华东理工大学食品添加剂和配料研究组  于文建, 胡国华*

        可得然胶，也称凝结多糖（Curdlan,多糖PS-140），又称凝结胶、凝胶多糖、热凝胶，是由微生物产生的，以β-1，3糖苷键构成的水不溶性葡聚糖，是一类将其悬浊液加热后既能形成硬而有弹性的热不可逆性凝胶又能形成热可逆性凝胶的多糖类的总称。华东理工大学食品添加剂和配料研究组结合十几年来对可得然胶的研究，下面论述其凝胶特性。

（一）凝结多糖的成胶条件

  　热凝胶可以在多种因素的作用下形成凝胶，要得到符合需要的弹性凝胶。可以通过以下几种途径。

 1.加热成胶

 热凝胶不溶于水，在使用前先要将其均匀分布于溶液中。将一定量的热凝胶粉末混溶于水中，经均质得到其悬浊液。悬浮液被加热时，在不同的温度下会形成具有不同性质的凝胶。当热凝胶的水悬浮液被加热至温度超过54，溶液会逐渐变得清澈透明，温度升高至63然后冷却至40以下便可以形成凝胶；如果对60的溶液继续加热，会发现当温度升高到80后，溶液透光度逐渐降低并形成凝胶。这种胶在高温下亦可以保持良好的凝胶状态，即使加热到120也不会回复至液态。对两种凝胶进行比较发现：第一种胶是可逆的，加热后（54～78）可以融化，其强度较低，性质介于琼脂的脆性与明胶的弹性之间，因此被称为低固定胶(1ow-set gel，或称低强度凝胶、低硬化凝胶)；第二种凝胶与琼脂不同，它是不可逆的，结构坚实并具有高弹性。即使加热至130也不会回复至液态，被称为高固定胶（high-set gel，或称高强度凝胶、高硬化凝胶)。热凝胶在食品领域的应用主要是基于其第二种凝胶的特性。

 研究者观察到高固定胶在140～160会急剧地融化，确切的融化温度与热凝胶的浓度及聚合度有关：热凝胶的浓度越高，融化温度就越高；随着热凝胶聚合度的升高，融化温度升高。进一步研究观察到：将胶融化后得到的溶液重新冷却时，在136变得浑浊，并重新形成凝胶，该凝胶直到加热至180时才融化，而且这种胶比原来的胶有更高的强度。

2.中和成胶

    热凝胶溶于NaOH溶液中会形成清澈的溶液。当向一定浓度的热凝胶碱性液中加酸中和时，随加入酸量的增加，清澈的溶液逐渐变成凝胶。这种非加热凝胶具有可逆性，其凝胶强度较高而脱水率较低。

3.透析成胶

    当热凝胶的碱性液被透析时也会形成凝胶。这种凝胶的形成可以认为是热凝胶溶解过程的反过程，形成的凝胶强度也较低。热凝胶虽然不溶于水，但可以溶于碱液，当热凝胶的碱性液用水透析时，随着碱浓度的降低，溶液会逐渐形成凝胶。这种非加热凝胶也具有可逆性。华东理工大学食品添加剂和配料研究组认为，由于该凝胶不含中和反应产生的无机盐类，因此这种方法适合于制作不含无机盐的食品。

4.添加碱金属盐

     许多胶凝剂在加入一定的盐溶液时会形成凝胶或改善凝胶的强度。如：褐藻胶随着阳离子的加入，溶液逐渐增稠并形成凝胶；卡拉胶在加入K⁺时，形成的凝胶强度会增加。同样，热凝胶的碱性溶液在加入Ca²⁺等碱金属盐溶液时也会形成凝胶。当热凝胶在3～7mol／L的尿素水悬浮液中冷却时，或向弱碱性溶液中加入Ca²⁺，都会形成凝胶。

    将上述任何一种非加热凝胶夹在两板间压去部分水分，可得到干燥的薄片。这种薄片吸水后形成再生凝胶，且再生凝胶的强度比干燥的的强度高，这种干燥薄片易吸水形成凝胶的性质，作为凝胶用食品原料具有一定的意义．

（二）凝结多糖的凝胶特性

 凝结多糖的悬浮液经加热就可形成无色、无味道、无气味的凝胶，它不同于一般的胶凝剂，除加热外还需要其它条件使之形成凝胶(如加热后冷却，Ca²⁺ 的存在，或特定的pH值和蔗糖浓度)。凝胶多糖这种独特的凝胶特性，使它在食品工业中具有特殊用途。

    前面已叙述，凝结多糖根据加热的温度不同可形成两种不同性质的凝胶。将它的水分散液(2％以上)加热到54～80，然后降温到40，可形成一种热可逆的低强度凝胶，重新加热到70胶会再溶解，这一性质类似琼脂。如果将凝胶多糖加热到80以上(80～130)几分钟．即形成一种热不可逆的高强度凝胶，冷却到室温后重新加热也不会溶解。

形成的热不可逆凝胶室温下质感较脆硬，加热蒸煮时硬度下降，弹性不会下降，久煮不会溶解或软烂。华东理工大学食品添加剂和配料研究组认为，与其它的食品凝胶相比它有如下突出特性：

1.高热稳定性

 凝胶的熔点高达140～160，在130长时间加热不破坏胶质，也不会象蛋白凝胶一样因加热而发生颜色加深现象和性质的改变，仅高浓度Ca²⁺形成的结冷胶具有这种高热稳定性，从而凝胶多糖特别适合应用于高温杀菌食品和高温下要求保持形状的食品。

2.优良的耐冷冻-解冻性

卡拉胶和琼脂凝胶经冷冻-解冻后失去凝胶里海绵状结构、而凝结多糖仍保持凝胶、但会发生脱水收缩，同时凝胶强度加大，使它可以用在冷藏食品中。

3.成胶条件单一

凝结多糖仅需要加热到80 以上即可成胶。卡帕型的卡拉胶和结冷胶必需加热冷却后才形成凝胶，并且在凝胶过程中要控制金属离子的种类与浓度才能形成合适的凝胶．而凝胶多糖不受盐离子的影响，也不象果胶一样要求特定的pH值和糖浓度。凝胶多糖还具有其它功能性：如耐酸碱性，它可以在很宽的PH范围(2～10)内不被破坏。

4.脂肪包容性

      华东理工大学食品添加剂和配料研究组认为，凝胶多糖的凝胶具有极强的包油性。将3％凝胶多糖与各种浓度的玉米油混合液均质并在95，10min加热后，随含油量的增加，其凝胶强度和脱水率均降低。当含油量达到24％时，凝胶在生成过程和生成后仍不发生油分离，将含油凝胶夹在两板间压榨，仅能除去部分水分，油仍然残留在干燥物中，含量可达85%，并且此干燥物易吸水而恢复凝胶状态。

另外，β-蒎烯、沉香醇等樟脑类物质和脂溶性维生素均可包埋于凝胶多糖凝胶中，都可以得到除水后的干燥物，而这些疏水性物质并不受到损失。凝胶多糖可作为良好的包载食品素材和营养物质的材料。   

5.脱水收缩性  

     凝胶中的水分子以不同的形式存在，有的水分子以结合水的形式与凝胶物质的分子形成较紧密的联系，水分子可以长时间地保持稳定；有的水分子以游离状态存在于凝胶分子之间，故凝胶在保存一段时间后都会有脱水现象发生。

研究发现制备凝胶的温度、储藏温度、pH值和一些物质的存在影响凝胶的脱水收缩程度。发现在80的加热条件下形成的凝胶的脱水率比95下形成的凝胶的脱水率低得多，这可能是后者存在某些未知的分子间的相互作用加剧了凝胶的脱水收缩；凝胶的脱水率受保藏温度的影响很大，保藏于40的凝胶比5下保藏的凝胶脱水率低得多，这可能是因为低温下氢键的形成强烈地加强了脱水作用。pH值对脱水收缩程度也有影响，在pH3.5～5.0范围内脱水率最小且几乎无变化。某些添加物会影响凝胶的脱水收缩，如添加20％的蔗糖可显著抑制脱水收缩，加入大于40％的蔗糖后不发生脱水收缩。 

另外，研究人员还研究了各种果汁对热凝胶产品脱水收缩的影响，结果发现：苹果汁、葡萄汁和红茶可以减轻凝胶脱水，这可能是因为单宁和各种酚类物质能抑制脱水收缩，而且凝结多糖和单宁形成络合物可除去果汁中的单宁。研究发现，添加淀粉和蔗糖可以有效地降低脱水率，随着谷物淀粉加入量的增加，凝胶的脱水率下降，当淀粉质量分数达到10％时，热凝胶在4保存20h或经冷冻-融化处理后几乎不脱水。脱水收缩是凝胶多糖的主要缺点，在复杂的食品体系中这种作用可被削弱。如牛奶、豆奶和淀粉都能使凝胶强度下降，同时抵制脱水收缩作用。

                           —部分内容摘自《功能性食品胶》（第二版），化工出版社，胡国华主编，有修改。

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