K-卡拉胶性质、用途与生产工艺
卡拉胶的词源来自爱尔兰的海滨城镇卡拉金。卡拉胶存在于许多种红藻类，如角叉菜、麒麟菜、杉藻、沙菜和银杏藻等的细胞壁中。
卡拉胶又名角叉菜胶、鹿角藻胶，是从红藻中提取的一种高分子亲水性多糖，具有极高的经济价值，是世界三大海藻胶工业产品（琼胶、卡拉胶、褐藻胶)之一。卡拉胶为食品添加剂，而食品级的卡拉胶为白色至淡黄褐色、表面皱缩、微有光泽的半透明片状体或粉末状物，无臭无味，口感粘滑。卡拉胶形成的凝胶是热可逆性的，即加热融化成溶液，溶液放冷时，又形成凝胶。卡拉胶因具有良好的保水性、增稠性、乳化性、胶凝性和安全无毒等特点而广泛应用于食品工业中，广泛用于制造果冻，冰淇淋，糕点，软糖，罐头，肉制品，八宝粥，银耳燕窝，羹类食品，凉拌食品等等。
卡拉胶的利用起源于数百年前，在爱尔兰南部沿海出产一种海藻，俗称为爱尔兰苔藓（Irish Moss），现名为皱波角藻（Chondrus crispus）,当地居民常把它采来放到牛奶中加糖煮，放冷，待凝固后食用。18世纪初期，爱尔兰人把此种海藻制成粉状物并介绍到美国，后来有公司开始商品化生产，并以海苔粉（sea moss farina）的名称开始销售，广泛用于牛奶及多种食品中。19世纪美国开始工厂化提炼卡拉胶，到19世纪40年代卡拉胶工业才真正在美国发展起来。我国在1973年在海南岛开始有卡拉胶生产。
卡拉胶的化学结构是由D-半乳糖和3，6-脱水-D-半乳糖残基所组成的线形多糖化合物。而根据半酯式硫酸基在半乳糖上所连接的位置不同，卡拉胶又可分为7种类型：k-卡拉胶、L-卡拉胶、r-卡拉胶、λ-卡拉胶、ξ-卡拉胶、φ-卡拉胶、θ-卡拉胶。而目前生产和使用的有k-型、L-型和A-型卡拉胶或它们的混合物，尤其以k-型多见。
卡拉胶的凝胶性能主要与其化学组成、结构和分子大小有关。卡拉胶凝胶的形成分为四个阶段：卡拉胶溶解在热水中时分子为不规则的卷曲状；温度下降的过程中其分子向螺旋化转化，形成单螺旋体；温度再下降，分子间形成双螺旋体，为立体网状结构，这时开始有凝固现象；温度再下降，双螺旋体聚集形成凝胶。
卡拉胶都能溶解于70℃以上的温水中，一般硫酸根含量越多越易溶解。在水中卡拉胶首先形成胶粒，加入蔗糖、甘油等可以改善其分散性或用高速搅拌器打破胶团达到分散效果。为促进卡拉胶的溶解，在食品工业生产中，一般使用80℃以上的热水对其进行溶解分散。
当卡拉胶溶液在PH值4.3，加热的情况下会失去粘度和凝胶强度。这是由于卡拉胶在低PH值时发生水解，将3,6-脱水-D-半乳糖的连接断开（Hoffmann等，1996）。在高温和低阳离子浓度下，水解程度增加。然而，一旦溶液的温度低于凝胶温度，钾离子可与卡拉胶上的硫酸盐基团结合，这样可以阻止水解现象的发生。
卡拉胶与其它水溶性大分子相比最大的不同之处在于它可以和蛋白质反应。卡拉胶分子上的硫酸根具有极强的负电荷。而蛋白质是一种两性物质，在等电点以下氨基酸和卡拉胶因持相反电荷而结合产生沉淀，在等电点以上的条件下，二者持相同电荷，有多价阳离子作为胶联剂和卡拉胶结合形成亲水胶体，在等电点由于多价阳离子为胶联剂与卡拉胶相结合而形成沉淀。
国内卡拉胶的生产以麒麟菜、沙菜为主要原料，一般工艺流程如下：
原料一洗净晾干一碱处理一洗涤至中性一酸化漂白一提胶一过滤—冷却切条一冻结脱水一解冻一干燥一成品。
碱处理、酸化漂白和提胶是卡拉胶生产的关键工艺。这些工艺处理地科学与否不但影响卡拉胶的性能和质量，而且对卡拉胶的提取率和生产成本有着重要的影响。
1）碱处理
朱敏等学者实验结果表明常温和高温条件下分别用KOH处理藻体时，得到的卡拉胶产品，无论是凝胶强度还是产率均明显优于同样条件下采用用NaOH处理得到的卡拉胶产品。
2）酸化漂白
黄家康等在研究沙菜卡拉胶漂白工艺时，得出了在酸化漂白工艺环节中用草酸再次酸化漂白，可以综合兼顾卡拉胶产品的色泽、出胶率和凝胶强度。
3）不同的提胶方法
汤毅珊等提出了用两种麒麟菜提取卡拉胶的新工艺，即高压空气提胶和高压蒸汽提胶，实验结果表明蒸汽高压提胶产率低于常压提胶且凝胶强度下降较大，而空气高压可以在较短的时间达到较高的产率。另外，提胶前用100U/g的纤维素酶对藻体进行预处理产率可提高3.69%。
基于卡拉胶具有的性质，在食品工业中通常将其用作增稠剂、胶凝剂、悬浮剂、乳化剂和稳定剂等。
- 卡拉胶具有独特的与牛奶中的蛋白起络合反应的能力，所以在乳饮料中可形成触变性的摇溶结构，防止由于颗粒间聚集而形成的沉淀。卡拉胶用于加可可粉制成的可可牛奶，加入卡拉胶作稳定剂则能使可可粉均匀地分散在牛奶中，防止可可粉形成沉淀。而果汁饮料放置时间稍长时，其中所含的细小果肉颗粒就会下沉影响外观。卡拉胶作为悬浮剂和稳定剂，能使细小的果肉颗粒均匀地悬浮在果汁中，大大减缓下沉的速度。同时，由于卡拉胶的粘度较低，不易造成糊口，并能改进饮用时的口感。以卡拉胶作稳定剂应用于固体饮料中，可改善其冲调性，且冲后饮料稳定不易分层。
- 卡拉胶在酒饮料中可作为澄清剂，也可作为泡沫稳定剂。由于卡拉胶能与蛋白发生作用，因此它是一种有效的麦汁澄清剂，使产品澄清透明，有利于酵母生长，并有利过滤，降低过滤损耗，提高麦汁得率，改善啤酒的生物稳定性，延长啤酒的保质期。
- 卡拉胶用于火腿及火腿肠上具有凝胶、乳化、保水、增强弹性等作用，最主要是提供适当的保水性。即使用来制造高制成率的产品时，它也有良好的持水性，并且由于它能够与蛋白质络合，提供了相当好的组织结构，使产品具有细腻、切片良好、口感好等功能，是制作火腿肠必须的一种添加剂。
- 卡拉胶因具有独特的凝胶特性而成为果冻首选的凝胶剂，以卡拉胶制成的水果冻富有弹性且没有离水性。它可取代通常用的琼脂、明胶及果胶等。用琼脂做成的果冻弹性不够，价格较高；用明胶做水果冻的缺点是凝固和融化点低，制备和贮存都得低温冷藏；用果胶做的缺点是在需要加高浓度的糖和适当的pH时才能凝固。
生产方法
1.将海藻洗净、晒干，放入提取锅中，加入30～50倍水(或适量碱液)，用蒸汽加热(100℃左右)40～60min，过滤，边搅拌边向过滤出的提取液中加入醇类溶剂，离心分离，沉淀经滚筒干燥，粉碎可得产品。以滚筒干燥时，需添加单、双甘油酯或聚山梨醇酯做滚筒脱离剂。
类别
有毒物质
毒性分级
高毒
急性毒性
口服-兔 LDL0: 3 毫克/公斤
可燃性危险特性
热分解辛辣刺激烟雾
储运特性
库房低温通风干燥; 与食品原料分开存放
灭火剂
水,二氧化碳, 泡沫, 干粉
K-卡拉胶
上下游产品信息
上游原料
下游产品