卡拉胶的制备

背景及概述^[1][2]

角叉(菜)胶又名角叉菜胶，卡拉胶，由海藻中的角叉菜及麒麟菜经熬煮、沉淀、脱水、干燥而得，一般是白色或淡褐色颗粒状或粉末，无臭或略带臭，无味，有的略带海带味。卡拉胶可反复加热熔化，冷却又形成凝胶，是热可逆性的，相比之下卡拉胶的凝胶强度不如琼脂，但透明度高于琼脂。凝胶的凝固性受钾、铵、钙等阳离子的浓度的增加而升高，卡拉胶的水溶液相当黏稠，一般来讲，λ型卡拉胶黏度最高，κ型黏度最低，但同比都较琼脂为高，卡拉胶的熔化温度较凝胶温度高，κ型差 别大致为10～15℃，而ι型大致为5℃。卡拉胶很稳定，长期存放不会很快降解，存放一年其强度的降解基本不变，比果胶及海带类多糖的稳定性好得多。在中性及碱性溶液中也很稳定，pH9 时最稳定，即使加热也不水解。但在酸性溶液中，尤其在pH4以下则易发生酸催化水解，从而使其黏度与强度降低。在食品工业中主要利用其凝胶性、增稠性及稳定性，其次利用其改变食品的风味和外观。在可可牛乳、可可麦乳精和可可糖浆中卡拉胶起悬浮剂和稳定剂作用。在牛乳和仿乳制品中，用量为0.02% ～0.04%，可起稳定和改善口感的作用。在淡炼乳中添加0.005%的κ型卡拉胶，可以防止牛乳在浓缩过程中脂肪分离。在水果和鱼子酱罐头中作为凝胶剂或凝固剂，不受产品可溶性固形物多少和pH的限制。

制备^[2]

卡拉胶是从红藻中提取的天然多糖植物胶，广泛应用于食品工业、化学工业及生化、医学研究等领域中。由于卡拉胶的诸多物理化学特性，令人满意的弹性，透明度及溶解性能扩展了卡拉胶应用范围；安全无毒的特性已被联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(UECFA)所确认。因此近年来，卡拉胶在国内外发展迅速，需求量大增。因而，提高卡拉胶的制备效率以及制备质量尤为关键。现阶段生产卡拉胶的方法主要通过用热水或热稀碱液提取，或者用浓碱液处理后用热水提取，再将提取液冷冻脱水，干燥便得成品。此种方法存在很多缺点，首先，在碱处理时，海藻发生胶溶，损失较大；并且细胞壁的纤维素组织结构不易被破坏，胶质没有彻底溶出，浪费原料，提取效率较低，提取胶质透明度和纯度不高。传统工艺一般采用过滤后冷却，卡拉胶形成凝胶慢，能耗高；采用压榨脱水，压榨后卡拉胶块水分含量为80-85％，含水量较高。

CN201010298869.0提供一种高效率生产卡拉胶，并且透明度和纯度高的卡拉胶的提取与加工工艺。包括如下步骤：

(1)清洗：将麒麟菜用10-25倍的水浸泡清洗3-8小时；

(2)碱处理：将清洗后的麒麟菜用6-8％氢氧化钠和5-7％的氯化钾混合液在50℃下碱处理10-24小时；

(3)水洗：将碱处理后的麒麟菜用水进行冲洗浸泡至PH值为中性，用浓度为0.05-0.3％的盐酸溶液调PH值成弱酸性；

(4)酶解：将水洗后的麒麟菜用热水浸泡，调整温度至40-60℃，加入0.5-1.0％的纤维素酶，在45℃-50℃下酶解1小时；酶解后升温至90℃以上，灭酶10分钟；

(5)提取：将酶解后的麒麟菜用60℃-90℃的热水煮胶1小时，煮胶过程中不断搅拌；

(6)过滤：将煮好的粗胶液趁热过滤，过滤后滤渣中含胶量低于0.5％；

(7)钾化：待过滤后的卡拉胶胶液通过换热冷却至30℃-35℃，将配制好的5-6％的氯化钾溶液缓慢加入卡拉胶胶液中，使卡拉胶絮凝沉淀，待絮凝沉淀完全后静止30分钟老化；

(8)脱水：将钾化后的卡拉胶絮凝物脱水得到水分含量为65-75％的卡拉胶胶块；

(9)粉碎：将离心后卡拉胶胶块粉碎风送至烘干工序；

(10)烘干：将粉碎后的卡拉胶送至烘干器，在70℃左右进行烘干，烘干后卡拉胶 水分≤12％；

优选的是：所述的脱水包括以下步骤：

(1)压滤脱水：将钾化完全后的卡拉胶絮凝物用板框压滤机脱水，使胶块的水分含量在85-95％；

(2)酒精脱水：将压滤脱水后的胶块与配比度为65°-95°的酒精按1∶1-1∶4比例混合，在脱水罐中间歇搅拌脱水1-8小时；

(3)离心脱水：将酒精脱水后的卡拉胶用离心机离心脱水，得到水分含量为65-75％的卡拉胶胶块；

优选的是：所述的过滤用微孔的板框过滤机过滤。

本发明的有益效果为：

①采用酶生物工程方法提高卡拉胶的提取率和质量，降低生产周期和能耗，本工艺将水洗后的麒麟菜用热水浸泡，加入纤维素酶酶解，尽量破坏细胞壁的纤维素组织结构，使胶质能够彻底溶出，提高了卡拉胶的提取率；同时降低了煮胶的时间和温度，提高了产品的得率，减少了蒸汽消耗。酶解过程中小分子色素同时溶出，使提取出的卡拉胶透明度和纯度提高。

②过滤后胶液中加入5-6％的氯化钾溶液，使卡拉胶形成絮凝沉淀，使卡拉胶絮凝进行浓缩。

③采用酒精脱水的方法使卡拉胶胶块的水分含量降至65-75％，同时杀灭卡拉胶的微生物；本工艺采用酒精脱水，含水量大大降低；同时酒精还有很好的杀菌作用，对细菌、霉菌、大肠菌群、沙门氏菌等有很好的杀灭作用，有利于加工过程中抑制微生物繁殖，从而达到消毒灭菌抑菌的效果。

本发明的卡拉胶提取方法具有提取效率高，原料利用率充足，提取的卡拉胶透明度和纯度优良的优点。

主要参考资料

[1] 中华烘焙食品大辞典·原辅料及食品添加剂分册

[2] CN201010298869.0 一种卡拉胶的提取与加工工艺