【原】结冷胶的应用知识，值得看一下！

结冷胶是上个世纪80年代继黄原胶之后开发的最有市场的食品微生物多糖之一，与其他食品胶相比，结冷胶存在着明显的优势，某些特性优于黄原胶。

由于它具有优异的性能、使用量低以及是微生物发酵而来具有快速生产的优点，使得结冷胶在很短时间内被广泛应用于食品工业中。

结冷胶过去称多糖PS-60，它的常见凝胶是一种脆性胶，对剪切力非常敏感，食用时有入口就化的感觉。

由于结冷胶可以在极低的使用量下产生凝胶，0.25%的使用量就可以达到琼脂15%的使用量和卡拉胶1%的使用量的凝胶强度，现已逐步代替琼脂和卡拉胶在食品工业中的应用。

01、结冷胶凝胶的形成

结冷胶形成凝胶前需要制备其水溶液。低酰基结冷胶的水合温度对于离子环境非常敏感‚特别是对于二价阳离子。

低酰基结冷胶中混有盐类‚只能在冷的去离子水中部分水合。胶体的水合会进一步在其它的水质环境中被二价阳离子所阻碍。这种阻碍可以使低酰基结冷胶在冷水中易于分散而不结成块状。之后，胶体可以通过加入螯合剂，加热或者同时使用上述两方法而充分水合。

低酰基结冷胶凝胶的形成温度‚融化温度和最终凝胶强度都受到阳离子‚当然也包括螯合剂的影响。我们可以通过平衡螯合剂，pH值以及加入的阳离子用量来控制低酰基结冷胶的性质。

结冷胶的水合会受到可溶性固型物和低pH值的影响，在高固型物体系中，必须特别注意结冷胶的水合效果，而在酸性环境中，想要得到好的水合效果，pH值必须在4以上。

通常来说‚低酰基结冷胶形成凝胶的温度在30~50℃ （86~122℉）之间‚而高酰基结冷胶的凝胶形成温度在70℃（158℉）左右。结冷胶形成凝胶的速度非常快‚当凝胶形成温度到达时马上就会形成凝胶‚这个被称为“瞬间” 凝胶。

高酰基的结冷胶只需要降温冷却就可以形成凝胶‚而低酰基的结冷胶则需要阳离子、酸、可溶性固型物或者是上述因素的综合条件才能形成凝胶。

二价阳离子‚比如钙离子或镁离子对于凝胶的形成有最强烈的效果。加入钠离子和钾离子同样也可以形成凝胶‚但是为达到相同凝胶强度所需要的一价阳离子浓度大约是二价离子的25倍。

为了达到最佳的凝胶效果‚有时需要加入额外的阳离子。最好的方式是加入可溶性的钙盐来达到这个效果‚为了避免出现胶体的局部凝胶现象‚最好在溶液还是热的时候加进去‚溶液冷却后就会形成凝胶。

02、结冷胶的凝胶特性

结冷胶兼有黄原胶、果胶及卡拉胶的各种优良特性‚是现代不可缺少的亲水性胶体。由于低酰基结冷胶在食品工业等领域上的应用更常见‚所以在许多普通场合下‚结冷胶即指低酰基形式的产品‚低酰基结冷胶的凝胶特性如表1所示。

表1　低酰基结冷胶凝胶特性一览表

03、结冷胶的凝胶质构

一、凝胶质构参数

凝胶剂最重要的一个特性是它所提供的凝胶质构。为了具体评价结冷胶的凝胶能力‚需要建立一些方法。用感官评定时会存在较多的主观因素并难以定量描述‚较客观的评价方法是用仪器分析。为了具体评价结冷胶的凝胶能力‚我们可以采用TPA （Texture Profile Analysis） 技术。结冷胶凝胶质构的评价中常用到四个参数‚具体如表2。

表2　TPA凝胶质构几个参数的定义及意义

二、结冷胶与其他胶体的比较

高酰基结冷胶和低酰基结冷胶在凝胶质构上有很大的差异。高酰基结冷胶可形成弹性凝胶‚低酰基结冷胶可形成硬及脆性凝胶‚各有不同的凝特性和作用。两者以不同比例复配合用则可创造出独特作用。

图1 高酰基结冷胶和其它亲水性胶体的凝胶质构比较

（一）极低的用量

结冷胶的一个独特优点是在极低的胶浓度下即可发挥凝胶作用，用量往往是k-卡拉胶的1/3-1/2，或者是琼脂的1/5，例如，要形成凝胶，结冷胶的用量范围常在0.05-0.4%。如果控制胶的用量在更低范围，例如0.01－0.04%左右，其分散体系将接近凝胶点（凝胶点可被定义为某一分散体系中，整个体系开始形成连续三维网络结构这一状态点。

对于结冷胶来说，凝胶点与胶浓度、离子浓度和类型、温度有关），形成极微弱的凝胶称预凝胶。此时，极低的胶浓度下即可发挥稳定、悬浮作用。

（二）极好的凝胶能力

用结冷胶可以很方便地制备凝胶，典型的操作步骤如下：（1）在冷的自来水中将结冷胶搅拌分散；（2）加热至80°c以上；（3）添加阳离子；（4）将混合物冷却就能形成凝胶。

与别的食品胶相比，结冷胶具有极好的凝胶能力。例如，它能更有效地形成的凝胶，形成的凝胶质构更多样，甚至可制成脱水状态的凝胶（可吸水复原），等等。

（三）结冷胶能更有效地形成凝胶

下表3基于TPA分别测定了琼脂、k-卡拉胶与用食品级结冷胶(LA)在不同浓度、不同pH时的凝胶模数。

表3　琼脂、k-卡拉胶与用食品级结冷胶在不同浓度、不同pH时的凝胶模数(N/cm²)

同样也可以测定这些凝胶的硬度。从测定结果得出的结论是，相对于琼脂和k-卡拉胶结冷胶是一种更有效的胶凝剂。在同样的胶浓度下，结冷胶能比别的水溶胶产生更大的模数和硬度；或者反过来说，要形成同样的模数和硬度，结冷胶只需更少的添加量，这清楚地表明了结冷胶具有更大的功效。

（四）结冷胶能形成多种凝胶质构

一般地，每一种单体胶所形成的凝胶在质构上有一定的特点，例如，k-卡拉胶形成的凝胶通常是强而脆的，食用明胶则常形成较大弹性及韧性的凝胶等。而不同的产品、口味对凝胶质构有不同的偏好，这就限制了单体胶独立发挥作用的范围。例如，很难指望用琼脂形成澄清透明的凝胶。

实际运用中的措施通常有：⑴改变单体胶的胶凝条件（如胶用量、控制某些离子）；⑵对单体胶的分子结构进行修饰（如变性淀粉）；⑶和别的胶类协同使用（如市面上多种复配胶）。

可惜许多单体胶由于本身理化性质或食品安全性、加工经济性等方面的限制，只能采用有限的措施及效果来接近特定体系的要求。一种理想的胶凝剂，应该能方便、经济、安全地利用多种手段形成多种质构，从而满足不同的要求，这正是结冷胶的开发目的之一。

04、结冷胶在食品工业中的应用及案例

无论是需要预处理的产品‚还是即食产品‚或者是干混出来的产品‚结冷胶都可以发挥出非常好的特性‚而且产品的水合以及凝胶形成都很简单。结冷胶可以为新产品、新配方的开发提供支持。同时‚结冷胶用途还会随着最终产品的需求以及终端客户的创造性应用而得到进一步拓宽。

一、结冷胶凝胶性质在高固型物产品中的应用及案例

淀粉、果胶、明胶和琼脂有时会与其他辅助亲水性胶体复配用在凝胶性的糖果上。典型的产品包括：淀粉果冻、凝胶软糖、巧克力锭、果胶果冻以及果浆软糖。由于这些产品是通过加热、冷却而制得‚因此结冷胶可以在不改变原操作工艺的条件下用于这些产品上。

结冷胶与适量淀粉复配‚可以减少淀粉果冻的凝结时间‚这样就可以很快将产品从模具里拿出来‚节省生产时间。

另外‚产品的质构也可以通过调节结冷胶和淀粉的比例以及他们的总体用量而改变。结冷胶可以提高明胶软糖的热稳定性‚这样可以使得产品在比较高的温度下保持良好的稳定性。

结冷胶还可以单独在一些软糖产品中使用‚产生出新颖的、特殊的质构以及良好的风味释放性和储存稳定性。

实例1：酸性软糖配方：

结冷胶0.3%

柠檬酸钠 0.1%

葡萄糖浆（DE42）29.18%

蔗糖 30.58%

水 37.09%

柠檬酸 0.05%

制法：将结冷胶、柠檬酸钠和部分蔗糖干混后分散于冷水中，加热至沸，使胶体溶解，加入剩余白糖，并继续加热至蔗糖全部溶解，拌入葡萄糖浆，保持料温80℃，加热煮沸至固形物含量82Bx，适时地混入溶解于少量水的柠檬酸，注入淀粉模，在室温待其凝结11分钟，凝结温度63℃，成品结实。

实例2：普通淀粉软糖配方：

结冷胶 0.3%

柠檬酸 0.4%

葡萄糖浆（DE42）28.0%

蔗糖 18.1%

水 44.5%

变性淀粉 6.0%

制法：混合各干配料，在充分搅拌下加于水中，加葡萄糖浆并加热至沸，在搅拌下熬至78Bx以上，加入柠檬酸，混匀后注入淀粉模，在室温下待其凝结13分钟，当内部温度达44℃即可脱模抖砂，而单用淀粉者约需45分钟方能脱模。

实例3：新型淀粉软糖配方：

结冷胶 0.3%

柠檬酸 0.6%

葡萄糖浆（DE42）28.80%

蔗糖 15.43%

水 45.13%

变性淀粉 6.56%

柠檬酸钠 0.6%

酒石酸氢钾 0.12%

制法：将淀粉加入占总量一半的水中，使成淀粉浆，将葡萄糖浆和剩余水一起加热至沸，然后倒入上述淀粉浆中，停止煮沸，加入除柠檬酸外的各种干配料，熬至72Bx，在搅拌下加入香精和柠檬酸，混匀后注入淀粉模中，凝结4分钟，凝结温度64℃，干燥24小时（固形物82Bx）脱模拌砂糖，于室温下过夜、包装。成品结实、耐嚼，较常规淀粉软糖易嚼，并有很好的平衡香气和酸味。

二、结冷胶凝胶性质在水果类制品中的应用及案例

结冷胶在非标准型的高糖果酱和果冻产品配方上是一个很好的配料。在日益流行的低糖水果涂抹制品上‚高甲氧基果胶作为被使用在标准型果酱上的凝胶剂‚它需要对pH环境进行很仔细的控制‚而且需要高糖的环境才能形成凝胶‚因此‚在低糖类产品中‚高甲氧基果胶不适合在低固型物环境中使用。

低甲氧基果胶或卡拉胶作为现在最为常用的结冷胶替代凝胶剂很多时候并不能提供令人满意的凝胶加工性和储存稳定性。

而结冷胶可以在加工过程中提供非常稳固的特性‚而且使得产品在运输和储存过程中都非常稳定‚由于结冷胶独特的凝胶质构以及非常低的使用量‚使得产品拥有极好的口感和外观。

结冷胶的这些优良特性对于产品制造商来说都是非常具有吸引力的。

实例1：果酱

果酱中固形物含量为38%，结冷胶用量0.2%，即可制得完美的低固形物果酱，若使用低甲氧基果胶或卡拉胶，用量分别为0.8%和1.0%。

实例2：多层果冻

使用0.5%的结冷胶和0.2%的黄原胶，可以制得色彩各异、风味不同的多层果冻，只需使用油溶性食用色素和香料，即可制成红、绿、黄、白等多种色泽和风味的彩色果冻，且不混色、不串味。

三、结冷胶流体凝胶在饮料类产品中的应用

结冷胶可以提供给饮料产品很多附加的优异特性‚不同的饮料可能需要用到不同的流体凝胶技术来达到稳定效果‚这种技术在其他的食品中也经常被使用‚包括蛋挞和肉汁等。液体凝胶可以通过在冷却环节不断搅拌混合流体以破坏正常的凝胶形成过程而得到。

非常低使用量的低酰基结冷胶产品和它的复结冷胶配型号产品都可以产生流体凝胶‚结冷胶在生产流体凝胶方面具有独特的优势‚具体见表4。

表4　用结冷胶形成液体凝胶的优势

结冷胶使用流体凝胶技术‚我们可以得到粘度很低的悬浮体系。低酰基结冷胶可以在0.012%的用量条件下产生透明的悬浮体系‚可以用来悬浮饮料中的小珠、果肉酱和果块。由于极低的用量‚结冷胶没有其它食品胶因添加量大而带来“胶质感”。

对于果汁饮料来说‚低酰基复结冷胶配型产品在0.3%的使用量下‚可以使悬浮果汁饮料中的果肉得到非常均匀的整体外观。

在饮料生产中‚可以采用热灌装‚然后让系统冷却而形成极弱的凝胶。如果摇动包装的话‚会破坏凝胶‚这会产生类似于通过在冷却环节不断搅拌混和流体以破坏正常的凝胶过程而得到可流动性胶体。

使用流体凝胶技术‚我们可以生产出可可奶、果肉悬浮或其他悬浮的饮料产品‚而且碳酸类的饮料也可以采用这种技术来改善口结冷胶感。

实例1：隐形饮料配方：

复合胶 0.25%

氯化钙 0.06%

水 99.71%

将复合胶在不断搅拌下加入水中，加热至90℃，保温3—5分钟，加入氯化钙溶液（预先溶解好），冷却，待形成凝胶后搅碎成所需大小的颗粒。灌注一定量的胶粒于空瓶中（添加量15%—20%），加入果汁，封口、灭菌后即制成含胶粒的果汁饮料。

实例2：胶化汽水配方：

蔗糖 10.5%

复合胶 0.055%

柠檬酸 0.12%

香精0.1%

氯化钙 0.06%

苯甲酸钠 0.016%

加水至 100%

实例3：果味爽饮料配方：

蔗糖 10.0%

复合胶 0.25%

柠檬酸 0.18%

香精 0.1%

氯化钙 0.06%

苯甲酸钠 0.016%

加水至 100%

将复合胶用5—10倍的糖预混，在不断搅拌下加入水中，加热至90℃，保温3—5分钟，加入氯化钙和柠檬酸溶液（预先溶解好），加香灌装、封盖。

四、结冷胶凝胶性质在甜品类产品中的应用及案例

在世界范围内‚水基的甜品凝胶有着广泛的应用‚而且质构多种多样。结冷胶可以满足这些不同的质构特点并具有非常优良的风味释放性。结冷胶做成的产品可以是即食的‚也可以是干混的的状态。

少量的结冷胶可以用在凝胶甜品中以提高产品的热稳定性和提高凝胶的形成温度‚这样就可以不使用冷冻设备而达到凝胶状态。结冷胶还可以提高其他凝胶的热稳定性‚这样当产品放在相对比较高温的环境中时‚产品的融化时间会变长。

实例1：莎白特配方：

蔗糖 24.0%

葡萄糖浆 2.0%

葡萄糖粉 1.0%

复合胶 0.45%（切割线用量为0.60%—0.65%）

柠檬酸 0.3%

将复合胶用5—10倍的糖预混，在不断搅拌下加入水中，然后加入剩余的蔗糖、葡萄糖粉和葡萄糖浆，加热至85℃，保温10分钟，然后冷却至2—4℃，老化1—2小时。加入配成50%的柠檬酸和香精、色素。用凝冻机凝冻，膨胀率控制在20%—40%，灌装、注模。

实例2：布丁冰淇淋配方：

蔗糖 10.0%

葡萄糖浆 7.4%

全脂奶粉 12.0%

糯米粉 0.5%

椰子油（或棕榈油）3.0%

复合胶0.4%—0.45%

加水至 100%

实例3：巧克力奶昔配方：

蔗糖 11.0%

全脂奶粉 11.0%

脱脂奶粉 4.8%

可可粉 0.4%

焦糖色素 0.8%

复合胶 0.35%

香精 0.1%

将复合胶用5—10倍的糖预混，在不断搅拌下加入水中，然后加入剩余的蔗糖、奶粉，加热至50—60℃。将料液进行均质、加热杀菌（85—90℃），保温10分钟，然后冷却，添加香料、色素，灌装。

五、用于生产人造食品

使用结冷胶生产人造食品明显比使用其他食品胶的效果要好得多，特别是生产人造水果块。例如，生产人造多香果块，结冷胶的使用量为0.7%，但如使用海藻胶则用量为1.0%，而其他加工性能远不及结冷胶，结冷胶可使人造果块在杀菌过程中不融化，并且在加工过程中保持着其特征外形，而且结冷胶可以用模具制造出形式多样、色彩丰富的动、植物形状，这是其他胶凝剂无法比拟的。

六、在饼馅和布丁中的应用

饼馅和布丁这类食品，过去一般使用淀粉或淀粉与蛋白质、磷酸盐混合物以提供饼馅和布丁所需的特征质构。但是使用淀粉的产品形体不稳定，口感一般。在使用变性淀粉代替一般淀粉后，这些缺陷才得以稍稍改善。若使用结冷胶代替部分变性淀粉，所得产品形体更加稳定，口感得到很大的改善。

七、用于焙烤制品的涂层或浇料

焙烤制品的涂层或浇料的品种很多，如敷于蛋糕或曲奇饼上的糖霜，多层蛋糕、面包圈、小甜圆面包等的表面涂层，结婚生日蛋糕、多层蛋糕等的花朵、叶子、镶边、打裥等用的装饰性涂层、滚边用的花饰涂层，面包圈、蜂蜜面包、炸馅饼、软点等的浇料及特殊的裱花凝冻等，以往常用琼脂、阿拉伯胶、刺槐豆胶、黄芪胶、瓜尔豆胶、果胶、海藻胶和黄原胶等凝结和稳定。

若用结冷胶同其他稳定剂复合替代，则可以显著降低琼脂等的用量（用量为2%），而且成型性、稳定性都优于其他胶，且用量只有0.05%—0.3%。如香草型水果蛋糕中，结冷胶的用量是0.3%，而淀粉和海藻胶的用量分别是3.0%和1.2%，卡拉胶和淀粉的用量为0.4%和1%，才能获得相似的质构。

八、在乳制品中的应用

在乳制品中结冷胶可以代替卡拉胶、明胶、海藻胶和果胶的使用，并能提供更优质的凝胶和稠度。在用量方面，结冷胶更具优越性。结冷胶加热到75℃可直接于乳中发生水合，在酸性乳制品如酸乳、发酵酸性稀奶油或直接酸化的奶凝胶中应用，必须同时加入CMC或瓜尔豆胶等胶体，以防止乳蛋白沉淀。

九、在宠物食品中的应用

结冷胶应用于听装凝胶宠物食品，取代传统的卡拉胶－刺槐豆胶－KCl凝胶宠物食品。结冷胶可与其他食品胶一起使用，如结冷胶与瓜尔豆胶和黄原胶一起使用可控制脱水收缩，与黄原胶和刺槐豆胶复配可降低脆性，结冷胶可取代凝胶宠物食品中大约一半量的卡拉胶混合物。

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