卡拉胶[卡拉胶]

基本概述

中文名称：卡拉胶

卡拉胶彩色分子结构图

中文同义词：爱尔兰苔浸膏；角叉胶；角义（菜）胶；卡拉胶；角叉（菜）胶；角叉菜胶；鹿角菜胶；Λ-爱兰苔胶

英文名称：carrageenAN

英文同义词：3,6-anhydro-d-galactan；aubygelgs；aubygumdm；burtonitev-40-e；carastay；carastayc；carrageen；carrageenangum

CAS号：9000-07-1

分子式：NULL

分子量：0

EINECS号：232-524-2

相关类别：食品添加剂；增稠剂；增稠剂和胶凝剂

Mol文件：MolFile

介绍

卡拉胶

卡拉胶的词源来自爱尔兰的海滨城镇卡拉金。卡拉胶存在于许多种红藻类，如角叉菜、麒麟菜、杉藻、沙菜和银杏藻等的细胞壁中。

卡拉胶的利用起源于数百年前，在爱尔兰南部沿海出产一种海藻，俗称为爱尔兰苔藓（IrishMoss），现名为皱波角藻（Chondruscrispus）,当地居民常把它采来放到牛奶中加糖煮，放冷凝固后食用。18世纪初期，爱尔兰人把此种海藻制成粉状物并介绍到美国，后来有公司开始商品化生产，并以海苔粉（seamossfarina）的名称开始销售，广泛用于牛奶及多种食品中。19世纪美国开始工厂化提炼卡拉胶，到19世纪40年代卡拉胶工业才真正在美国发展起来。我国在1973年在海南岛开始有卡拉胶生产。

化学结构

卡拉胶

由硫酸基化的或非硫酸基化的半乳糖和3，6-脱水半乳糖通过α-1，3糖苷键和β-1，4键交替连接而成，在1，3连接的D半乳糖单位C4上带有1个硫酸基。分子量为20万以上。

分子式：（C12H18O9）n

结构式:

类型

卡拉胶，又名角叉菜胶、鹿角藻胶、爱尔兰苔菜胶，是由半乳糖及脱水半乳糖所组成的多糖类硫酸酯的钙、钾、钠、铵盐。由于其中硫酸酯结合形态的不同，产生了7种主要类型的卡拉胶：κ-型、ι-型、λ-型、γ-型、ν-型、ξ-型、μ-型。工业主要生产和使用的是前三种

。

性状

卡拉胶为白色或浅褐色颗粒或粉末，无臭或微臭，口感粘滑。溶于约80℃水，形成粘性、透明或轻微乳白色的易流动溶液。如先用乙醇、甘油或饱和蔗糖水溶液浸湿，则较易分散于水中。与30倍的水煮沸10min的溶液，冷却后即成胶体。与水结合粘度增加，与蛋白质反应起乳化作用，使乳化液稳定

。

物理性质

彩色分子结构图

不同类型的卡拉胶的增稠和胶凝性质有很大的不同。例如，κ型卡拉胶与钾离子形成的坚硬的凝胶，而ι和λ只

有轻微影响。ι型卡拉胶与钙离子相互作形成柔软，富有弹性的凝胶，但是盐对于λ型卡拉胶的性质没有影响。在大多数情况下，λ型与κ型在牛奶系统中一同使用获得一种悬浮液或奶油凝胶。卡拉胶及其混合物提供大量的有利物质导致产生大量范围广泛而复杂的商业产品以满足独特的综合性能最适合特定的应用。

一、 溶液性质

所有的卡拉胶都溶于热水，但只有κ型和ι型的钠盐溶于冷水。通常在食品中的盐浓度并不能对λ型卡拉胶产生效果;粘度在冷水和牛奶中，虽然获得较高的粘度，如果溶液是加热和冷却。λ型卡拉胶溶液当加压或搅拌时会形成假塑性或剪切变稀的溶液。这些溶液通常用于增稠，尤其是在奶制品，以提供非粘性的，滑腻的质地的体系。

温度是一个重要的因素来确定在食品体系中使用哪种类型的卡拉胶。所有的卡拉胶水合物适用于高温并且κ型和ι型尤其表现出低流动性的粘度。冷却时，这些卡拉胶在40-70 ℃之间形成的一系列凝胶的类型取决于卡拉胶的种类和阳离子的浓度。

二、酸稳定性

当卡拉胶溶液在PH值4.3，加热的情况下会失去粘度和凝胶强度。这是由于卡拉胶在低PH值时发生水解，将3,6-脱水-D-半乳糖的连接断开（Hoffmann等，1996）。在高温和低阳离子浓度下，水解程度增加。然而，一旦溶液的温度低于凝胶温度，钾离子可与卡拉胶上的硫酸盐基团结合，这样可以阻止水解现象的发生。

为了尽量减少水解的影响，建议，在可能的情况下，卡拉胶应在中性条件下处理，并且酸应在食品存放和灌装前立即添加。在酸性食物中，卡拉胶应在生产结束前添加以避免聚合物过度的分解。

三、凝胶特性

κ型和ι型卡拉胶的热溶液在阳离子存在条件下，冷却到40-70 ℃，形成一系列的凝胶质感，热门的解决方案。卡拉胶凝胶表现出滞后性，环境和熔融温度之间的差异。这些凝胶在室温下稳定，但加热为凝胶温度的5 – 20℃以上时熔融。冷却时，一个中性的体系会形成相似的凝胶性质。必须记住，在酸性产品中，凝胶强度和质地可通过加热和冷却的水解作用影响。

一个食品体系中的离子成分对于卡拉胶的有效利用是非常重要的。例如，κ型卡拉胶与钾离子作用，形成硬且脆的凝胶。ι型卡拉胶选择钠离子在相邻链间形成桥梁，得到典型的柔软有弹性的凝胶。

这些离子的存在，对卡拉胶的水化温度，和它的环境和熔化温度也有戏剧性效果。例如，ι型卡拉胶在水中的环境温度下会水解，但加入盐可提高凝胶点以致溶液转化成具有明显发生点的可逆性凝胶，在冷沙拉酱生产中被开发利用的性质。

化学特性

卡拉胶

● 溶解性：不溶于冷水,但可溶胀成胶块状,不溶于有机溶剂，易溶于热水成半透明的胶体溶液(在70℃以上热水中溶解速度提高；

● 胶凝性：在钾离子存在下能生成热可逆凝胶；

● 增稠性：浓度低时形成低粘度的溶胶,接近牛顿流体，浓度升高形成高粘度溶胶，则呈非牛顿流体。

● 协同性：与刺槐豆胶、魔芋胶、黄原胶等胶体产生协同作用，能提高凝胶的弹性和保水性；

● 健康价值：卡拉胶具有可溶性膳食纤维的基本特性，在体内降解后的卡拉胶能与血纤维蛋白形成可溶性的络合物。可被大肠细菌酵解成CO2、H2、沼气及甲酸、乙酸、丙酸等短链脂肪酸，成为益生菌的能量源。

应用

卡拉胶广泛应用于食品工业、化学工业及生化、医学研究等领域中。卡拉胶具有形成亲水胶体，凝胶、增稠、乳化、威膜、稳定分散等特性，因而被广泛应用于乳制品、冰淇淋、果汁饮料、面包、水凝胶（水果冻）、肉食品、调味品、罐头食品等方面。可调配成果冻粉、软糖粉、布丁粉、爱玉粉、西式火腿调配粉等。其独特性能是不能被其它树脂所代替，使得卡拉胶工业迅速发展，现在世界卡拉胶的年总产量已远远超过琼脂的产量。

卡拉胶的水溶性很好，在70度开始溶解，80度则完全溶解。干的粉状卡拉胶很稳定，长期放置不会很快水解，比果胶或褐藻胶等糖的稳定性好的多。卡拉胶在中性和碱性溶液中也很稳定，即使加热也不水解。由于卡拉胶的诸多物理化学特性，令人满意的弹性，透明度及溶解性能扩展了卡拉胶应用范围；安全无毒的特性已被联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会（UECFA）所确认。因此近年来，卡拉胶在国内外发展迅速，需求量大增。

卡拉胶可用作食品、医药和化妆品的胶粘剂、增稠剂、乳化剂和稳定剂，以及细菌培养基、治胃溃疡的药剂、抗血凝剂、降血脂剂和缓泻剂等。还可用作感光乳剂和感光乳剂层的抗静电剂，以及固定化酶载体和细菌的包埋材料。

角叉胶具有形成亲水胶体、凝胶、增稠、乳化、成膜、稳定分散体等特性，因而广泛用在食品工业、日化工业及生化、医学研究等领域中。在食品工业应用中，在水果汁中加入角叉胶可使细小的果肉颗粒均匀悬浮在果汁中，大大减缓下沉时间，并可改进口感；在可可麦乳精中，可使可可粉均匀分散在牛奶中；在冰淇淋中加入少量角叉胶，可使其细腻、润滑、可口，放置时不易融化；在有花样和文字、图案装饰的蛋糕中，在奶油中加入角叉胶，可使花纹成型好，且不易变形或压塌；面包中加入角叉胶后，能增加其保水能力，从而延缓变硬，保持新鲜；在果酱和鱼、肉等罐头中用角叉胶作凝结剂的效果很好。角叉胶在洗涤剂、化妆品等日用化工等方面也有一定应用。例如，加入角叉胶的洗涤剂，对防止再被沾污的作用，比甲基纤维素好；在液体洗涤剂中，能改善其分散和贮存性能；在化妆品中，由于角叉胶易被皮肤吸附，因此可与甘油等混用制成润肤剂；在一些乳液和洗发香波中可作为乳化剂，使产品润滑柔软，乳液的稳定性也得到改善。在感光材料应用中，角叉胶可代替明胶作感光剂，也可加在明胶乳剂中作抗静电剂。在医药工业中它也有一定的应用，可作药膏剂，不沾污衣服，易洗净；药品赋形剂，特别是用于含胺基药物的赋形剂效果更佳，因为它与角叉胶中的的硫酸基结合成盐，然后在体内缓慢释放。另外，在皮革工业、陶瓷工业、纺织工业和造纸工业等方面都有一定程度的应用。在生物化工领域内，角叉胶是一种很好的固定化酶载体。用这种载体可生产很多产品。

在洗涤剂、化妆品等日化工业方面的应用，加入角叉菜胶的洗涤剂,对防止再被沾污的作用,比甲基纤维素好。在液体洗涤剂中,能改善其分散和贮存性能。在化妆品中,由于角叉菜胶易被皮肤吸附,因此可与甘油等混用制成润肤剂。在一些乳液及洗发香波中可作为乳化剂,使产品润滑柔软,乳液的稳定性也得到改善。

在食品中的应用

冰淇淋(雪糕)：预防乳清分离、延缓溶化。

甜果冻、羊羹：胶凝剂。

肉制品：增稠保水、肪止脱液收缩，粘结剂，提高产品的切片性、弹性。

巧克力牛奶：悬浮，增加质感。

果汁饮料：使细小果肉粒均匀，悬浮，增加口感。

胶脂牛乳：滑润，增加质感。

软糖：优良胶凝剂。

炼乳：乳化稳定。

卡拉胶制作出来的布丁

面包：增加保水能力，延缓变硬

加工干酪：防止脱液收缩。

馅饼：糊状效应，增加质感。

婴儿奶粉：防止脱脂和乳浆分离。

调味品：悬浮剂，赋形剂，带来亮泽感觉。

牛奶布丁：胶凝剂，增加质感。

罐装食品：胶凝，稳定脂肪。

冷冻发泡糕点：防止脂肪分离和脱液收缩现象，不易变形。

奶昔：悬浮，增加质感。

啤酒工业：澄清剂，稳定剂。

酸化乳品：增加质感，滑腻

牙膏：粘结

作用

果冻中作用

卡拉胶作为一种很好的凝固剂，可取代通常的琼脂、明胶及果胶等。用琼脂做成的果冻弹性不足，价格较高；用明胶做成果冻的缺点是凝固和融化点低，制备和贮存都需要低温冷藏；用果胶的缺点是需要加入高溶度的糖和调节适当的pH值才能凝固。卡拉胶没有这些缺点，用卡拉胶制成的果冻富有弹性且没有离水性，因此，其成为果冻常用的凝胶剂。

卡拉胶在果冻中应用时应注意以下几点：

一是由于卡拉胶属于魔芋胶体系，其溶解度相对不高，因此要进行保温。如保温时间不够，溶解不完全，所做出的果冻口感就不好，严重的会造成果冻很嫩不成型；但同时保温时间过长，卡拉胶又偏碱或者加入了柠檬酸钠之类的缓冲剂，就容易发生去乙酰化变性，产生“蛋花汤”的现象，果冻仍可能不成型。因此建议夏天煮沸后不要保温，冬天煮沸后保温10min，春秋季节介于两者之间。

二是由于卡拉胶不耐酸，加酸温度越低越好，一般在70℃-80℃果冻灌装之前或根据实际工艺条件进行，否则温度越高卡拉胶越容易被破坏，影响口感，同时建议柠檬酸溶于水后添加，以免造成局部过酸；调节pH值一般不低于4，需要更酸的口感则应使用其他胶体辅助；巴氏杀菌也会影响口感，需要根据实际情况进行调节。

三是过滤。在煮沸后，使用筛网过滤料液，其目的是去除无法溶解的魔芋胶颗粒，获得相对透明的果冻，这样做可以得到某些高档果冻透明的效果。

软糖中应用

用卡拉胶做透明水果软糖在我国早有生产，其水果香味浓，甜度适中，爽口不粘牙，而且透明度比琼脂更好，价格较琼脂低，加到一般的硬糖和软糖中能使产品口感滑爽，更富弹性，黏性小，稳定性增高。

卡拉胶在软糖中使用时应注意：

卡拉胶

一是以卡拉胶为主的软糖粉在高糖浓度下不易溶解，所以建议先将其用水溶解，否则容易产生“沙眼”，即一粒一粒的小胶粒。

二是还原糖含量太低，储存时间长，容易返砂；还原糖含量太高，在熬糖时候容易注模不成型。

三是可以在熬胶结束后加入花色物料，比如胡萝卜酱，不过要计算好软糖粉的比例。

冰淇淋中应用

在冰淇淋和雪糕的制作中，卡拉胶可使脂肪和其它固体成分分布均匀，防止乳成分分离和冰晶在制造与存放时增大，它能使冰淇淋和雪糕组织细腻，滑爽可口。在冰淇淋生产中，卡拉胶因可与牛奶中的阳离子发生作用，产生独特的胶凝特性，可增加冰淇淋的成型性和抗融性，提高冰淇淋在温度波动时的稳定性，放置时也不易融化。

在冰淇淋生产中，卡拉胶虽然不适合作为主稳定剂，但它在很低浓度下能作为很好的防止乳清分离的辅稳定剂使用。因为卡拉胶虽然会增加体系的黏度，但不能包容足够的胶以稳定体系。刺槐豆胶、瓜尔豆胶以及羧甲基纤维素单独使用或组合使用是较好的主稳定剂，然而它们具有相同的缺点，即在冰淇淋混合物中会导致乳清分离。所以加入卡拉胶能抑制这种现象的发生。

卡拉胶应用于冰淇淋中应注意：一是可以添加少量淀粉填充，数量多了就有粉质感，口感不佳；二是卡拉胶用量较少，多用于老化后凝冻过程中。

合成方法

将海藻洗净、晒干，放入提取锅中，加入30～50倍水(或适量碱液)，用蒸汽加热(100℃左右)40～60min，过滤，边搅拌边向过滤出的提取液中加入醇类溶剂，离心分离，沉淀经滚筒干燥，粉碎可得产品。以滚筒干燥时，需添加单、双甘油酯或聚山梨醇酯做滚筒脱离剂。

贮存方法

密封包装。阴凉、干燥处存放

配伍禁忌

卡拉胶可与阳离子反应，如果其与阳离子络合，不是用于改变活性化合物的溶解度，则不宜使用。

注意事项

2012年4月9日，中国农业大学食品学院营养与食品安全系任副教授，食品科学博士，中国营养学会理事，中国健康教育与促进协会理事范志红表示：“果冻里的凝胶剂是海藻中提取的卡拉胶，和动物皮什么关系都没有。卡拉胶无毒，但它不能为人体消化吸收，让孩子吃果冻太多，占用胃容量，除了糖吃到的其他营养成分太少，会造成营养不良。”她还说：“酸奶中增稠剂品种很多，改性淀粉，果胶，黄原胶、包括食用明胶。明胶是一种蛋白质，20年前的酸奶里就有。人们不是热爱猪皮凤爪并传说吃胶原蛋白美容么？明胶就是胶原蛋白煮后的产物，肉皮冻也是明胶的凝冻。只要是食用级明胶，就不用担心。”

急性毒性

静脉-兔LDL0:5毫克/公斤;静脉-豚鼠LDL0:20毫克/公斤

可燃性危险特性

热分解辛辣刺激烟雾

卡拉胶

灭火剂

水、二氧化碳、泡沫、干粉

安全信息

WGKGermany：2

RTECS号：FI0700000

上下游产品信息

下游产品

KAPPA-硒化卡拉胶

上游原料

异丙醇-->甲基纤维素-->洗涤剂-->奶油-->牛奶-->吐温80-->生化-->植物胶-->胶原蛋白-->碱土金属-->可可粉-->液体洗涤剂-->剥离剂。