卡拉膠（Carrageenan）是一種親水性膠體,，又稱為麒麟菜膠、石花菜膠,、鹿角菜膠、角叉菜膠，因?yàn)榭ɡz是從麒麟菜,、石花菜、鹿角菜等紅藻類海草中提煉出來的親水性膠體,，它的化學(xué)結(jié)構(gòu)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,。由于其中硫酸酯結(jié)合形態(tài)的不同，可分為K型（Kappa）、I型（Iota）,、L型（Lambda）。廣泛用于制造果凍、冰淇淋,、糕點(diǎn)、軟糖,、罐頭,、肉制品、八寶粥,、銀耳燕窩,、羹類食品、涼拌食品等等,。

化學(xué)結(jié)構(gòu)

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鍵交替連接而成，在1,3連接的D半乳糖單位C4上帶有1個(gè)硫酸基,。分子量為20萬以上,。

類型

卡拉膠，又名角叉菜膠,、鹿角藻膠,、愛爾蘭苔菜膠,，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,。由于其中硫酸酯結(jié)合形態(tài)的不同，產(chǎn)生了7種主要類型的卡拉膠：κ-型,、ι-型,、λ-型、γ-型,、ν-型,、ξ-型、μ-型,。工業(yè)主要生產(chǎn)和使用的是前三種,。

性狀

卡拉膠為白色或淺褐色顆粒或粉末,，無臭或微臭,，口感粘滑。溶于約80℃水,，形成粘性,、透明或輕微乳白色的易流動(dòng)溶液。如先用乙醇,、甘油或飽和蔗糖水溶液浸濕,，則較易分散于水中。與30倍的水煮沸10min的溶液,，冷卻后即成膠體,。與水結(jié)合粘度增加，與蛋白質(zhì)反應(yīng)起乳化作用,，使乳化液穩(wěn)定,。

物理性質(zhì)

不同類型的卡拉膠的增稠和膠凝性質(zhì)有很大的不同。例如,，κ型卡拉膠與鉀離子形成的堅(jiān)硬的凝膠,，而ι和λ只有輕微影響,。ι型卡拉膠與鈣離子相互作形成柔軟，富有彈性的凝膠,，但是鹽對(duì)于λ型卡拉膠的性質(zhì)沒有影響,。在大多數(shù)情況下,，λ型與κ型在牛奶系統(tǒng)中一同使用獲得一種懸浮液或奶油凝膠,?？ɡz及其混合物提供大量的有利物質(zhì)導(dǎo)致產(chǎn)生大量范圍廣泛而復(fù)雜的商業(yè)產(chǎn)品以滿足獨(dú)特的綜合性能最適合特定的應(yīng)用。

溶液性質(zhì)

所有的卡拉膠都溶于熱水,，但只有κ型和ι型的鈉鹽溶于冷水,。通常在食品中的鹽濃度并不能對(duì)λ型卡拉膠產(chǎn)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型卡拉膠溶液當(dāng)加壓或攪拌時(shí)會(huì)形成假塑性或剪切變稀的溶液。這些溶液通常用于增稠,，尤其是在奶制品,，以提供非粘性的，滑膩的質(zhì)地的體系,。

溫度是一個(gè)重要的因素來確定在食品體系中使用哪種類型的卡拉膠,。所有的卡拉膠水合物適用于高溫并且κ型和ι型尤其表現(xiàn)出低流動(dòng)性的粘度。冷卻時(shí),，這些卡拉膠在40-70℃之間形成的一系列凝膠的類型取決于卡拉膠的種類和陽離子的濃度,。

酸穩(wěn)定性

當(dāng)卡拉膠溶液在PH值4.3,，加熱的情況下會(huì)失去粘度和凝膠強(qiáng)度,。這是由于卡拉膠在低PH值時(shí)發(fā)生水解，將3,6-脫水-D-半乳糖的連接斷開,。在高溫和低陽離子濃度下,，水解程度增加。然而,，一旦溶液的溫度低于凝膠溫度,，鉀離子可與卡拉膠上的硫酸鹽基團(tuán)結(jié)合，這樣可以阻止水解現(xiàn)象的發(fā)生,。

為了盡量減少水解的影響,，建議，在可能的情況下,，卡拉膠應(yīng)在中性條件下處理,，并且酸應(yīng)在食品存放和灌裝前立即添加。在酸性食物中,，卡拉膠應(yīng)在生產(chǎn)結(jié)束前添加以避免聚合物過度的分解,。

凝膠特性

κ型和ι型卡拉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(zhì)感,?？ɡz凝膠表現(xiàn)出滯后性，環(huán)境和熔融溫度之間的差異,。這些凝膠在室溫下穩(wěn)定,，但加熱為凝膠溫度的5-20℃以上時(shí)熔融。冷卻時(shí),，一個(gè)中性的體系會(huì)形成相似的凝膠性質(zhì),。必須記住，在酸性產(chǎn)品中,，凝膠強(qiáng)度和質(zhì)地可通過加熱和冷卻的水解作用影響,。

一個(gè)食品體系中的離子成分對(duì)于卡拉膠的有效利用是非常重要的。例如,，κ型卡拉膠與鉀離子作用,，形成硬且脆的凝膠。ι型卡拉膠選擇鈉離子在相鄰鏈間形成橋梁,，得到典型的柔軟有彈性的凝膠,。

這些離子的存在，對(duì)卡拉膠的水化溫度,，和它的環(huán)境和熔化溫度也有戲劇性效果,。例如，ι型卡拉膠在水中的環(huán)境溫度下會(huì)水解,，但加入鹽可提高凝膠點(diǎn)以致溶液轉(zhuǎn)化成具有明顯發(fā)生點(diǎn)的可逆性凝膠,，在冷沙拉醬生產(chǎn)中被開發(fā)利用的性質(zhì)。

化學(xué)特性

●溶解性：不溶于冷水,但可溶脹成膠塊狀,不溶于有機(jī)溶劑,，易溶于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(shí)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(xié)同性：與刺槐豆膠,、魔芋膠、黃原膠等膠體產(chǎn)生協(xié)同作用,，能提高凝膠的彈性和保水性,；

●健康價(jià)值：卡拉膠具有可溶性膳食纖維的基本特性，在體內(nèi)降解后的卡拉膠能與血纖維蛋白形成可溶性的絡(luò)合物?？杀淮竽c細(xì)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,。

應(yīng)用

卡拉膠穩(wěn)定性強(qiáng),，干粉長(zhǎng)期放置不易降解。它在中性和堿性溶液中也很穩(wěn)定,，即使加熱也不會(huì)水解,，但在酸性溶液中（尤其是pH值≤4.0）卡拉膠易發(fā)生酸水解，凝膠強(qiáng)度和黏度下降,。值得注意的是,，在中性條件下，若卡拉膠在高溫長(zhǎng)時(shí)間加熱,，也會(huì)水解,，導(dǎo)致凝膠強(qiáng)度降低。所有類型的卡拉膠都能溶解于熱水與熱牛奶中,。溶于熱水中能形成黏性透明或輕微乳白色的易流動(dòng)溶液,。卡拉膠在冷水中只能吸水膨脹而不能溶解,。

基于卡拉膠具有的性質(zhì),，在食品工業(yè)中通常將其用作增稠劑、膠凝劑,、懸浮劑,、乳化劑和穩(wěn)定劑等。而這些卡拉膠的生產(chǎn)應(yīng)用與其流變學(xué)特性有著較大的關(guān)系,，因而準(zhǔn)確掌握卡拉膠的流變學(xué)性能及其在各種條件下的變化規(guī)律對(duì)生產(chǎn)具有重要的意義,。

作用

果凍中作用

卡拉膠作為一種很好的凝固劑,，可取代通常的瓊脂,、明膠及果膠等。用瓊脂做成的果凍彈性不足,，價(jià)格較高,；用明膠做成果凍的缺點(diǎn)是凝固和融化點(diǎn)低，制備和貯存都需要低溫冷藏,；用果膠的缺點(diǎn)是需要加入高溶度的糖和調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膒H值才能凝固,。卡拉膠沒有這些缺點(diǎn),，用卡拉膠制成的果凍富有彈性且沒有離水性,，因此,，其成為果凍常用的凝膠劑。

卡拉膠在果凍中應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

一是由于卡拉膠屬于魔芋膠體系,，其溶解度相對(duì)不高,，因此要進(jìn)行保溫。如保溫時(shí)間不夠,，溶解不完全,，所做出的果凍口感就不好，嚴(yán)重的會(huì)造成果凍很嫩不成型,；但同時(shí)保溫時(shí)間過長(zhǎng),，卡拉膠又偏堿或者加入了檸檬酸鈉之類的緩沖劑，就容易發(fā)生去乙?；冃?，產(chǎn)生“蛋花湯”的現(xiàn)象，果凍仍可能不成型,。因此建議夏天煮沸后不要保溫,，冬天煮沸后保溫10min，春秋季節(jié)介于兩者之間,。

二是由于卡拉膠不耐酸,，加酸溫度越低越好，一般在70℃-80℃果凍灌裝之前或根據(jù)實(shí)際工藝條件進(jìn)行,，否則溫度越高卡拉膠越容易被破壞,，影響口感，同時(shí)建議檸檬酸溶于水后添加,，以免造成局部過酸,；調(diào)節(jié)pH值一般不低于4，需要更酸的口感則應(yīng)使用其他膠體輔助,；巴氏殺菌也會(huì)影響口感,，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

三是過濾,。在煮沸后,，使用篩網(wǎng)過濾料液，其目的是去除無法溶解的魔芋膠顆粒,，獲得相對(duì)透明的果凍,，這樣做可以得到某些高檔果凍透明的效果。

軟糖中應(yīng)用

用卡拉膠做透明水果軟糖在我國(guó)早有生產(chǎn),，其水果香味濃,，甜度適中，爽口不粘牙，而且透明度比瓊脂更好,，價(jià)格較瓊脂低,，加到一般的硬糖和軟糖中能使產(chǎn)品口感滑爽，更富彈性,，黏性小,，穩(wěn)定性增高。

卡拉膠在軟糖中使用時(shí)應(yīng)注意：

一是以卡拉膠為主的軟糖粉在高糖濃度下不易溶解,，所以建議先將其用水溶解,，否則容易產(chǎn)生“沙眼”，即一粒一粒的小膠粒,。

二是還原糖含量太低,，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)，容易返砂,；還原糖含量太高,，在熬糖時(shí)候容易注模不成型。

三是可以在熬膠結(jié)束后加入花色物料,，比如胡蘿卜醬,，不過要計(jì)算好軟糖粉的比例。

冰淇淋中應(yīng)用

在冰淇淋和雪糕的制作中,，卡拉膠可使脂肪和其它固體成分分布均勻,，防止乳成分分離和冰晶在制造與存放時(shí)增大，它能使冰淇淋和雪糕組織細(xì)膩,，滑爽可口,。在冰淇淋生產(chǎn)中，卡拉膠因可與牛奶中的陽離子發(fā)生作用,，產(chǎn)生獨(dú)特的膠凝特性,，可增加冰淇淋的成型性和抗融性，提高冰淇淋在溫度波動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性,，放置時(shí)也不易融化,。

在冰淇淋生產(chǎn)中，卡拉膠雖然不適合作為主穩(wěn)定劑,，但它在很低濃度下能作為很好的防止乳清分離的輔穩(wěn)定劑使用,。因?yàn)榭ɡz雖然會(huì)增加體系的黏度，但不能包容足夠的膠體穩(wěn)定體系,。刺槐豆膠,、瓜爾豆膠以及羧甲基纖維素單獨(dú)使用或組合使用是較好的主穩(wěn)定劑，然而它們具有相同的缺點(diǎn),，即在冰淇淋混合物中會(huì)導(dǎo)致乳清分離。所以加入卡拉膠能抑制這種現(xiàn)象的發(fā)生。

卡拉膠應(yīng)用于冰淇淋中應(yīng)注意：一是可以添加少量淀粉填充,，數(shù)量多了就有粉質(zhì)感,，口感不佳；二是卡拉膠用量較少,，多用于老化后凝凍過程中,。

合成方法

將海藻洗凈、曬干,，放入提取鍋中,，加入30～50倍水（或適量堿液），用蒸汽加熱（100℃左右）40～60min,，過濾,，邊攪拌邊向過濾出的提取液中加入醇類溶劑，離心分離,，沉淀經(jīng)滾筒干燥,，粉碎可得產(chǎn)品。以滾筒干燥時(shí),，需添加單,、雙甘油酯或聚山梨醇酯做滾筒脫離劑。

主要用途

卡拉膠在洗滌劑,、化妝品等日化工業(yè)方面的應(yīng)用：加入卡拉膠的洗滌劑,，對(duì)防止再被沾污的作用，比甲基纖維素好,。在液體洗滌劑中,，能改善其分散和貯存性能。在化妝品中,，由于角叉菜膠易被皮膚吸附,，因此可與甘油等混用制成潤(rùn)膚劑。在一些乳液及洗發(fā)香波中可作為乳化劑,，使產(chǎn)品潤(rùn)滑柔軟,，乳液的穩(wěn)定性也得到改善。

貯存方法

密封包裝,。陰涼,、干燥處存放

配伍禁忌

卡拉膠可與陽離子反應(yīng)，如果其與陽離子絡(luò)合,，不是用于改變活性化合物的溶解度,，則不宜使用。