卡拉胶在中性乳饮料中的作用机理

1、产品开发中国孚L>lk卡拉胶在中性乳饮料中的作用机理朱良工林劲松王丹周水明 丛林從龙江乳乳品设计研究院.哈尔滨150086）国家乳业工程技术研究中心培训部）乔M食品工业有限公司北京100075）摘耍卡拉胶能够与牛奶贺白质电称为Kappa酪蛋白的KappaY时in）部分起反应.结果形成三度空间网 状结构，一种凝胶，而在网的内部可捕捉住水、盐类利颗粒.木丈叙述了其作用基理.关健词卡担胶：中性乳饮料:作用机理。© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 产品开

2、发中国孚L>lk© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 产品开发中国孚L>lk一、卡拉胶的结构和凝胶特性1. 卡拉胶的结构R拉胶或称角义菜胶）是用水或碱液提取某 一种红漠纲柿物红海藻）而得到的，它是一种亲 水胶体，主要由半乳糖硫酸酯钾、钠、镁和钙以及 3.6-脱水半乳糖共聚物组成。K拉胶是一种线型半乳聚糖结构，是山半乳糖 歿基交替地通过组成的a Q->3）键和B d->4） 键连接的半乳聚糖。由B Q->4）键连接的半乳糖 主

3、要由3.6-脱水-I）-半乳糖，并部分或全部半乳糖 单位上接有硫酸酯基团。K拉胶有三种主要的结构形式如图1）： 、Kappa型R拉胶：山a Q-*3） -D-半乳 糖-4-硫酸盐键和P 1->4）-3.6-脱水-D- T-乳糖 的部分硫酸酣棊所组成。 、Iota型肚拉胶：所有1）-半乳糖基上的4- 位上衍生有硫酸酯基团和在3.6-脱水-D-半乳糖基 上衍生有2-硫酸酯基团。、Lambda型卡拉胶：在0 0->4） -D-半 乳糖基上有两个硫酸酯，而在a-键合的半乳糖上 4-硫酸盐上有不等虽的2-硫酸盐。在受控条件下凝胶成熨是E拉胶最重要的一种 性质.Kappa和Inta R拉胶的结

4、构使部分的个分 子能形成被称为双螺旋线的结构，这些双螺旋线与 直链分子粘合成三维空间网状的凝胶。Lambda P 拉胶的结构不能形成这样的双螺旋线.卡拉胶的胶凝持性K-型1-3?X-5?HI离子的形响用畀离子凝胶鼓豪的川钾离子凝胶量强的不凝凝胶的类烈微而£公脱水收缩“列性和凝變力.不脱水收缩不；tt弘豆则朋1效应哥无不稳定稳定不稳定R拉胶溶于水不溶于大多数有机溶剂，影响K 拉胶在水中的溶解度的因索有R拉胶的类型、平衡 离了、温度、PH值、以及其它溶解物等。Kappa 型R拉胶系水性和溶解性较圣，钾盐形式的Kappa 熨R拉胶不溶于水，需加热才能使它成为溶液，钠 盐形式的Kappa些卡

5、拉胶易溶解。Iota熨R拉胶的 亲水性和溶解性较好，钾盐形式不溶于冷水。 Lambda型K拉胶及其所有的盐形式都能溶解。2.0%氯化钾就足够阻止Kappa K拉胶在常温下的溶2.匸拉胶的胶凝特性图一卡拉胶三种主耍的结构形式解。50%以上的蔗糖 对Kappa R拉胶水 合作用有影响，而 内三醉必须是非常 大的量才有明显的 影响，当心在的溶 质不止一种时，它们对水合作用的联28 -匸拉胶的溶解速度和溶解度受到在的其它溶 质的影响，主要原因是与E拉胶竞争可用的水，因 此改变了多糖化合物水合作用的状态。无机盐类对 R拉胶影响最大,特别是当阳离子为钾时,1.5% 合影响在通常悄况下是加成的.而知道其个别

6、的效 应就可预料其综合的影响。当PH=9时氏拉胶溶液最稳定,pH <3.5时不 能加热，pHM6时K拉胶溶液能承受剧烈加热。二、卡拉胶与牛奶的作用机理及流变学特性1. 作用机理R拉胶在食品中所遇到的pH范围内都足强负 电性。它可与武他带电的大分子，例如蛋白类相互 起反应产生各种各样的效应：粘度升高、形成稳定 胶体或沉淀作用。K拉胶-蛋白相互反应的结果在 很大程度上由系统的pH值和蛋白质的等电pH值 而定。R拉胶可与牛奶中的K-酪蛋白起作用而形成 匀相的三维空间网状结构，而在网的内部町捕捉住 水、盐类和颗粒。K-酪蛋白足一种蛋白质，有一带正电荷和负电 荷的终端，而It总的电荷性取决于介质的

7、pH值， 在等电点时蛋白质的总电荷是零。K-酪蛋片的等电 点为PH=4.4而低于4.4时蛋白质是止电性，在PH 为4.4以上时蛋白的整体是负电性。W K拉胶带负 电荷，它打介质的pH值无关，在pH值低于4.4时 K-酪蛋白与R拉胶所带电性相反，E拉胶-K-酪责 白络合物将沉淀。在PH值大于4.4时K拉胶与k- 酪蛋白带电相同但不互相排斥，形成稳定的三维网 状结构。牛奶含有大量的钙离C E拉胶与K-酩蛋白 之间反应的一种解释为两分子之间形成钙桥。但这 种理论不能完全解释R拉胶与k-酪蛋白间的相互 反应，因为没有钙离子存在时,忖拉胶上J K-酪蛋 白也起反应。K-酪蛋白足山大量的氨基酸庆约170）

8、组成 的，英中冇些正电荷较梵它的强。在K-酪蛋白的 20和115残留棊之间存在者一个广阔的iE电荷区， 这样的负电荷和正电荷氨皋酸的分布在0-酪蛋白 或iaSl酪蛋白都没幻发现。K-酪蛋白的止电荷还 是足够人的，因而使它与匸拉胶之间仃可能进行静 电相互作用。但K-酪蛋白与R拉胶之间的相互反 应并不是引起乳制品胶凝化的原因R拉胶在冷却 到低于胶凝温度时，部分U拉胶分子与在水系统中 一样形成双螺旋体，然而K-酪蛋白-尺拉胶的相互 反应加强了网状结构，使牛奶系统胶凝所需的K拉 胶虽人人小于使水系统所需的K拉胶屋约为后者 的1/5）。例如在牛奶中0.05%0浓度的Lambda 卡拉胶所能产丫的粘度若在

9、水系统则需要0.5% 1 % 浓度才能产生相类似的效果。2. 流变学特性K-匸拉胶没有触变性，当k- K拉胶水凝胶受 到切变时，它的破坏足不可逆的图2）。图:Kappa卡拉胶水溶液流动曲线图1.50%KaPPa卡拉胶图二 Kappa匸拉胶水溶液粘度曲线图1.50%Kappa匸拉胶但K- R拉胶-牛奶蛋白络合物所生成的弱凝胶 当受到切变力时就断裂了，而流动则变成假塑W- 当切变力减少时凝胶就巫新形成，显示其触变性能图£ lota卡拉胶水凝胶流动曲线图0.30%Iota 2.00%r氯化钠切更压力(巴)10图三Kappa卡拉胶牛奶凝胶流动曲线图0.25%Kappa卡拉胶因此牛奶与K拉胶Z

10、何形成的弱凝胶-低塑变 值 Geld value)足以保证中性乳饮料中固体颗粒 的稳定。例如在朱古力奶中使用0.02%0.03%的 K- R拉胶就可以稳定可可颗粒和脂肪的悬浮液三、结论1. 彭响匸拉胶在水中的溶解度的因索冇K拉胶 的类型、平衡离子、温度、pHffi,以及其它溶解 物等.2. K拉胶在冷却到低于胶凝温度时，使牛奶系 统成胶凝所需的匸拉胶量人人小于使水系统所需的 F拉胶量的为后者的1/5)。3. 在中性奶中使用0.02%0.03%的K- R拉胶就 可以稳定可可颗粒和脂肪浮液。参考文献1. 林构西，防止花生奶分离、沉淀现彖的播施|j。食品匸 业，1998 (2)丘华，解决果奶饮料沉淀

11、的技术关键5J.饮料丁业， 1999 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 产品开发中国孚L>lk© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 产品开发中国孚L>lk© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All

12、rights reserved, 产品开发中国孚L>lk© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 产品开发中国孚L>lk食品配料展”之父一如既往与您相约光大 2003亚洲食品配料及技术展”与上海光大会展中心的不解之缘2003亚洲*品配料及技术廉” (FiA 2003)将于明春3丿J 5 H至3丿7 H 如既往的在上梅光人会展中心与广人业内人 士见面.哑洲贪品配料及技术展”是愉品配料展”在亚洲的系列展那Z 于1998年首次轻陆上海.并IL选择“卜海

13、光大会 展中心”作为展览会场。从此结下了不解Z缘.一年一度的光大Z约，至今已经有五个年头。明春,2003亚洲使品配料及技术展”，将再度选择上海光大会凰中心作为展览会场。同时,我们特别将2003年的展 会捉前至3丿J,选择与"华东进出口断品交易会"6 IJ 1-7 U)同期举办.主办巾位的这-特别安排将匹大程度地为数以万计 的海内外参展商提供时间上的便利，也会给广大参展商创造更多的商机.届时，2003亚洲伐乩配料及技术展再度火爆巾城的 场面，相信会令您有不少收获.中国目前是世界上最大的消费品币场。随誓消费水平的提髙，中恍币场将成为商家关注的焦点.为r让中国的父晶企业 走向世界

14、，为J'让世界f解、接触中M的仅品行业。欧洲博闻何限公诃在上海搽建起了这样一个平台一- W洲金胡配料及 技术展览会”。欧洲购闻冇限公司是W.洲仪乩配料及技术展”的主办单位.该机构足世界上举办伐品配料展最权威的机构.她在16年 前创办了"食品配料展"Fi).该展被业界称为喰品配料展” Z父.如今已经发展成世界匕规模最大，用有影响力的盛会. 其全球系列展会毎年吸引70.000观众，3.000展商奔赴参观参展。”亚洲食胡配料展"是具在亚洲的后裔.五年來，在世界东方的明珠-上海，以其权威性、国际性、&业性熹得广人业内 人L的好评.迅速成长为亚洲笫一、世界第二"的名牌展会，使得FiA也成为-个响亮的晶牌除入人心.业内企业都以参加 W洲仅血配料及技术展”为荣.11前.明年的展会已有趙过十笫个国家和地区的数百家中外企业报名参加，而忖