% 白砂糖：6%甜蜜素：0.8%o 穩(wěn)定劑：4%o檸檬酸：3.2% 檸檬酸鈉：1%。蘋果酸：1%o 果味香精（復(fù)合）：0.5%復(fù)合色素：適量 加水至：100%三、 工藝流程全脂乳粉一溶解穩(wěn)定劑、白砂糖等一溶解-2者混合一巴氏殺菌一冷卻（20°C）一酸化一高溫殺菌及均質(zhì)一無(wú)菌灌裝四、 操作要求1、 用適量的40?50。0溫水將奶粉、甜蜜素完全溶解。2、 將白砂糖、穩(wěn)定劑干混合均勻，用80C以上的適量熱水充分溶解，并降溫至40?50C。3、 將復(fù)合酸味劑配制成20%的溶液。4、 將乳液、糖液進(jìn)行混合并升溫至80C進(jìn)行10min巴氏殺菌，然后冷卻至20C以下。5、 在快速攪拌的情況下將酸液均勻緩慢地噴灑入乳中，測(cè)定其PH應(yīng)在4.0左右。6、 將酸化好的牛奶定容、調(diào)香、調(diào)色然后升溫至60C，進(jìn)行均質(zhì)，條件為22Mpa。7、 將均質(zhì)好的牛奶進(jìn)行殺菌處理，條件95C/30S，無(wú)菌包裝的應(yīng)采用105?115C/15?30s，對(duì)包裝于塑料瓶中的產(chǎn)品，應(yīng)先灌裝后殺菌，公式：95?98C/20?30min。五、 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：1、 感官指標(biāo)：色澤：色澤整體一致，無(wú)雜質(zhì)。組織狀態(tài)：無(wú)乳清析出，無(wú)沉淀物，無(wú)分層現(xiàn)象，呈均一流體?？诟校核崽疬m度，入口細(xì)膩，滑爽厚實(shí)，無(wú)糊口感。氣味：具有果味特有的香味和奶味，無(wú)異味。2、 理化指標(biāo)：蛋白質(zhì)習(xí)％，脂肪＞1%，總固形物為＞10%。B豆奶基礎(chǔ)配方、工藝流程及操作要求一、基礎(chǔ)配方（以全脂奶粉為例）：

大豆：13%蛋白質(zhì)：大豆：13%蛋白質(zhì)：0.8%o香素：0.02%加水至：100%二、工藝流程：穩(wěn)定劑：2%乙基麥芽酚：0.002%豆奶香精：0.5%。大豆一脫皮一酶鈍化一磨碎一分離一調(diào)制一殺菌脫臭一均質(zhì)一冷卻一包裝一成品操作步驟及其要點(diǎn)：1、 大豆脫皮由大豆脫皮機(jī)和輔助脫皮機(jī)完成，一般可除去豆皮和胚芽，脫皮率＞90%，損失率控制在15%以內(nèi)。2、 酶鈍化，向滅酶器中加入蒸汽，由螺旋帶輸送40s完成滅酶。3、 制漿：用8倍重量的80°C熱水與大豆直接進(jìn)入磨漿機(jī)中（用少量0.5%NaHCO3的溶液混入水中，可增進(jìn)磨碎效果），然后豆糊再進(jìn)入超微磨中后過(guò)150目篩網(wǎng)，用離心機(jī)再分離漿渣得到豆奶原漿，泵入調(diào)配缸中。4、 調(diào)配：將穩(wěn)定劑、白砂糖、蛋白糖等固體小料干混后加70C水溶解完全，經(jīng)均質(zhì)機(jī)初處理后泵入調(diào)配缸中與豆奶原漿混合定容，加入香味料，混勻。5、 殺菌與脫臭：將調(diào)制后的豆奶連續(xù)泵入殺菌脫臭裝置中，經(jīng)蒸汽瞬間加熱到130C并保溫20s，再噴入真空罐中，罐內(nèi)真空度26.7Kpa，使豆奶溫度降至80C左右。6、 均質(zhì)：均質(zhì)兩次，均質(zhì)條件分別為15Mpa，5Mpa。7、 冷卻：均質(zhì)后經(jīng)片式冷卻器冷卻到10C以下，送入貯罐中暫存，于較低溫度下進(jìn)行無(wú)菌包裝。三、 理化指標(biāo)：感官指標(biāo)色澤：呈均勻一致的乳白色，無(wú)雜質(zhì)。氣味：具有豆奶特有的香味，無(wú)豆腥味，無(wú)其它異味。組織狀態(tài)：無(wú)分層、無(wú)沉淀?？诟校杭?xì)膩，厚實(shí)飽滿。四、 主要理化指標(biāo)蛋白質(zhì)：3.0%脂肪：2.5%固形物：＞15%C花生奶基礎(chǔ)配方生產(chǎn)工藝及操作要求一、 基礎(chǔ)配方（以全脂奶粉1%為例）：花生仁：5% 白砂糖：5%甜蜜素：0.8%穩(wěn)定劑：0.4%乙基麥芽酚：0.015%花生香精：0.8%。加水至：100%二、 工藝流程：花生仁一篩選一烘烤冷卻一脫紅衣一稱量一浸泡一漂洗一磨漿除渣一花生漿一調(diào)配（穩(wěn)定劑、白砂糖等）一定容-調(diào)香一均質(zhì)一滅菌一灌裝一冷卻操作步驟及其要點(diǎn)：1、 選料：花生仁應(yīng)選用新鮮飽滿、顆粒白凈一致，認(rèn)真挑選，剔除霉粒、雜質(zhì)等。2、 脫紅衣：采用烘烤法，即將花生仁送入烘箱中攤勻，烘烤條件為110C/10?15min，完畢后進(jìn)行冷卻搓衣，如有去皮機(jī)則送入去皮機(jī)中進(jìn)行去皮。3、 浸泡：花生仁：水=1：2，水中應(yīng)加入0.5%NaHCO3。夏天浸泡6h，冬天浸泡12h以上，浸泡水溫應(yīng)控制在15?20C，浸泡程度以花生仁色澤變暗為度。4、 磨漿：使用70C以上的熱水（約6?7倍）與花生仁進(jìn)行磨漿，然后使用120目濾網(wǎng)進(jìn)行漿渣分離，為提高提取率可用漿將渣進(jìn)行二次磨漿。5、 調(diào)配：將白砂糖、穩(wěn)定劑等干粉物預(yù)先混合充分，用剩下的計(jì)量水（水溫80r以上）進(jìn)行溶解，然后將所有料液進(jìn)行總混（混合時(shí)兩種料液的液溫相差不超過(guò)5°C）,定容，調(diào)香。6、 均質(zhì)：將混合液升溫至70C左右進(jìn)行均質(zhì)，條件為25?30Mpa。7、 滅菌：根據(jù)銷售途徑和包裝形式的不同采用不同的滅菌方式，一般采用121C/20min保持滅菌法，或采用UHT法。8、 灌裝，可用玻璃瓶、利樂(lè)包、紙質(zhì)材料等。三、 操作要點(diǎn)：1、 烘烤時(shí)應(yīng)隨時(shí)觀察溫度和時(shí)間，烘烤程度應(yīng)是花生仁稍冷卻即可脫皮為度，不能烤到花生出油。2、 浸泡程度以花生仁外表色澤稍變暗為度，夏天氣溫較高，時(shí)間可相應(yīng)縮短，冬天氣溫較低，時(shí)間可相應(yīng)延長(zhǎng)。3、 磨漿用水為配方中的計(jì)量水，也有將花生漿單獨(dú)作為配方，其比例一般為1：10。四、 質(zhì)量指標(biāo)：1、 感官指標(biāo)：組織呈均勻一致的流體，無(wú)脂肪析出，無(wú)分層，無(wú)沉淀，整體呈乳白色，具有花生特有的香味，無(wú)雜味。2、 理化指標(biāo)：蛋白質(zhì)：〉1.6%脂肪：＞1.6%總固形物：＞9%D還原奶基礎(chǔ)配方生產(chǎn)工藝及操作要求一、 概述：工業(yè)生產(chǎn)還原奶有兩種途徑1、 選用脫脂奶粉與水混合并加入適當(dāng)?shù)臒o(wú)水黃油加工而成。優(yōu)點(diǎn)：無(wú)水黃油和脫脂奶粉比較容易保存，長(zhǎng)途運(yùn)輸，可靈活調(diào)整配方。缺點(diǎn)：多種原料需要儲(chǔ)存，脂肪要熔化，要使用乳化劑。2、 選用全脂奶粉與水混合加入適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑加工而成。優(yōu)點(diǎn)：使用方便，含磷脂，不需熔化設(shè)備，庫(kù)存原料簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：產(chǎn)品可調(diào)性小，全脂奶粉易變質(zhì)。二、 基礎(chǔ)配方（以全脂奶粉為例）：全脂奶粉：11.5%穩(wěn)定劑：0.2%鮮牛奶香精：0.5%o 牛奶香精：0.5%o加水至：100%三、 工藝流程：穩(wěn)定劑—溶解I原料一混合一均質(zhì)一滅菌或滅菌處理一包裝T香精四、 操作步驟及其要點(diǎn)：1、 將全脂奶粉用水溶解完全（水粉混合器），水溫要求40?50C，然后泵入混合缸中靜置水合2h以上，料溫控制在30?40C。2、 將穩(wěn)定劑用80C以上的水進(jìn)行充分?jǐn)嚢柚敝镣耆芙?，然后冷卻至40C左右，泵入混合缸中，并加入香精，進(jìn)行攪拌混合均勻。3、 由于在混合中可能混入空氣，因此將混合好的奶液經(jīng)熱交換器升溫60C左右，用真空脫氣機(jī)進(jìn)行