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胶体一般指一些碳水化合物类的高分子聚合物，其化学结构主要由大量具有两个以上可反应位置的单体键合而成。大多胶体都是以不同的单糖或氨基酸作为结构单元，然后通过糖苷键或肽键形成多糖肽物或其衍生物。 胶体分子的结构中往往都含有较多的亲水基团(如羟基、羧基、氨基等)，这样就能使胶体充分水化或者溶解于水，进一步就可以形成粘稠溶液或凝胶，从而胶体可以表现出丰富的功能，并广泛应用于食品制造中。 由于构成胶体的单糖或者氨基酸的种类、各单元之间的排列方式、胶体聚合度、单糖或氨基酸的取代基团等各不相同，因此，不同的胶体在性质上既有共性又有着各自的特性。而且不同胶体的溶解性、黏度、各种理化条件下的耐热性、形成胶冻的能力、对不同物质的兼容性等都存在着不同程度的差异。这就需要深入研究胶体结构和性质之间的关系，从而可以为食品中胶体的合理应用提供有效的理论依据，最终就可获得种类丰富、味道香美的各色食品。 1、胶体种类 一般胶体主要按照它们的来源分类。如卡拉胶、黄蓍胶和阿拉伯胶等属于植物胶；明胶、壳聚糖和甲壳素等属于动物胶；琼脂、海藻酸及其盐、石莼胶、卡拉胶和红藻胶等属于海藻胶；黄原胶、可得然胶和结兰胶等属于微生物胶；甲基纤维素、羧甲基纤维素和羟乙基纤维素等则属于化学改性胶(表1)。 2、重要功能特性 食品胶体因其功能的多样性，在很多食品中有应用，如在一些汤类、肉汁、沙拉酱、调味酱和浇头中胶体常常被用作增稠剂；在布丁、果冻和肉冻中胶体起凝胶作用；在酸奶、冰淇淋和奶油中胶体起乳化作用；在肉类和乳制品中胶体可作为油脂替代物；在糖果糕点和煎炸食品中胶体可作为涂层剂；在啤酒和白酒中胶体可作为澄清剂；在一些油中胶体可作为包裹剂；在巧克力牛奶中胶体可作为悬浮剂；在奶酪和冷冻食品中胶体可起到抑制脱水的作用；此外胶体也可当作生物塑料用到食品包装中。 1）增稠性 所有亲水胶体发生水化作用后都具有增稠效果。对于不同种类的食品胶体，其增稠效果并不一样，大多数食品胶体在浓度很低时，就能获得高黏度的流体，但也有一些胶体即使在很高的浓度下也只能得到较低黏度的流体。粘度一般与胶体溶液的浓度、酸碱度(pH)、温度、盐离子、剪切力有关。一般离子性食品胶体的黏度受体系电解质、pH的影响比非离子性食品胶的大。 2）凝胶性 所有食品胶体都有黏度特性并具有增稠的功能，但只有部分食品胶体具有凝胶性。一般具有凝胶性的食品胶体，都是溶液中的胶体粒子在一定条件下互相连接，形成空间网状结构，而且这些结构中充满了作为分散介质的液体，这种特殊的分散体系就是凝胶。其中胶体可以当作连续相，液体可以当作非连续相；并且形成的凝胶没有流动性，内部常含有大量液体。尽管不少食品胶在单独存在时不能形成凝胶，但它们混合在一起使用时，却能形成凝胶，即食品胶体之间能呈现出增稠和凝胶的协同效应，如卡拉胶和槐豆胶，黄原胶和槐豆胶，黄蓍胶和海藻酸钠等。 3）乳化稳定性 食品胶体可以通过增加乳化液黏度而使其稳定，但一般食品胶体的单个分子并不同时具有乳化剂所特有的亲水亲油性，因此它们不是真正的乳化剂。其作用方式主要是通过增稠和增加水相黏度来阻止或减弱分散的油粒小球发生迁移和聚合，如阿拉伯胶和明胶的胶粒被体系吸收后在分散的小球粒或颗粒周围可形成覆盖膜层，并将电荷均匀分配给覆膜颗粒使其相互排斥而形成分散稳定的体系；也有一些亲水胶体能起到表面活性剂的作用，降低体系的表面张力从而达到乳化稳定的功能。 另外，和一些蛋白乳化剂相比，具有大分子尺寸以及亲水性能的胶体乳化剂，往往会形成一层粘稠的具有稳定功能的乳化层，它可以在一些不利的条件下(如乳化剂中有加钙盐或者经过温度激增处理)抑制油滴之间的聚集。 4）油脂替代性 油脂在食品中的应用极为广泛，它可以给食品提供怡人的味道、质感和外观。但是当油脂含量较高时，往往对人体健康不利，因此开发一些低脂的食品极其重要。比如冰淇淋、冰冻甜点、调味酱等食品中的油脂含量都很高，开发有效降低这些食品中油脂含量的方法已经得到了很大的关注。 然而，油脂含量的减少会降低食品的各项感官指标，因此需要在降低脂肪含量的同时保持食品的风味。这其中最有效的一个方法就是利用油脂替代物。基于胶体的油脂替代物一般包括菊粉、果胶、瓜尔胶、秋葵胶、黄原胶、卡拉胶、海藻酸钠、凝胶多糖和槐豆胶等。 5）包裹性 食品胶体通常被用作封装时外面的壳，因为它们通常可以直接食用然后生物降解，并且食品胶体也可以把一些敏感物质包裹起来，和周围环境隔离开来，保持敏感物质的活性。一般的胶体包裹系统包括藻酸盐一淀粉包裹、乳清蛋白包裹、藻酸盐一明胶微包裹等。包裹技术包括喷雾干燥、热凝胶、离子凝胶、凝聚、挤压涂层等。 6）生物成膜性 目前市场上使用的塑料因为其结构中的碳氢键非常稳定，不利于微生物的降解，对环境污染相当严重。因此更多的研究开始转向生物可降解塑料，部分食用胶体因为具有较好的生物成膜性，在这方面受到了越来越多的关注和研究。 7）粘附性 很多食品胶体都具有较好的粘合性，如壳聚糖、果胶、支链淀粉、右旋糖酐、阿拉伯胶、黄蓍胶、纤维素衍生物等。如可以将阿拉伯胶加到面包中增加其与上面易掉落辅料的粘性；也可将胶体作为生物传送中的粘附剂来增加药物与肠胃接触时间，最终提高药物的药效。 3、食品胶体应用研究进展 如前面所述，食品胶体具有很多重要的功能特性，因此食品胶体的实际应用研究非常多，下面简单介绍下食品胶体在无面筋食品、蛋糕、搅打稀奶油、巧克力等方面的研究进展。 1）无面筋食品 面筋在很多食品中应用较多，但是有些人对面筋过敏，会导致这些人的免疫和消化系统同时异常。而部分食品胶体在无面筋食品方面表现出了较好的功能特性。 目前大多数无面筋食品(如烘焙食品)的比容都较低，导致口感较差。有专利指出通过使用不同粒度的羟丙基甲基纤维素和甲基纤维素，经过优化发现所制得的面包比容显著高于相对无面筋的食品。 2）蛋糕 一般蛋糕中使用的起酥油可以包裹气体、给淀粉和蛋白分子涂层以及可以和大量的液体进行乳化保证蛋糕的水分和酥软感。但起酥油中饱和脂肪含量都比较高，往往对身体健康不利，因此目前不饱和脂肪酸含量较高的植物油得到了较多关注。但单独使用植物油制作出来的蛋糕，体积都会降低，对蛋糕的口感影响较大。而在植物油中加入食品胶体可以改善这些缺陷。 3）搅打稀奶油 搅打稀奶油是一类拥有搅打起泡特征的产品，脂肪含量一般在30％～40％左右，其中的稀奶油是由新鲜牛乳中分离出的脂肪部分加工而制成。搅打稀奶油搅打充气后的起泡率以及气泡的稳定性往往决定着其最终性能，而在其中加入少量食品胶体通常可以改善搅打稀奶油的品质。 4）巧克力 巧克力是一种高能量的食品，含有丰富的脂肪、蛋白质和碳水化合物等。但是因为巧克力所含能量较高，饮食太多就会导致肥胖等症状。因此在保证巧克力纹理和口感的前提下，通过将巧克力中部分油脂替换为水是一种有效降低巧克力能量的方法。一般加入少量食品胶体可 一般巧克力的耐热性普遍较差，在高温时都会变软，导致其纹理和口感下降。有专利指出在巧克力中加入一些来源于小麦或者柑橘类水果的纤维可以有效增加巧克力的耐热性能，并且继续加入一些纤维素酶，巧克力的耐热温度可以达到40℃。 5）番茄酱 番茄酱是一种用成熟番茄制作的常用调味品，其在食品中的应用非常多，通常可以有效改善食品的风味；而且番茄酱的能量很低，因此其非常受欢迎。一般番茄酱的粘度和流变性能对其应用影响很大，同时也都希望产品在较低的浓度下能有较高的黏性。淀粉或者改性淀粉是在番茄酱中是较为常见的添加剂，主要是因为其价格便宜且当其浓度在2％～5％时对食品味道几乎没有影响。 6）果冻 果冻是一种由食品胶体加水、糖、果汁等制成的呈半固体状的食品。在果冻的研制过程中，食品胶体的胶凝性要强，同时持水性也要好，否则果冻很容易析水且弹性较差。 7）乳制品饮料 全脂牛奶含有大约3％到3.5％的脂肪，低脂牛奶含有1.5％到1.8％的脂肪，脱脂牛奶含有不到0.5％的脂肪。全脂牛奶含有牛奶的所有成分；脱脂牛奶除去了对人体不利或有害的脂肪，保留了牛奶中对人体有益的营养成分，如蛋白质、维生素、矿物质、微量元素等。但消费者不习惯低脂、脱脂牛奶，主要是因为低脂和脱脂牛奶一般口感较差。 在一些牛奶饮料中，经常需要引入一些特殊的风味物质来增加牛奶的多样性；而在一些酸奶中通常都要引入乳酸菌等菌类提高酸奶的效果。在这方面，应用食品胶体的包裹性能可以提高这类乳制品饮料的性能。 8）生物塑料 淀粉因为价格低廉和可生物降解性，在生物塑料中的应用较多。为提高淀粉在生物塑料包装中的应用，可以加入甘油和山梨醇增加其塑性和含水量。这些可降解的淀粉类生物塑料可以有效替代常用的聚苯乙烯塑料，现已在食品工业中广泛应用。 纤维素是另一个常用的可成膜食品胶体，当其溶于氢氧化钠和二硫化碳的混合溶液中，可以形成玻璃纸膜，并能被生物降解。很多纤维素的衍生物有很好的生物成膜性能，其中使用最多的是乙基纤维素，它经常被用到生鲜农产品和烘焙产品中。 4、总结 食品胶体可以溶解于水充分水化形成粘稠、滑腻或胶冻液的大分子物质，在加工食品中可以起到增稠性、凝胶性、乳化稳定性、油脂替代性、包裹性、生物成膜性、粘附性等功能特性。 加微信 food1357，并回复“加群“ 可入食品研发技术交流群，与食业大咖互动交流！ |
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