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功能性食品功能性食品胶综述摘要: 食品胶对食品工业的发展十分重要，从食品胶体这几十年来在国内外的发展历程来看，其重要性与日俱增，相当数量和种类的加工食品若要进一步提高其感官品质和质量，都离不开食品胶体在其中的有效应用。本文章系统介绍食品胶定义、分类、组成、功能特性与作用机理及其在食品工业中应用,并展望其发展趋势,为进一步研发食品胶在食品中的应用提供理论参考。关键词:食用胶；功能特性；应用食品胶是一类高分子量亲水性生物聚合物,作为功能性组分被广泛应用于食品工业，相当数量和种类的加工食品若要进一步提高其感官品质和质量，都离不开食品胶体在其中的有效应用。同时，不少天然产物（包括植物、动物及微生物食品原料）要顺利地加工成合适的食品，也往往要靠食品胶体的功能特性来完成，因而对于食品工艺技术的提高和食品工业的快速发展都有着显著的推动作用。正因为如此有关食品胶的研究和开发一有以来都是食品配料行业中十分活跃的领域，尤其是在食品业比较发达的美国、日本及西欧等国家和地区更是这样，在每一天中，利用食品胶开发出的新产品、获得的专利都很可能数以千计。因此，食品胶是在食品工业中有着广泛用途的一类重要的食品添加刘。一、 食品胶的定义 食品的六大基本组分为水、脂肪、碳水化合物、蛋白质、维生素和矿物质。用于食品加工的碳水化台物中一个重要的部分是由以单糖为基本组成单位，按一定方式排列而成的聚合物，即多糖，而绝大部分食品胶就是由多糖组成的。 食品胶通常是指溶解于水中，并在一定条件下能充分水化形成黏稠、滑腻和胶冻液的大分子物质，在加工食品中可以起到提供增稠、增黏、黏附力、凝胶形成能力、硬度、脆性、紧密度、稳定乳化、悬浊体等作用，使食品获得所需要各种形状和硬、软、脆、黏、稠等各种感，所以也常称作食品增稠剂、增联剂、胶凝剂、稳定剂、悬浮剂、食用胶、胶质等，因食品胶一般都属亲水性高分子化合物，可水化而形成高黏度的均相液，故亦称亲水胶体。二、 食品胶的分类食品胶体广泛分布于自然界，按其来源一般可分为：来自作物或植物籽实体，如瓜儿 豆胶，刺槐豆胶等；来自植物果仁的罗望子胶及木瓜籽胶等，来自树木分泌物的树胶，如阿拉伯胶、刺梧桐胶等；从植物果皮中提取的果胶；来自植物的茎块如魔芋胶；从植物树干中萃取的，如落叶松胶；以及从植物叶子，如蔬菜和芦荟叶中提取的黏质多糖；从海藻中提取的琼脂、卡拉胶、海藻酸钠等；微生物的代谢产物如黄原胶、结冷胶等；以及用天然大分子再经化学改性的变性淀粉、羧甲基纤维素及其衍生物、聚乙烯聚吡咯烷酮等，来自甲壳类如虾、蟹的甲壳宗等。迄今为止，世界上用于食品工业的食品胶已有50种左右，为了更方便地研究和记忆它们，有必要将它们合理分类。我国的杨湘庆等在食品胶和工业胶手册一书中将食品胶和工业胶分为三类：一类为天然食品胶和工业胶，一类为半合成食品胶和工业胶，另外一类为合成食品胶和工业胶；黄来发等在食品增稠剂一书中将食品增稠利分为四类，分别是：1、由植物渗出液制取的增稠剂；2、由植物种子、海藻制取的增稠剂；3、由含蛋白质的动物原料制取的增稠剂；4、以天然物质为基础的半合成增稠剂。在以上基础上，对于食品胶的分类，依据科学合理兼顾易于辨别区分的原则，我们将食品胶分为下面五类。第一类：内植物渗出液、种子、果皮和茎等制取获得的食品胶（简称“植物胶”）；第二类：由含蛋白质的动物原料制取的食品胶（简称“动物胶”）；第三类：由微生物代财产物中获得的食品胶（简称“微生物胶”）；第四类：由海藻制取获得的食品胶（简称“海藻胶”）；第五类：以天然物质为基础经化学合成、加工修饰而成的食品胶（简称“化学改性胶”）；除了一般可按来源分类外，还可按其用途分类，食品胶又可被分类为增稠剂和胶凝剂。主要的增稠剂为黄原胶、瓜尔豆胶、羧甲基纤维素、刺槐豆胶等，实际上几乎所有的食品胶都具有增稠的作用；主要的胶凝剂包括明胶、琼脂、海藻酸钠、结冷胶、卡拉胶和果胶等，具有胶凝作用的食品胶只占了其中的一部分。三、 食品胶的一般组成与结构食品胶主要成分是多糖类或蛋白质的大分子物质。多糖类食品胶，基本组成是单糖及其衍生物，化学结构是以单糖为单位形成的大分子多糖，因单糖种类、聚合度、糖单元之间的键连及排列方式、糖单元上羟基取代情况等各异，产生不同功能特性,主要体现在溶解性、黏度、流体特性、胶溶液对酸碱及温度的稳定性，成胶冻能力及凝胶强度、胶溶液对其他电解质的兼容性、假塑性及各种多糖之间协同互补等方面。蛋白质类食品胶，一般由氨基酸构成，因种类、数量与空间结构排列直接影响与制约着其功能特性。四、 食品胶的功能特性 1、凝胶作用食品胶凝胶的作用,是亲水胶体在氢键、电场极化力或溶液中的某些高价离子的键桥作用下，其长链分子相互交联而形成并将液体缠绕固定在内的三维连续式网络，获得坚固严密的结构以抵制外界压力而最终阻止体系的流动。三维网络的缠绕度、分子交联的数量和属性形成网络各单元的相互吸引和排斥以及与不同溶剂作用的差异等形成了各种食品胶的不同胶凝特性。某些食品胶单独存在时不具胶凝性,但与其它胶复配却呈现出增稠和凝胶协同效应。2、增稠作用几乎所有食品胶因其分子发生水化作用而具有增稠作用。不同种类食品胶因其自身结构产生不同增稠和流变特性，同一种食品胶，相对分子质量越大，相同质量浓度的体系黏度就越大。食品胶黏度随其浓度增大出现不同程度增加，,呈现一定正相关性,但与体系温度呈负相关，一般温度升高，黏度下降；温度下降,黏度上升。食品胶溶液受体系电解质、pH、压力的影响呈现出明显不同的变化规律，主要与食品胶分子本身结构差异有关。3、膳食纤维功能绝大数食品胶应用于食品中还能发挥膳食纤维的功能保健作用。近年来,国内外对多糖类食用胶作为膳食纤维生理作用的研究报道较多,如瓜尔豆胶、果胶、魔芋胶、壳聚糖和黄原胶等，它们作为膳食纤维都有着显著的生理功效。食品胶作为脂肪取代物较广泛地应用于低脂食品、疗效食品和保健食品的生产中。目前脂肪取代物大部分是以食品胶为主要原料或以食品胶体为关键成分。4、结晶控制作用食品中许多重要性质如形状、光亮度、咀嚼性和融化性等都与晶体结构直接相关。食品胶对结晶作用有3种方式：相容性：与晶体结合，且依附在增长的晶体表面，改变晶体正常的增长方式；竞争性：与晶体相互竞争形成结晶；结合性：与其它物质结合，进而影响晶体增长。因此，用于糖果、乳制品、冷冻食品中，能提高膨胀率，降低冰晶析出的可能性，可使产品口感细腻，提高抗融性和保藏稳定性，改善体系形体和组织结构。5、泡沫形成作用食品胶可发泡，形成网络结构，其溶液在搅拌时可包含大量气体，并因液泡表面黏性增加使其稳定。利用蛋白受热变性,把食品胶与热糖浆混合搅拌再冷却可实现泡沫的稳定化，或是利用卡拉胶、海藻酸钠或刺槐豆胶等的凝胶反应，也可形成稳定泡沫产品。6、其他功能食品胶还有些其他功能，包括悬浮分散作用、乳化稳定作用、被膜剂和胶囊作用、香精固定作用、保水稳定作用、膨松膨化作用等。五、 食品胶在食品工业中的应用1、 在肉制品中的应用食品胶添加到肉制品中不仅能够改善肉制品食用品质， 如颜色、风味、质地、保水性等功能特性，还能降低生产成本，具有巨大市场应用前景和实际生产价值。卡拉胶应用在斩拌型高温火腿肠中能改善产品质构和切片性，增强肉蛋白凝胶性，提高保水性，降低出油性等优点。 2、在冷冻食品中的应用食品胶添加到冷冻食品中,可提高黏度，改善凝胶性，防止或抑制微粒冰晶增大，延缓冰渣出现，改善口感、内部结构和外观状态，提高体系稳定性和抗融性。陈洁等研究表明，通过添加瓜尔胶、果胶、黄原胶和CMC制作速冻水饺，对其品质都有明显改善作用，其中黄原胶增大煮后硬度与饺皮强韧性、降低破肚率效果最好，还能明显降低冻裂率；CMC降低冻裂率效果最好；适量果胶能明显降低蒸煮损失；0.2%瓜尔胶对冻裂率和破肚率改善效果较好。3、在凝胶糖果中的应用凝胶糖果因咀嚼性好、有咬劲、不黏牙、不易蛀齿、低甜度、低热量等特点,已成为开发糖果的新热点。选择线型胶粒的食品胶结成大空隙网状结构，通过吸附较多填充物,使软糖富有弹性和韧性。郭明勋等研究表明,明胶能控制糖结晶体变小，并防止糖浆中油水相对分离；添加到软糖中，其分子间相互吸引并交织形成网状结构，使糖分和其他物质完全与明胶分子成为一个共同体凝胶体，赋予柔软质构,且能承受较大负荷不变形。4、在饮料食品中的应用琼胶、黄原胶是饮料食品良好增稠和悬浮稳定剂，其用量少，在低浓度下即可达到所需的黏度和悬浮力，而且受温度和pH值影响相对较小，在室温下能保持黏度和悬浮力相对稳定性，保持饮料食品口感和外观。研究报道，0.1%海藻酸丙二醇酯应用到果汁中，不但可提高果肉稳定性，使果汁滋味厚实，口感更佳，且对果汁中的油类成分也起到稳定作用。六、 展望中国食品胶的发展总体上仍处于起步阶段。随着当前食品添加剂“天然、营养和多功能”的发展潮流，现代生物技术（如酶工程、基因工程）的成熟运用，食品胶功效性的全面开发将成为可能。深入研究食品胶的“构效关系”与其作用机理和复合型食品胶将是今后研究的重点。主要参考文献：1、 黄来发.食品增稠剂M.北京:中国轻工业出版社, 20092、 胡国华.功能性食品M.北京:化学工业出版社, 20043、 郝利平,夏延斌,廖小军,等.食品添加