卡拉胶的提取工艺研究

卡拉胶的提取工艺研究

1.d-吡喃半乳糖的生产分类kara粘合剂是一种具有商业价值的亲水凝胶（属于天然糖植物胶）。主要存在于红藻纲中的麒麟、角叉、冷杉和沙仁脉等壁面上。卡拉胶是由1,3-β-D-吡喃半乳糖和1,4-α-D-吡喃半乳糖作为基本骨架,交替连接而成的线性多糖类硫酸酯的钾、钠、镁、钙盐和3,6-脱水半乳糖直链聚合物所组成。根据半酯式硫酸基在半乳糖上所连接的位置不同(也就是组成和结构的不同)卡拉胶可分为七种类型:κ-卡拉胶,ι-卡拉胶,γ-卡拉胶,λ-卡拉胶,υ-卡拉胶,-卡拉胶,ζ-卡拉胶。目前工业生产和使用的主要有κ-(Kappa)型、ι-(Iota)型和λ-(Lamda)型三种。尤其以κ型为多见。目前国内的卡拉胶的生产以进口的麒麟菜为主要原料,由于进口麒麟菜原料受到限制,近来正积极研究利用沙菜为原料来提取卡拉胶。2.kara胶结构三种基本型号卡拉胶的结构式:3.卡拉胶的制备卡拉胶的生产以麒麟菜、沙菜为主要原料,一般工艺流程如下:原料→碱处理→洗涤至中性→提胶→过滤→冷却切条→冻结脱水→解冻→干燥→成品卡拉胶生产的关键工序为碱处理、提胶精制和脱水干燥。这三个工序的处理工艺科学与否不但影响卡拉胶的性能和质量,而且对卡拉胶的提取率和生产成本有着重要的影响。4.kara胶的一般性能和鉴定4.1卡拉胶的溶解卡拉胶产品一般为白色或淡黄色粉末,无臭、无味,有的产品稍带海藻味。卡拉胶形成的凝胶是热可逆性的,即加热凝结融化成溶液,溶液放冷时,又形成凝胶。在热水或热牛奶中所有类型的卡拉胶都能溶解。在冷水中,卡拉胶溶解,卡拉胶的钠盐也能溶解,但卡拉胶的钾盐和钙盐只能吸水膨胀而不能溶解。卡拉胶不溶于甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇和丙酮等有机溶剂。4.2卡拉胶的产生(1)取本品4g,加入蒸馏水200ml,加热至80℃不断搅拌直至本品溶解。用蒸馏水补充蒸发损失的水分,使溶液冷至室温,变成半透明粘稠液体,并能产生凝胶状物。(2)取上述溶液50ml,加入2.5%氯化钾溶液200ml,重新加热并充分混匀、冷却,用玻璃棒测试,当出现脆性的胶体,说明是以κ-型为主的卡拉胶;当出现柔软性(弹性)胶体,说明是以ι-型为主的卡拉胶;如果溶液不是胶体,那就是λ-型为主的卡拉胶,取此溶液5ml,加入1%亚甲基兰溶液一滴,应产生纤维状沉淀。5.卡拉胶的质量标准6.该胶带的主要性能6.16.2稳定性和粘度在酸性溶液中,尤其是pH4以下时易发生酸催化水解,从而使凝冻强度和粘度下降。成凝冻状态下的卡拉胶比溶液状态时稳定性高。在室温下被酸水解的程度比溶液状态小得多。生产中为了减轻含有卡拉胶的酸性食品在消毒加热时可能发生的水解,常采用高温、短时消毒方法。6.3阳离子型卡拉胶凝冻剂有的水溶液能形成凝胶,其凝固性受某些阳离子的影响很大,全部成钠盐的卡拉胶在纯水中不凝固,加入钾铵或钙等阳离子能大大提高其凝固性,在一定范围内,凝固性能随阳离子浓度的增加而增强。卡拉胶κ-型和ι-型仅在有钾离子或钙离子存在时,才能形成凝冻。κ-型钾的作用比钙的作用大,称为钾敏感卡拉胶。ι-型钙的作用比钾的作用大,称为钙敏感卡拉胶。这些凝冻都具有热可逆性。一般λ-型卡拉胶粘度最高,κ-型粘度最低。一般商品卡拉胶的粘度约在5~800cps之间。6.4复合胶对食品脱水收缩和力学性能的影响有些多糖对卡拉胶的凝固性也有影响。如添加黄原胶可使卡拉胶更柔软、更粘稠和更有弹性。黄原胶与ι-型卡拉胶复配可降低食品脱水收缩。κ-型卡拉胶与魔芋胶相互作用形成一种具弹性的热可逆凝胶。加槐豆胶可显著提高κ-型卡拉胶的凝胶强度和弹性。玉米和小麦淀粉对它的凝胶强度也有所提高,而羟甲基纤维素则降低其凝胶强度。土豆淀粉和木薯淀粉对它无作用。6.5胶、钙离子对凝冻强度的影响ι-(Iota型)卡拉胶与钙离子能产生最大的凝冻强度,形成一个完全不脱水收缩的富有弹性的和非常粘的凝冻。6.6阳离子型卡拉胶对凝冻能力的影响所有溶解于热牛奶中的卡拉胶产品,冷却时都有生成凝冻的能力,就连有阳离子存在也不会发生凝冻的λ-(Lamda型)卡拉胶,当其含量达到牛奶重量0.20%,都能生成牛奶凝冻。6.77.胶凝剂或悬浮剂卡拉胶具有形成亲水胶体,凝胶、增稠、乳化、成膜、稳定分散等特性,用作胶凝剂、增稠剂或悬浮剂,可用于稳定乳液、控制脱液收缩、赋形、胶结和分散。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。7.1复配系统的优点在冰淇淋生产中,卡拉胶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,卡拉胶与蛋白发生络合作用,能控制油脂的聚附与凝固,加强油脂的分散性,控制油脂与蛋白质的相互作用,从而提高乳蛋白在受热时的稳定性;改善起泡,形成细微且稳定的气泡,从而提高膨胀率;帮助产品成形,防止收缩;改进扩缩性,改良结构,提高均一性、稳定性和抗融性,使脂肪和其它固体成分分布均匀,防止乳浆分离,防止冰晶在制造与存放时增大,使冰淇淋组织细腻,结构良好,润滑适口,放置时不易融化,从而使冰淇淋的生产更趋简单合理、操作方便、利于控制质量。通常用量为0.01%~0.03%。7.2卡拉胶的用量使用本品后可以使产品弹性好,切片性好,韧脆适中,嫩滑爽口。卡拉胶用于火腿及火腿肠上,最主要是提供适当的保水性,并且由于它能够与蛋白质络合,提供了相当好的组织结构,使产品具有细腻、切片良好、口感好等功能,是制作火腿必须的一个添加剂。7.3奶、软干酪、奶油的诱导胶凝卡拉胶能使牛奶产生凝冻作用,起凝冻赋形作用。在可可奶、可可麦乳精和可可糖果浆中起悬浮和稳定作用。在酸牛奶、软干酪和奶油中,可稳定乳状混合物,诱发胶凝的形成。加可可粉制成的可可牛奶,其可可粉常发生沉淀,但加入卡拉胶作稳定剂则能使可可粉均匀分散在牛奶中,防止可可粉的下沉,由于卡拉胶具有独特的与牛奶中的酪蛋白起络合反应的性能,可以防止牛奶制品(如乳酸饮料等)发生凝聚沉淀作用,卡拉胶是对蛋白的最好稳定剂。7.4卡拉胶清导剂果酒和啤酒中含有一些胶体状物质使酒混浊、发生沉淀,必须加入澄清剂澄清,但是一般的澄清剂难以将这些物质完全除去,而且花费时间长,为使这些物质能被完全除去并缩短澄清时间,可以加入卡拉胶来解决,卡拉胶作为一种澄清的辅助滤剂,能使凝沉作用完全且快速,在国外早已使用。7.5蛋白质溶液的纯化在配料过程中加入卡拉胶和海藻酸钠,蛋白质不需经过老化过程,浓度低的或没经过纯化的蛋白质溶液也同样可以用于纺丝,而且还能改进纺丝的强度和吸水性。人造蛋白纤维进一步制造人造肉时,还可用卡拉胶作粘合剂。7.6用于水果、冷冻和布制成卡拉胶可作为一种很好的凝固剂。以卡拉胶制成的水果冻富有弹性且没有离水性。卡拉胶因具有独特的凝胶特性而成为果冻首选的凝胶剂。7.7不粘牙,易造胶用卡拉胶做透明水果软糖在我国早已有生产,它爽口不粘牙,而且其透明度比琼脂做的更好,价格较琼脂的低。加到一般的硬糖和软糖中能使产品口感滑爽更富弹性、粘性小、稳定性增高。7.8卡拉胶悬浮剂和稳定剂的影响有些水果汁当放置时间稍长时,其中所含的细小颗粒就会下沉,影响外观,即使经过高压均质也不例外。加入卡拉胶作悬浮剂和稳定剂,能使细小的果肉颗粒均匀地悬浮在果汁中,大大减缓下沉的进度。同时,由于卡拉胶的粘度较低,不易造成糊口,并能改进饮用时的口感。7.9凝固剂的用量在普通类罐头以及鱼或肉等罐头中作凝固剂效果都很好。用卡拉胶作凝固剂不受产品所含可溶性固形物的多少与pH的限制,无论加糖与否,也不论是在酸性、中性,还是碱性,都形成凝胶,其适用性比明胶和果胶大。7.10卡拉胶对面包老化的影响新鲜的面包其面包心软而富有弹性,但放置时容易老化,面包的硬度和脆性都逐渐增加,面包的特殊风味也逐渐消失,加入卡拉胶(0.012%~0.02%)能增加其保水能力,从而延缓老化,对保持面包新鲜很有益处。8.海藻卡拉胶提取卡拉胶在国内外发展迅速,需求量大增。其独特性能被人们所青睐,这使得卡拉胶工业迅速发展,现在世界卡拉胶的年