11114-20-8 / 卡拉膠的主要應(yīng)用

卡拉膠是一類從海洋紅藻中提煉出來的親水膠體！因為它具有很好的凝固、增稠、乳化、成膜、穩(wěn)定分散等特性，并具有膳食纖維的功能，所以在食品工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

卡拉膠的主要應(yīng)用

（一）在冷飲食品中的應(yīng)用

在冰淇淋生產(chǎn)中，卡拉膠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，卡拉膠與蛋白發(fā)生絡(luò)合作用，能控制油脂的聚附與凝固，加強油脂的分散性，控制油脂與蛋白質(zhì)的相互作用，從而提高乳蛋白在受熱時的穩(wěn)定性；改善起泡，形成細微且穩(wěn)定的氣泡，從而提高膨脹率；幫助產(chǎn)品成型，防止收縮；改進擴縮性，改良結(jié)構(gòu)，提高均一性、穩(wěn)定性和抗融性，使脂肪和其他固體成分分布均勻，防止乳漿分離，防止冰晶在制造與存放時增大，使冰淇淋組織細膩，結(jié)構(gòu)良好，潤滑適口，放置時不易融化，從而使冰淇淋的生產(chǎn)更趨簡單合理，操作方便，利于控制質(zhì)量。通常用量為0.01%～0.03%。

（二）在肉制品中的應(yīng)用

卡拉膠可以使產(chǎn)品彈性好，切片性好，韌脆適中，嫩滑爽口。卡拉膠用于火腿及火腿腸，最主要的是提供適當?shù)谋Ｋ?，并且由于它能夠與蛋白質(zhì)絡(luò)合，提供了相當好的組織結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品細膩、切片良好、口感好，是制作火腿必用的添加劑。

在全肌肉制品生產(chǎn)的應(yīng)用中，卡拉膠是通過鹽水的注射添加到肉制品中。就這方面的應(yīng)用，最重要是保持卡拉膠在不溶解、分散的狀態(tài)下，使鹽水的黏度能維持在低水平，從而方便進行注射。κ-型卡拉膠便是理想的選擇?？ɡz在鹽水中的不溶解性（分散性），是由添加了磷酸鹽（通常用三聚磷酸鹽）和氯化鈉、低于5℃的冷水來控制。其原理是磷酸鹽和食鹽溶解后所形成的離子環(huán)境有利于卡拉膠的分散；而高離子濃度防止了κ-型卡拉膠分子膨脹，把它保持在不卷曲狀態(tài)，使鹽水的黏度較低。

事實上，低黏度的鹽水在多針頭全肌肉的注射處理中，可以防止壓力的形成，避免針頭閉塞的情況出現(xiàn)，并降低橫紋肌束中結(jié)締組織被撕裂的現(xiàn)象出現(xiàn)。通過控制鹽水溫度和配料的添加順序，配以適當?shù)淖⑸涮幚砗娃D(zhuǎn)鼓按摩技術(shù)，能有助不同κ-型卡拉膠含量的鹽水發(fā)揮最大的功能。此外，對鹽水中卡拉膠的含量作出適當?shù)恼{(diào)整，也能有效地把熟肉制品的水分損失控制在總注射量的5%以下。

對于肉制品品質(zhì)的改善：卡拉膠的作用是與蛋白質(zhì)產(chǎn)生膠凝效應(yīng)，使肉質(zhì)形成完整的組織結(jié)構(gòu)，這是生產(chǎn)加工肉制品的關(guān)鍵?？ɡz-蛋白質(zhì)的相互作用取決于一系列因素，包括蛋白質(zhì)變性的程度、離子種類和濃度、pH、濃度、加工溫度、蛋白質(zhì)的種類與質(zhì)量等。簡單來說，通過以靜電控制卡拉膠中帶負電荷的硫酸酯基團與球蛋白質(zhì)中帶正電荷的氨基團之間的鍵，在適當?shù)沫h(huán)境條件下，就能為卡拉膠結(jié)構(gòu)提供額外的穩(wěn)定性。

而另一種卡拉膠-蛋白質(zhì)的鍵合，則是通過在卡拉膠中的硫酸酯基團和分布在蛋白質(zhì)分子中帶負電荷的羧基之間二價陽離子的聯(lián)系而形成。普遍使用的二價陽離子是鈣離子，鎂離子也具有相同功能。值得注意的是，陽離子若是添加過量，特別是使用水解蛋白質(zhì)和在過度處理（高熱）時，卡拉膠-蛋白質(zhì)便會出現(xiàn)凝結(jié)或沉淀的現(xiàn)象。

ι-型卡拉膠在高濃度離子的環(huán)境中，例如用于加工肉制品的鹽水中，其分子結(jié)構(gòu)會膨脹，部分更會溶解，從而使鹽水的黏度過高，如果在全肌肉中注入添加有ι-卡拉膠的鹽水，制品就會出現(xiàn)許多“拉緊痕記”，造成軟組織質(zhì)感差、劣。因此，ι-卡拉膠并不適用于全肌肉或熟肉制品注射用鹽水。相反，對于全肩塊瘦肉和細斬拌肉結(jié)合制成的產(chǎn)品，或全絞細肉、細斬拌肉制品（香腸或法蘭克福腸），通過使用ι-卡拉膠，或ι-和κ-卡拉膠混合物（常與增效劑如補充蛋白質(zhì)、膠或淀粉一起使用），可獲得最佳的肉質(zhì)感和穩(wěn)定性。由于這些產(chǎn)品的全部肉料都是采用細斬拌肉餡或肉糜，鹽水的黏度便顯得不重要，也就解決了ι-卡拉膠的使用問題。在大多數(shù)的情況下，所有配料都會在絞肉或斬拌的設(shè)備中添加到肉料中，讓配料在制成及貯存前，可獲得更均勻的分布，卡拉膠更可進行水合作用。在深加工肩塊肉或細斬拌肉制品時，肌肉纖維會被切成細塊，這樣，肉蛋白、水分與卡拉膠相互間就能發(fā)揮更大的作用，從而獲得更佳的效果。

除此之外，在機械去骨肉（MDM）中添加l-卡拉膠，也能改進其加工產(chǎn)品的肉質(zhì)強度和持水性。若不添加任何配料，這些肉質(zhì)特性很差。在MDM等這些高蛋白、低脂肪的肉制品中使用ι-型卡拉膠還有另一個優(yōu)點，就是它能控制成品在蒸煮前及蒸煮后水分的流動性，以及產(chǎn)品凍結(jié)-解凍的穩(wěn)定性。同時，ι-卡拉膠亦能在低脂肉制品中模仿脂肪的特性，給消費者一種高脂熟肉制品的口感而又不含脂肪的熱量。此外，在高脂肉制品中應(yīng)用時，如香腸和小香腸，ι-卡拉膠能與卵磷脂產(chǎn)生相互作用，有助于肉制品維持乳化及水分的穩(wěn)定性，從而減少蒸煮失重，并使制成品有更好的感官接受性。全肌肉、肩塊肉或細斬拌肉餡產(chǎn)品的肉料來源，可根據(jù)產(chǎn)品所需的質(zhì)量要求或消費者的口味等而有所不同，例如豬肉、牛肉、羊肉等，既可單獨進行加工，又可配上以卡拉膠為基本穩(wěn)定劑的配料，生產(chǎn)出不同質(zhì)感和營養(yǎng)價值的肉制品。在全肌肉、細斬拌肉餡及混合肉制品的加工中，大多使用卡拉膠作為主要的穩(wěn)定劑，以維持水分及肉質(zhì)的穩(wěn)定性。至于如火雞、雞和鴨等各種禽肉制品，由于其蛋白質(zhì)的水合性能比豬肉、牛肉、羊肉差，故更需要配料的輔助來保持肉質(zhì)及水分的穩(wěn)定性。不過，雖然在深加工禽肉制品中，卡拉膠的用量比在豬肉、牛肉、羊肉制品中為高。但根據(jù)規(guī)定，卡拉膠在肉制品中的整體含量，不能超過總配方的1%，而在較多水分的加工配方中，通?？裳a充額外的蛋白質(zhì)及其它增效劑如膠和淀粉等，來控制卡拉膠對肉類組織和水分穩(wěn)定的作用。

（三）在乳制品中的應(yīng)用

卡拉膠能使牛乳產(chǎn)生凝凍作用，起凝凍賦形作用。在可可乳、可可麥乳精和可可糖果漿中起懸浮和穩(wěn)定作用。在酸牛奶、軟干酪和奶油中，可穩(wěn)定乳狀混合物，誘發(fā)膠凝的形成。

加可可粉制成的可可牛乳，其可可粉常發(fā)生沉淀，但加入卡拉膠作穩(wěn)定劑則能使可可粉均勻分散在牛乳中，防止可可粉的下沉。由于卡拉膠具有獨特的與牛乳中的酪蛋白起絡(luò)合反應(yīng)的性能，可以防止牛乳制品（如乳酸飲料等）發(fā)生凝聚沉淀作用?？ɡz是對蛋白的最好穩(wěn)定劑。

（四）在果酒和啤酒生產(chǎn)中的應(yīng)用

卡拉膠可作為澄清劑，也可以作為泡沫穩(wěn)定劑。果酒和啤酒中含有一些膠體狀物質(zhì)使酒混濁、發(fā)生沉淀，必須加入澄清劑澄清，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，卡拉膠作為一種澄清的輔助濾劑，能使凝沉作用完全且快速。

（五）在人造蛋白質(zhì)纖維和人造肉生產(chǎn)中的應(yīng)用

生產(chǎn)人造蛋白質(zhì)纖維，蛋白質(zhì)溶液必須經(jīng)過老化過程以增加溶膠的黏度，這樣花費時間長，成本高，而且蛋白質(zhì)濃度低時或蛋白質(zhì)不純時難以紡絲。加入卡拉膠和褐藻膠后，蛋白質(zhì)溶液不須經(jīng)過老化過程，濃度低或沒經(jīng)過純化的蛋白質(zhì)也同樣可用于紡絲，而且還能改善紡成的纖維的強度和吸水性。例如用脫脂后的花生粒作原料，用pH8.5的稀堿液提取蛋白質(zhì)，過濾去渣，濾液中加入適量的卡拉膠和褐藻膠，加熱、放冷，再過濾，溶液的黏度在0.1～0.5Pa·s之間，將此蛋白質(zhì)溶液經(jīng)噴絲頭噴到凝固液中，再水洗，便得到人造蛋白纖維。經(jīng)過壓榨后的大豆、棉子和乳蛋白等也可用于生產(chǎn)人造蛋白纖維。

有了人造蛋白纖維便可以進一步用它生產(chǎn)人造肉，這時卡拉膠用作黏合劑。由于卡拉膠分子上帶有硫酸基，它能與蛋白質(zhì)分子結(jié)合形成絡(luò)合物，從而將蛋白質(zhì)纖維聯(lián)結(jié)在一起，結(jié)成塊狀，形成人造肉。

（六）用于生產(chǎn)水果凍和布丁

卡拉膠因具有獨特的凝膠特性而成為果凍首選的凝膠劑，以卡拉膠制成的水果凍富有彈性且沒有離水性。

（七）用于糖果制造

用卡拉膠生產(chǎn)透明水果軟糖在我國早已有生產(chǎn)，它爽口不黏牙，而且其透明度比用瓊脂做得更好，且價格較低。用于生產(chǎn)一般的硬糖和軟糖，能使產(chǎn)品口感滑爽更富彈性，黏性小，穩(wěn)定性增高。

（八）用于飲料制造

有些水果汁當放置時間稍長時，其中所含的細小顆粒就會下沉，影響外觀，即使經(jīng)過高壓均質(zhì)也不例外。加入卡拉膠作懸浮劑和穩(wěn)定劑，能使細小的果肉顆粒均勻地懸浮在果汁中，大大減緩其下沉的速度，果汁的貨架壽命比用黃原膠的要長。同時，由于卡拉膠的黏度較低，不易造成糊口，并能改進飲用時的口感。

（九）用于罐頭制造

在普通類罐頭以及魚或肉等罐頭中作凝固劑效果都很好。用卡拉膠作凝固劑不受產(chǎn)品含可溶性固形物的含量與pH的限制，無論加糖與否，也不論是在酸性、中性，還是堿性，都可形成凝膠，其適用性比明膠和果膠大。

（十）用于面包、奶油點心制造

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大，面包的特殊風味也逐漸消失，加入卡拉膠（0.012%～0.02%）能增加其保水能力，從而延緩老化。

卡拉膠的發(fā)展

我國《食品添加劑使用衛(wèi)生標準》（GB2760—1996）規(guī)定：卡拉膠可按生產(chǎn)需要適量用于各類食品。聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織食品添加劑專家委員會2001年取消了卡拉膠日允許攝取量的限制，確認卡拉膠是安全、無毒、無副作用的食品添加劑。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。

1844年，卡拉膠首次從海藻中分離出來，工業(yè)生產(chǎn)開始于1930年代，中國早在公元前600年就已經(jīng)使用卡拉膠（杉藻屬）了，而愛爾蘭大約在公元400年使用這種物質(zhì)。

卡拉膠最早在歐美國家廣泛應(yīng)用，目前全世界生產(chǎn)的卡拉膠占海藻提取食用膠的第二位。

近年來，卡拉膠在國內(nèi)外發(fā)展迅速，需求量大增。其獨特性能不能被其他樹脂所代替，使得卡拉膠工業(yè)迅速發(fā)展，現(xiàn)在世界卡拉膠的年總產(chǎn)量已遠超過瓊脂的產(chǎn)量，應(yīng)用前景廣闊。

我國卡拉膠的研究起步較晚，直到1985年才形成真正意義上的卡拉膠工業(yè)化生產(chǎn)，,其中80%用于食品或與食品有關(guān)的工業(yè)。雖然對卡拉膠在食品領(lǐng)域的應(yīng)用研究有很大進展，但是在卡拉膠存在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、定性定量分析以及卡拉膠生物技術(shù)方面的基礎(chǔ)性研究與國際研究水平還存在一定的差距。畢竟我們的工業(yè)化起步晚，差距的縮小并趕超，唯有用心去做就好。