角叉萊膠，又名角叉菜膠、鹿角藻膠、愛爾蘭苔菜膠、卡拉膠，是由半乳糖及脫水半乳糖所組成的多糖類硫酸酯的鈣、鉀、鈉、銨鹽。由於其中硫酸酯結合形態的不同，產生了7種主要類型的角叉萊膠：κ-型、ι-型、λ-型、γ-型、ν-型、ξ-型、μ-型。
基本介紹
- 中文名：角叉萊膠
- 外文名：Carrageenan
- 別稱：角叉菜膠、鹿角藻膠、卡拉膠
- CAS：11114-20-8
化學結構,類型,性狀,物理性質,溶液性質,酸穩定性,凝膠特性,化學特性,套用,
化學結構
由硫酸基化的或非硫酸基化的半乳糖和3，6-脫水半乳糖通過α-1，3糖苷鍵和β-1，4鍵交替連線而成，在1，3連線的D半乳糖單位C4上帶有1個硫酸基。分子量為20萬以上。
分子式：（C12H18O9）n。
類型
角叉萊膠，又名角叉菜膠、鹿角藻膠、愛爾蘭苔菜膠、卡拉膠，是由半乳糖及脫水半乳糖所組成的多糖類硫酸酯的鈣、鉀、鈉、銨鹽。由於其中硫酸酯結合形態的不同，產生了7種主要類型的角叉萊膠：κ-型、ι-型、λ-型、γ-型、ν-型、ξ-型、μ-型。工業主要生產和使用的是前三種。
性狀
角叉萊膠為白色或淺褐色顆粒或粉末，無臭或微臭，口感粘滑。溶於約80℃水，形成粘性、透明或輕微乳白色的易流動溶液。如先用乙醇、甘油或飽和蔗糖水溶液浸濕，則較易分散於水中。與30倍的水煮沸10min的溶液，冷卻後即成膠體。與水結合粘度增加，與蛋白質反應起乳化作用，使乳化液穩定。
物理性質
不同類型的角叉萊膠的增稠和膠凝性質有很大的不同。例如，κ型角叉萊膠與鉀離子形成的堅硬的凝膠，而ι和λ只有輕微影響。ι型角叉萊膠與鈣離子相互作形成柔軟，富有彈性的凝膠，但是鹽對於λ型角叉萊膠的性質沒有影響。在大多數情況下，λ型與κ型在牛奶系統中一同使用獲得一種懸浮液或奶油凝膠。角叉萊膠及其混合物提供大量的有利物質導致產生大量範圍廣泛而複雜的商業產品以滿足獨特的綜合性能最適合特定的套用。
溶液性質
所有的角叉萊膠都溶於熱水，但只有κ型和ι型的鈉鹽溶於冷水。通常在食品中的鹽濃度並不能對λ型角叉萊膠產生效果;粘度在冷水和牛奶中，雖然獲得較高的粘度，如果溶液是加熱和冷卻。λ型角叉萊膠溶液當加壓或攪拌時會形成假塑性或剪下變稀的溶液。這些溶液通常用於增稠，尤其是在奶製品，以提供非粘性的，滑膩的質地的體系。
溫度是一個重要的因素來確定在食品體系中使用哪種類型的角叉萊膠。所有的角叉萊膠水合物適用於高溫並且κ型和ι型尤其表現出低流動性的粘度。冷卻時，這些角叉萊膠在40-70 ℃之間形成的一系列凝膠的類型取決於角叉萊膠的種類和陽離子的濃度。
酸穩定性
當角叉萊膠溶液在PH值4.3，加熱的情況下會失去粘度和凝膠強度。這是由於角叉萊膠在低PH值時發生水解，將3,6-脫水-D-半乳糖的連線斷開（Hoffmann等，1996）。在高溫和低陽離子濃度下，水解程度增加。然而，一旦溶液的溫度低於凝膠溫度，鉀離子可與角叉萊膠上的硫酸鹽基團結合，這樣可以阻止水解現象的發生。
為了儘量減少水解的影響，建議，在可能的情況下，角叉萊膠應在中性條件下處理，並且酸應在食品存放和灌裝前立即添加。在酸性食物中，角叉萊膠應在生產結束前添加以避免聚合物過度的分解。
凝膠特性
κ型和ι型角叉萊膠的熱溶液在陽離子存在條件下，冷卻到40-70 ℃，形成一系列的凝膠質感，熱門的解決方案。角叉萊膠凝膠表現出滯後性，環境和熔融溫度之間的差異。這些凝膠在室溫下穩定，但加熱為凝膠溫度的5 – 20℃以上時熔融。冷卻時，一個中性的體系會形成相似的凝膠性質。必須記住，在酸性產品中，凝膠強度和質地可通過加熱和冷卻的水解作用影響。
一個食品體系中的離子成分對於角叉萊膠的有效利用是非常重要的。例如，κ型角叉萊膠與鉀離子作用，形成硬且脆的凝膠。ι型角叉萊膠選擇鈉離子在相鄰鏈間形成橋樑，得到典型的柔軟有彈性的凝膠。
這些離子的存在，對角叉萊膠的水化溫度，和它的環境和熔化溫度也有戲劇性效果。例如，ι型角叉萊膠在水中的環境溫度下會水解，但加入鹽可提高凝膠點以致溶液轉化成具有明顯發生點的可逆性凝膠，在冷沙拉醬生產中被開發利用的性質。
化學特性
溶解性：不溶於冷水,但可溶脹成膠塊狀,不溶於有機溶劑，易溶於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。
協同性：與刺槐豆膠、魔芋膠、黃原膠等膠體產生協同作用，能提高凝膠的彈性和保水性；
健康價值：角叉萊膠具有可溶性膳食纖維的基本特性，在體內降解後的角叉萊膠能與血纖維蛋白形成可溶性的絡合物。可被大腸細菌酵解成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。
套用
角叉萊膠穩定性強，乾粉長期放置不易降解。它在中性和鹼性溶液中也很穩定，即使加熱也不會水解，但在酸性溶液中（尤其是pH值≤4.0）角叉萊膠易發生酸水解，凝膠強度和黏度下降。值得注意的是，在中性條件下，若角叉萊膠在高溫長時間加熱，也會水解，導致凝膠強度降低。所有類型的角叉萊膠都能溶解於熱水與熱牛奶中。溶於熱水中能形成黏性透明或輕微乳白色的易流動溶液。角叉萊膠在冷水中只能吸水膨脹而不能溶解。
基於角叉萊膠具有的性質，在食品工業中通常將其用作增稠劑、膠凝劑、懸浮劑、乳化劑和穩定劑等。而這些角叉萊膠的生產套用與其流變學特性有著較大的關係，因而準確掌握角叉萊膠的流變學性能及其在各種條件下的變化規律對生產具有重要的意義。
