1 簡(jiǎn)介
卡拉膠的利用起源于數(shù)百年前,在愛(ài)爾蘭南部沿海出產(chǎn)一種海藻,俗稱(chēng)為愛(ài)爾蘭苔蘚(Irish Moss),現(xiàn)名為皺波角藻(Chondrus crispus),當(dāng)?shù)鼐用癯0阉蓙?lái)放到牛奶中加糖煮,放冷,待凝固后食用。18世紀(jì)初期,愛(ài)爾蘭人把此種海藻制成粉狀物并介紹到美國(guó),后來(lái)有公司開(kāi)始商品化生產(chǎn),并以海苔粉(sea moss farina)的名稱(chēng)開(kāi)始銷(xiāo)售,廣泛用于牛奶及多種食品中。19世紀(jì)美國(guó)開(kāi)始工廠化提煉卡拉膠,到19世紀(jì)40年代卡拉膠工業(yè)才真正在美國(guó)發(fā)展起來(lái)。我國(guó)在1973年在海南島開(kāi)始有卡拉膠生產(chǎn)。
2 化學(xué)結(jié)構(gòu)
由***基化的或非***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)***基。分子量為20萬(wàn)以上。
分子式:(C12H18O9)n
結(jié)構(gòu)式:
3 CAS
9000-07-1[1]
4 膠體化學(xué)特性
● 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。
5 食品工業(yè)的應(yīng)用
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(lèi)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。
5.1 果凍生產(chǎn)中的作用
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(méi)有這些缺點(diǎn),用卡拉膠制成的果凍富有彈性且沒(méi)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(lèi)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。
5.2 軟糖生產(chǎn)中的應(yīng)用
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。二是還原糖含量太低,儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng),容易返砂;還原糖含量太高,在熬糖時(shí)候容易注模不成型。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。
5.3 冰淇淋生產(chǎn)中的應(yīng)用
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ɡz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。
6 健康方面
來(lái)自在老鼠、豚鼠和猴子進(jìn)行的動(dòng)物試驗(yàn)的證據(jù)指明降解的卡拉膠(plygeenan)可能造成腸胃道的潰瘍,和腸胃道癌癥。在高溫、酸性的環(huán)境下,卡拉膠會(huì)發(fā)生降解。為歐盟委員會(huì)工作的一個(gè)科學(xué)委員會(huì)曾提出建議,將卡拉膠中的降解卡拉膠(被定義為分子量小于50000道爾頓的卡拉膠)限制在5%的比例以下。
此外,卡拉膠被指出抑制某些礦物質(zhì)(如鉀)的吸收,并會(huì)在一些人身上產(chǎn)生腸胃道不適。
研究表明,卡拉膠是高危型人乳頭瘤病毒感染的抑制劑。