食品胶体的凝胶机理及协同作用研究进展

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1、食品胶体的凝胶机理及协同作用研究进展王素娟武汉生物工程学院食品胶在食品工业的发展屮是不可或缺的，随着国N外近几十年來食品胶的发展，其在大量的加工食品中的重要性与日倶增，对进一步提高食品的感官品质和质量，使人们饮食生活更丰富，在食品的加工过程中加入食品胶体是有必耍的。关键词：食品胶体;凝胶机理;协同作用;食品胶是一种高分子量的亲水性聚合物，广泛应用于食品工业。同时，一些天然产物（包括植物、动物和微生物食品原料）被成功地加工成适当的食物，往往是依靠食品胶来完成的，从而提高食品技术的迅速发展，对食品工业有重要的促进作用。正因

2、为如此，食品胶的研宄和开发己经在食品配料行业领域非常活跃。因而，今后对于食品胶体需要进行深入的研究探讨。一、食品胶体食物的六个基木成分是水、脂肪、碳水化合物、蛋白质、维生素和矿物质。以单糖为基本单元的碳水化合物在食品加工中属于重要组成部分，其排列方式是聚合物、多糖，大多数食品胶是由多糖组成的。食品胶一般是溶于水的，在一定条件下其溶于水的液体可以作为增厚、粘连、凝胶形成硬度、脆性、紧凑性、乳化稳定性和悬浮的状态，食品加工过程中会有不同方面的要求，如形状、硬软、脆、粘、浓等，所以它通常被称为食品增稠剂、凝胶剂、偶联剂、稳定

3、剂、悬浮剂，食用胶一般都是由亲水的高分子化合物与液态水的融合而形成，它也被称为胶体LQo食品胶体在自然界分布广泛，根据来源可分为:作物或植物种子实体，如瓜尔豆胶、刺槐豆胶;植物坚果和罗望子胶，胶分泌物木瓜种子，树木如阿拉伯、吴彤刺胶;从植物果皮中提取的果胶，如魔芋胶的茎;从树干中提取，如落叶松胶;从植物的叶子，如蔬菜和芦荟多糖粘液，从海藻中提取的叶;琼脂、卡拉胶、海藻酸钠;微生物代谢产物如黄原胶、结冷胶等;并利用天然高分子的化学改性淀粉、羧甲基纤维素及其衍生物组合。0前食品工业中使用的食品胶约有50种，因此有必要对其进

4、行合理分类，以便更方便地学习和记忆。屮国的“食品胶和工业胶手册”的书屮，把食品胶业分为三类:一是天然食品胶和胶业，二是半合成食品胶和胶业，三是用于食品和工业胶粘剂的合成等等。食品增稠剂的书中，食品增稠的来源种类分为四类，即:增稠剂的植物渗出液;增稠剂植物种子、海藻;通过使含有原材料的动物蛋白增稠剂;通过半合成增稠剂的天然材料。二、食品胶体的凝胶机理食品胶体影响食品的质地和质量，而蛋白质凝胶是食品胶体的一种。蛋白质食物胶通常由氨基酸组成，受空间结构的类型、数量和排列方式的直接影响和制约。然而，蛋白质形成凝胶的机制太复杂，

5、需要更先进的技术来研宄。凝胶特性是食品胶体中最重要的。在蛋白质的功能特性方面，很久以前就冇人类的蛋白质凝胶性能的凝胶食品，就是最典型的屮国豆腐和西方奶酪。然而，与凝胶蛋白质动力学的机制尚未完仝了解。随着现代分析技术和方法的发展，蛋白质凝胶作用机理和过程的研宄取得了很大成就，综述了蛋白质凝胶作用机理的研宄进展。凝聚法在凝胶食品加工中发挥着重要的作用。它们可以形成食物所需的纹理，并导致不必要的沉淀或分层。因此，研究凝胶形成的特性对食品结构的稳定和形成具冇重要意义，可以通过控制凝胶反应来优化食品加工过程，提高食品品质m。当适

6、度变性的蛋白质分子聚集形成一个规则的蛋白质网络时，这个过程就称为凝胶作用。1948年初，有科学家提出了蛋白质凝胶形成的两个步骤:第一步是通过热变性和打开蛋白质多肽的自然构象;第二步是对聚合和形成大分子凝胶的蛋白质进行变性。蛋白质分子的解聚和伸展暴露了反应基团，特别是球蛋白的疏水基团，有利于蛋闩质间的相互作用。一个白球肌在肌肉蛋白屮形成凝胶的最重要因素是因为凝胶可分离条件良好，其他肌原纤维蛋G如肌动蛋G调节蛋G和细胞骨架蛋白不能形成凝胶，但肌球蛋白凝胶形成的粘弹性能有重耍的影响。肌球蛋白解链变性是一个过程，括增加的物质，

7、因为肌球蛋白键的稳定构象需要休息，需要增加混乱的程度，所以求解过程容易变性，温度较高吋，随着自由能减少，肌球蛋內的聚集是降低过程的混乱。聚集过程屮化学键的形成是一个放热过程。当肌球蛋白单体形式分散在高离子强度中，第一个是肌球蛋白头片段聚集，可能是由稀疏基;然后尾交联，含有肌球蛋白分子螺旋的构象变化;在低离子强度的溶液中的肌球蛋白存在于纤维的状态并通过肌球蛋白头纤维相互交联，其影响相对较小。蛋0质凝胶的形成是一个动态的聚集过程，在聚集过程屮，吸附和排斥处于平衡状态，从而形成大量的水可以保持高度有序的三维网络结构或基质。一

8、般认为，凝胶网络的形成是蛋白质、水的相互作用以及和邻肽链与排斥力之间的平衡结果。凝胶的结构及其物理和化学性质的相对速率取决于蛋白质的变性和聚集率，聚合速度比较慢，这有利于在更详细的凝胶网络的形成。三、食品胶体的协同作用就一般而言，食品胶会因为类型差别导致构造、粘稠、流变存在较大的差别性。即便是同种食品胶类型，也会随着相对质量的增加