琼脂

复杂的水溶性多糖化合物

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琼脂是什么

琼脂

琼脂(Agar)又称洋菜、洋粉、石花胶、琼胶、寒天等,是以红海藻纲的石花菜(Gelidium)、江蓠(Gracilaria)等为原料,采用科学方法精炼提纯的天然高分子多糖物质。琼脂含有多种元素,并具有清热解暑、开胃健脾之功能,它在食品工业、医药工业、日用化工、生物工程等许多方面有着广泛的应用,是目前世界上用途最广泛的海藻胶之一。

琼脂基本?#38382;?/span>

中文名称琼脂中文别名琼胶、洋菜、海东菜、冻粉、石花胶
英文名称agar外观类白色或淡黄色均匀粉状或条状
分子式(C12H18O9)nCAS9002-18-0
原料 石花菜、江篱等红藻质量规格标准GB1886.239—2016食品安全国家标准 食品添加剂琼脂

琼脂原料来源

生产琼脂的主要原料是石花菜、江蓠、鸡毛菜(Pteroclad1a)、凝花菜(Gel1d1ella)等属中的各种红藻。最主要的是石花菜和江蓠藻,龙须菜、石花菜、坛紫菜是我国优质的三种琼脂海藻提取原料。琼脂为亲水性胶体,分有条状和粉末状,不溶于冷水,易溶于热水。琼脂在工业上具有独特的重要性,琼脂的浓度即使低至1%仍能形成相当稳定的凝胶(冻胶),是食品工业、化学工业、医学科研所必需之原料。

琼脂的特性

琼脂的最有用特性是它的凝点和熔点之间的温度相差很大。它在水中需加热至95℃时才开始熔化,熔化后的溶液温度需降到40℃时才开始凝固,所以它是配制固体培养基的最好凝固剂。用琼脂配制的固体培养基,可用以进行高温培养而不熔化,在凝固之前接种时,也不致将培养物烫死。因此,琼脂是制备各种生物培养基中应用最广泛的一种凝固剂。琼脂的浓度,通常是液体培养基的1~1.5%。

琼脂的性状

用藻类制成的琼脂是半透明、无定形的粉末、薄片或颗粒。加工生产主要分布在山东、辽宁、广东各省均有加工生产。琼脂外形有细条、长条、薄片、小块等几种不同形体,以细条为佳。国外产地为日本、朝?#30465;?#26032;西兰、美国和俄罗斯。琼脂不溶于冷水,能吸收相当本身体积20倍的水。易溶于沸水,稀释液在42℃(108℉)仍保持液状,但在37℃凝成紧密的胶冻。琼脂为细胞壁的组成成分,含有复杂的碳水化合物、钙与硫酸盐。

优质琼脂的特征

体干、色白亮、洁净透明度高,弹性大,坚韧,?#21619;?#24378;。

劣质琼脂的特征

色黄且乌暗、不透明,弹力弱,干硬较脆,不坚韧。

假琼脂的特征

外观白而没有光泽,杂质含量高,透明度很差(注:1%浓度的水溶液溶解后,可发现大量的水中不溶物)。如果用冷水或温水浸泡30?#31181;?#24038;右,它很快就吸水膨胀复原,而真琼脂没有这种现象。

琼脂的安全性

琼脂已被美国食品与药物管理?#33267;?#20026;公认安全的产品,已获准作为食品添加剂并作为专题载人《美国药典?#27867;汀?#32654;国食品化学品药典》中。

琼脂的质量指标(检验方向)

琼脂在工业上具有独特的重要性。琼脂的浓度即使低至1%仍能形成相当稳定的凝胶(冻胶)。琼脂的浓度在1%~2%范围内变化将直接影响凝胶的强?#21462;?#29756;脂的高凝胶温度使琼脂具有另一种极其有用的独特性质。

琼脂的质量指标(检验表)

项目 GB 1975 1980 FAO/WHO,1995 FCC(Ⅳ)
干燥失重/% 22.0  22 20
灼烧?#24615;?#21547;量/% 5 5 6.5
酸不溶性灰分/% 0.5 0.5
吸水力 合格 合格 合格
水不溶物含量/% 1 1 1
砷含量(以As计) /% 0.0001 0.0003 0.0003
铅含量(以Pb计) /% 0.001 0.0005 0.0005
重金属含量(以Ph计) /% 0.004 0.001 0.001
淀粉和糊精 合格 合格 合格
明胶和其他蛋白质 不得检出 不得检出 不得检出

琼脂质量指标(GB1886.239—2016)

目前,琼脂执行的质量规格标准为《GB 1886.239-2016 食品安全国家标准 食品添加剂 琼脂》,该标准代替GB1975—2010《食品安全国家标准 食品添加剂 琼脂(琼胶)》。GB 1886.239-2016明确规定琼脂范围、技术要求(感官要求、理化指标)、检验方法等,于2016年08月31日发布,2017年01月01日起实施且也是最新琼脂质量规格标准。

琼脂的技术指标( GB1886.239—2016)

a、感官要求:应符合表1的规定。

b、理化指标:应符合表2的规定。

表1 感官要求

项目 色泽 状态 气味
要求 类白色或淡黄色 均匀粉状或条状 具有本产品固有气味,无异味,无?#30899;?#24615;气味
检验方法 a:取试样置于清洁、干燥的白瓷盘中,在?#21248;?#20809;下,观其色泽和性状,嗅其气味。当怀疑试样有异味时,可取少量试样置于密闭的锥形瓶中并浸泡于60℃~70℃水浴,5min后打开杯盖,同时立刻嗅闻杯口处上方区域


表2 理化指标

项目 要求 检验方法
水分,w/% ≤ 22.0  GB5009.3a
灰分,w/% ≤  5.0 GB5009.4b
水不溶物,w/% ≤ 1.0   附录A中A.3
淀粉试验  通过试验 附录A中A.4
明胶试验  通过试验 附录A中A.5
铅(Pb)/(mg/kg) ≤ 3.0  GB5009.75
砷(As)/(mg/kg) ≤ 3.0  GB5009.76
a 称取试样1g~2g,b 称取试样1g。

琼脂主要功效

用麒麟菜、石花菜提取物制成的琼脂,是一种重要的海藻胶,无色,无固定形状,但属于固体,可溶于热水中。琼脂可用来制作冷食品和微生物的培养基等。琼脂通常被称为洋菜或洋粉,也叫石花胶,但它不同于另一种同样生长在沿海附近岩石和碎珊瑚上的藻类食物琼枝。后者又称为海菜或胶麒麟菜,也含有琼胶、多糖和黏液质,常被煮成胶冻状食用,或用开水烫泡后加适量姜、醋拌食,?#37096;?#20837;配方水煎服,主治支气管炎、肺炎、?#21040;帷?#32928;炎等,有降脂作用。

琼脂能在肠道中吸收水分,使肠内容物膨胀,增加大便量,?#30899;?#32928;壁,帮助改善便秘。所以经常便秘的人可以适当食用一些石花菜。琼脂富含矿物质和多种维生素,其中的褐藻酸盐类物质有降压作用,淀粉类硫酸脂有降脂功能,对高血压、高血脂有一定的防治作用。可清肺化痰,清热祛湿,滋阴降火,凉血止血。

琼脂的物理性质

食品工业上用的琼脂有条状、片状、粒状、粉状等,色泽由白到微黄,具有胶质感,无气味或有轻微的特征性气味,口感黏滑;不溶于冷水,在冷水中浸泡,缓缓吸水膨润软化,吸水率可达20倍;易溶于沸水,在沸水中极易分散成溶胶,溶胶呈中性;缓溶于热水;含水时柔软而带韧性,不易折断,干燥后发脆而易碎。琼脂为亲水性胶体,其溶液称为溶胶。

食后不被酶分解,几乎无营养价值。0.5%低浓度的溶胶,冷却后也能形成坚实的凝胶。1%的琼脂溶胶凝胶强度--般在300~500g/cm2左右,优质的达500g/cm2以上。该凝胶在42C固化,其凝胶即使在94C也不熔化,有很强的弹性。琼脂溶胶的凝固温度很高,一般在35C?#32431;?#21464;为凝胶。质量分数1.5%的琼脂溶液在32~39C可以凝结成坚实而有弹性的凝胶,生成的凝胶在85C以下不熔化为溶胶。琼脂的这种特性可以区别于其他海藻提炼出来的胶。琼脂之所以具有特殊的应用,就是因为同一浓度的琼脂溶胶的凝胶温度和凝胶的熔化温度不同。另外,琼脂还具有在水中发生溶胀的能力。5%~10%的琼脂溶胶具有高黏?#21462;?

琼脂的?#20998;剩?#20197;凝胶能力衡量)

优质琼脂,0.1%的溶液?#32431;?#33014;凝;一般?#20998;?#30340;,胶凝浓度应低于0.4%;较差的,浓度在0.6%以上才能胶凝。琼脂的主要组成和性质如下:可溶性无氮物73.5%,粗蛋白质2.5%,粗脂肪0.5%,灰分3.5%,水分20.0%,凝胶熔点82~100%C,凝固点28~40C,胶凝浓度0.1%~0.6%,吸水率9~20倍,色泽透明、无色。

琼脂水凝胶的纯品是相当稳定的,那些经过消?#23616;?#23384;于密封容器中的高强度琼脂凝胶具有和干琼脂同样的稳定性。但是,低强度琼脂凝胶比干琼脂容易霉坏。只有少数细菌在新陈代谢过程中以琼脂为营养物,如某些经精心培养的酵母能使琼脂降解,这就可以作为琼脂比其他天然胶具有更大的稳定性的依据。琼脂中金属和非金属元素的含量很重要,对于研究细菌所利用的琼脂,金属和非金属元素的含量尤其重要)。

琼脂的化学结构

琼脂是由有凝胶能力的琼脂糖和无凝胶能力的琼脂果胶组成,它的结构是由个a-(1,3)-D-吡喃半乳糖和2个a-(1,4)-L-2,6-脱水吡喃半乳糖交替连接而成,只能在沸水中溶解,是目?#30333;?#26377;效的中性胶凝剂,形成的凝胶坚硬、脆、粗糙,但琼脂的凝胶具有显著的温度滞后性,低浓度的琼脂具有较好的热稳定性和悬浮性。

琼脂糖是两个半乳糖组成的双糖。琼脂胶与琼脂糖结构类似,不同之处是可被硫酸酯化。作为胶凝剂的琼脂糖,是不含硫酸酯(盐)的非离?#26377;?#22810;糖,是形成凝胶的组分,其大分子链链节在1,3-苷键交替地相连的β-D一吡喃半乳糖残基和3,6-a-L-吡喃半乳糖残基。而琼脂果胶是非凝胶部分,是带有硫酸酯(盐)、葡萄糖醛酸和丙酮酸的复杂多糖,也是商业提取中力图去掉的部分。商品琼脂--般带有2%~7%的硫酸酯(盐),0~3%的丙酮酸及1%~3%的甲?#19968;?#30002;?#19968;?-般连接在D-半乳糖的C6或L-半乳糖的C2位置上。甲?#19968;?#30340;存在有助于提高琼脂的凝胶强度及凝胶温度,而硫酸酯及丙酮酸基团的存在则使其凝胶强度减弱,在琼脂提取时由碱处理可除去部分硫酸酯。通常,石花菜和鸡毛菜属红藻有较高的琼脂糖及较低的甲?#19968;?#21547;量,而江蓠藻属一般含较高的硫酸酯(盐),因此,琼脂的胶凝能力的强、弱取决于品种来源或其中硫酸酯(盐)含量及提取条件等。

琼脂的化学结构图

琼脂的化学结构图

琼脂的性质

琼脂的溶解性和胶凝性与其组分有关,如果琼脂的硫酸酯(盐)含量高,则溶解速度快,溶解温?#28982;?#30456;应降低。琼脂不溶于糖溶?#28023;?#39135;品配方中含有琼脂时应将糖加人热琼脂溶液中。一般热琼脂溶液降温至40C以下即形成凝胶,精确的凝胶温度取决于琼脂中的甲?#19968;?#21450;硫酸酯(盐)含量。将琼脂凝胶加热至85C以上又熔化为琼脂溶?#28023;?#29756;脂的凝胶温度与熔化温度之差非常之大,但琼脂中硫酸酯(盐)含量的增加导致熔化温度明显下降。0.2%浓度的琼脂?#32431;?#25104;凝胶,组织结构为具有一定强度的脆性胶,在口中不熔化,具有不同于其他食品胶的口感。但琼脂凝胶透明性差,冷冻后发生脱水收缩,琼脂也是不耐酸性的胶凝剂,但对酸的耐受性在高糖含量体?#31561;?#26524;酱、糖果中可提高。

琼脂凝胶质硬,用于食品加工可使制品具有明?#27832;?#29366;,但其组织粗糙,表皮易缩起皱,质地发脆。当与卡拉胶复配使用时,可克服这些缺陷,得到柔软、有弹性的制品。琼脂与糊精、蔗糖复配使用时,凝胶的强度升高,而与海藻酸钠、淀粉复配使用,凝胶强度则下降;与明胶复配使用,可轻度降低其凝胶的破裂强?#21462;?

琼脂耐热,但长时间加热,特别是在酸性条件下长时间加热,可失去胶凝能力。琼脂的耐酸性高于明胶和淀粉,低于果胶和海藻酸丙二醇酯。

琼脂溶液的性质

1、黏度

琼脂和类琼脂溶胶的黏度明显地受到琼脂原料和提取琼脂所采用的工艺的影响。

琼脂和由江蓠藻提取的浓度为1.0%~1.5%的类琼脂溶胶的相对黏度的研究结果已有报道。若溶胶的pH保持在4.5~9.0,琼脂溶胶的黏度值相对地恒定。而在pH为6.0~8.0时,离子强度和老化时间对琼脂溶胶的黏度影响不大。恒温时,只要胶凝现象一发生,琼脂溶胶的黏度就将随时间的增长而增大。

2、胶凝温度

在多糖类物质中,琼脂具有独特的性质。琼脂溶胶的胶凝温度远低于凝胶的熔化温?#21462;?#29756;脂的很多应用就依赖于这种显著的温度滞后现象。不同原料制成的琼脂和类琼脂的同浓度溶胶具有明显不同的胶凝温度,而且几乎各自保持一-定的温度范围。但来自丝状江蓠藻的类琼脂则例外,随着季节性的变化,其溶胶的胶凝温度相差20C以上。而琼脂糖溶胶的胶凝温度和其本身的甲氧基化的程度有关。

对于同一种海藻,无碱法所得琼脂无论是胶凝温?#28982;?#26159;熔化温度都比碱处理后的要低,一般来讲,胶凝温度高的,熔化温度也高。

有几个比较特殊的琼脂样品:一是碱处理后的龙须菜琼脂,具有特别高的熔化温度,如浓碱法龙须菜琼脂的熔化温度超过100C;二是碱处理后的坛紫菜琼脂,具有特别高的胶凝温度(高于37.5C)和特别低的熔化温度(低于90C)。

甲氧基被公认为是一个影响胶凝温度的重要因素。琼脂的胶凝温度与甲氧基的取代位置及含量有关,Gueseley在1970年的研究中曾表明,随着-OCH3含量的增加,胶凝温度也增高。坛紫菜琼脂胶凝温度较龙须菜琼脂和石花菜琼脂高。光谱数据证明,坛紫菜琼脂D-半乳糖部分6位有甲氧基取代,可以从这方面来解释它们胶凝温度高的原因。

3、凝胶熔化温度

琼脂凝胶的熔化温度是琼脂浓度和平均相对分子质量的函数。含干琼脂1.5%的琼脂和类琼脂凝胶的熔化温度为60~97C。

4、极限浓度

凝胶极限浓度是基于测定在标准状态下形成特定的凝胶所需琼脂固体的浓?#21462;?#20854;测定结果与琼脂本身作为乳化剂、稳定剂和保护剂的能力密切相关,其极限浓度范围在0.2%~2.0%。

琼脂与电解质的相互作用

加人电解质对琼脂的胶凝性能影响很大:氯化钙、磷酸二氢钙两种钙盐均可使琼脂的胶凝性能降低,而且使琼脂的溶解性降低;氯化钠、焦磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸三钠、磷酸二氢钾使琼脂的凝胶强度(缩写为CS,单位为Pa)有不同程度的降低,氯化钠使其持水性、黏弹性降低,而几种磷酸?#21619;?#20854;黏弹性、持水性有不同程度的提高;0.5%的焦磷酸钠、磷酸三钠、磷酸二氢钾都会使其凝胶颜色加深;钾明矾的加人使琼脂的胶凝性能显著下降而且变得难溶,这是由于明矾对高分子多糖的絮凝作用所致。六偏磷酸钠、氯化钾、磷酸二氢钾?#19978;?#33879;地提高琼脂的胶凝性能,包括凝胶强?#21462;?#36879;明?#21462;?#40655;弹性、持水性、溶解性等均有不同程度的提高。通过对这三种电解质进一步进行研究,其结果见表2-20。其中琼脂的添加量为总胶液量的1.5%。

琼脂与其他食品胶的相互作用

保持总胶液浓度1.5%不变,用一定比例的其他食品胶代替琼脂,各种食品胶对琼脂的作用介绍如下。

1、?#20493;?#33014;、角豆胶、瓜尔胶、黄原胶、明胶对琼脂凝胶的影响

?#20493;?#33014;在0~14%的添加比例范围内增强琼脂的凝胶强度(CS),3%~5%为最适添加比例,凝胶强度提高16%左右,而且可明显提高其持水性和黏弹性对透明度影响不大。角豆胶在0~2.5%的添加比例范围内增强琼脂的凝胶强度,以0.5%~1.5%的添加比例范围内对琼脂有较强的增效作用,在添加量为5.0%时可使琼胶的凝胶强度提高5.6%,并且能维持其良好的持水性和黏弹性,但透明度变差。明胶在0~8%的添加比例范围内能增强琼脂的凝胶强度,3.0%左右为最适添加比例,其凝胶强度提高13.6%左右。低比例的明胶可提高琼脂的透明度和黏弹性,对持水性影响不大。瓜尔胶的加入,使凝胶强度和透明度均下降,但对其持水性和黏弹性有明显的改善。因此,?#20493;?#33014;、角豆胶、黄原胶、明胶与琼脂之间存在着协同增效作用,呈现相似的变化趋势,只是增效程度和最适添加范围不同。

而瓜尔胶与琼脂产生拮抗作用,这主要是由它们的分子结构所决定的。?#20493;?#33014;、角豆胶都是由半乳甘?#27602;?#31958;残基构成,以甘露糖残基为主链,平均每隔4个毗邻的甘露糖残基就连接1个半乳残基支链,但支链倾向于连接在--系列连续的甘露糖残基上形成“毛发链段”和“光秃链段?#20445;?#21487;与琼脂双螺旋结合,产生附加交联以增强凝胶强度,而“毛发链段”虽不能与琼脂双螺旋键合,但可增强凝胶的黏弹性、持水性,且不易发生脱液收缩。黄原胶为类似琼脂的双螺旋结构,少量的黄原胶分子可与琼脂分子共同形成三维网状结构,超过一-定比例则会阻碍琼脂分?#21448;?#38388;的交联,使琼脂的凝胶强度降低。明胶为a-氨基酸构成的单股螺旋,且含有较大比例的甘氨酸,同样具有类似?#20493;?#33014;的“毛发链段”和“光秃链段?#20445;?#21487;用类似的机理来解释。瓜尔胶虽然也是由半乳甘?#27602;?#31958;分子构成,但每隔2个甘露糖残基连接1个半乳糖残基,侧链密而且很短,?#20160;?#33021;与琼脂分子交联,反而会阻碍其交联。琼脂的凝胶强度随瓜尔胶的增加而降低。

2、卡拉胶、海藻酸钠、果胶对琼脂凝胶的影响

卡拉胶在一定比例范闱内(0~11%)与琼脂发生协同增效作用,在0~5.0%范围内,随着卡拉胶添加比例的增加,琼脂的凝胶强度迅速增强,在添加比例为5.0%时,凝胶强度比对照提高12.8%,随着?#31181;?#28176;降低,而?#20197;?#20302;比例范围内添加卡拉胶的琼脂,其黏弹性、持水性比单一琼脂凝胶好,透明度变化不大。卡拉胶具有类似琼脂的双螺旋结构,可用类似黄原胶的增效机理来解释。海藻酸钠、果胶与琼脂发生拮抗作用,随着这两种胶所占比例的增加,琼脂的凝胶强度?#26412;?#38477;低,果胶降低琼脂的凝胶强度要比海藻酸钠更快。果胶和海藻酸钠均为直链的高分子化合物,无明显的侧链基团,故无法与琼脂分子交联,反而会阻碍琼脂分?#26377;?#25104;凝胶,因此,与琼脂之间产生拮抗作用。

3、糊精、β-环状糊精、羟丙基淀粉、淀粉、羧甲基纤维素钠对琼脂凝胶的影响

糊精在添加比例为0~11%的范围内,与琼脂存在协同增效作用,在添加比例为5.0%时,可使琼脂的凝胶强度提高11.6%,同时使琼脂黏弹性、持水性有明显提高。生产糊精的原料一淀粉、直链淀粉和支链淀粉所占比例不同,水解程度不同,这样所得糊精的结构就可能出现类似?#20493;?#33014;的“毛发链段”和“光秃链段?#20445;?#19982;琼脂分子产生协同增效作用。β-环状糊精、淀粉、羟丙基淀粉、羧甲基纤维素钠的加人,均使琼脂的凝胶强度迅速下降,呈现相似的变化趋势。这是由它们的分子结构所决定的,它们不能参与琼脂分子所形成的三维网状结构,反而阻碍琼脂三维网状结构的形成,故与琼脂分?#21448;?#38388;产生拮抗作用。

食用胶对琼脂的实验结果

种类 最适加入量/% 凝胶强度提高率/% 透明度提高率/% 黏弹性 持水性
?#20493;?#33014; 3.0~5.0 16 -2.6 + + + +
明胶 3.0 13.6 -0.3 + + + +
卡拉胶 5.0 12.8 20.5 + + + + +
糊精 5.0 10.9 32.9 + + + + + +
角豆胶 0.5~1.5 7.1 -15.4 + + +
黄原胶 5.0 4.6 -40.6 - -
羟丙基淀粉 5.0 -10.3 7.0 - + +
a注:“+表示黏弹性或持水性一般;。“+ +”表示黏弹性或持水性好;“+ + +”表示黏弹性或持水性很好“-”表示黏弹性或持水性较差。

蔗糖对琼脂胶凝性能的影响

保持琼脂1.5%的浓度不变,添加不同浓度的蔗糖。蔗糖的加人有明显提高琼脂的凝胶强度的作用,少量添加(少于1.5%)时,使琼脂的凝胶强度有稍许下降。在1.5%~16.0%浓度范围内,随蔗糖浓度的增加,其凝胶强度迅速增大,并达到最大值,比对照提高37%,随后,随蔗糖浓度的增加,琼脂的凝胶强度逐渐下降,在实验范围内其持水性有明显提高。在0~10%浓度范围内,黏弹性基本无变化,透明度有增加趋势。少量蔗糖分子的加人,阻碍了琼脂分子的交联,网状结构强度减弱,故琼脂凝胶强度稍有降低;随着蔗糖浓度的增加,蔗糖分子本身的水化作用显著加强,使凝胶中?#26434;?#27700;减少,凝胶网络结合得紧密,强度增强;当蔗糖浓度继续加大,琼脂凝胶受无胶凝作用的蔗糖分子的影响,其凝胶强度再度下降。

辐照及微波的影响

60Co对琼脂的辐照,能达到灭菌的日的。因其辐射剂量小、处理时间短、方法简单而具有工业应用价值。经°Co辐照后,琼脂的凝胶强?#21462;?#29076;点、凝固点和黏度以及琼脂分子中的3,6-脱水半乳糖含量均呈下降趋势,?#19968;?#26412;上与辐照强度成正?#21462;?#23454;验结果表明,辐射剂量在3~4kGy,既能达到灭菌的日的,又能尽量保持琼脂的各物性指标。

微波处理条件对琼脂分子中的3,6-脱水半乳糖含量、凝胶强?#21462;?#29076;点、凝固点、黏度和失重率的影响做研究,结果表明,经微波辐照后,琼脂分子的3,6-脱水半乳糖含量呈下降趋势,基本上与平均输出功?#39135;收?#30456;关。琼脂的凝胶强?#21462;?#29076;点、凝固点和黏度均呈下降趋势。微波辐照功?#26102;?#21270;对其熔点、凝固点和黏度的影响较小,而全输出功率辐照对琼脂凝胶强度的影响明?#28304;?#20110;66%和30%输出功率辐照对其的影响。30%输出功率辐照对琼脂的失重率影响较小,而66%输出功率和全输出功率辐照仅需1.5m1n即能使琼脂脱水。琼脂分子的3,6-脱水半乳糖含量与其性能均表现出显著相关性。

琼脂的生产

琼脂提取方法(简易流程)

琼脂提取方法一般是由石花菜和江蓠胶等藻类提取。用碱液预处理,水洗除碱,用弱酸?#21248;?#28082;煮沸,过滤除渣,凝固,脱水,干燥,粉碎而得。

琼脂条:江蓠菜(或紫菜)→浸碱→洗涤-→漂白→煮胶→过滤→推条→冷冻→脱水→烘干→成品→包

琼脂粉:江蓠菜(或紫菜)→浸碱→洗涤→漂白→煮胶→过滤-→压水→烘干→粉碎→成品→包装

琼脂的生产工艺

很多商品琼脂的生产工艺过程为:热水萃取→过滤→冷冻。冷冻工序有利于脱水和除去可溶性盐。

琼脂的生产步骤

洗涤或冲洗海藻原料(除去沙土、悬浮物?#33073;?#20998;)?#40644;?#30333;及其他化学处理;萃取;过滤;胶凝;冷冻;熔化;过滤;干燥?#40644;?#30333;;洗选;干燥。

不同产地的琼脂原料,其处理工艺不尽相同,具体步骤取决于琼脂原料的原产地以及最后达到的琼脂纯?#21462;?#36739;新的工艺涉及逆流萃取;离心分离;人工冷冻;化学漂白(或用离子交换树脂固定床使萃取液脱色)?#28784;?#37255;沉淀。另外,国内外有些生产琼脂的工厂不再采用冷冻脱水的工艺,而改用水力液压机把琼脂凝胶的水挤压出来;压干的琼脂凝胶经烘干、粉碎机粉碎到要求的颗粒度;国内外还有报道,如江蓠藻经过强碱预处理后,能显著提高琼脂产品的凝胶强度,这一点与卡拉胶提取工艺类似。

琼脂的制取(江蓠)

琼脂最初起源于中国,据传1000多年前我国已开?#21152;?#30707;花菜来煮胶,做成凝胶食用。后来传至日本,大约1658年,一位日本人在偶然情况?#36335;⑾至?#22825;然冷冻制造琼脂的方法,日本人将琼脂称为“寒天?#26412;?#26159;由此而来。二战结束后,琼脂的需求量不断增加,而石花菜资源短?#20445;?#20154;们开始积极研究用江蓠制造琼脂,到20世纪60年代日本较好地解决了用江蓠制造琼脂的技术方法,70年代,世界各国大量使用江蓠制造琼脂,江蓠已取代石花菜,成为制造琼脂的最多原料。

江蓠属红藻门、真红藻纲、杉藻目、江蓠科。江蓠的经济价值很高,藻体内含;有大量的琼胶(干品含胶量达25%以上),是我国制造琼脂的主要原料之一。我国江蓠收获时间南方一般在3月开始,北方要在7?#36335;?#24320;始,收获主要用手工操作。在潮间带养殖的,可以利用退潮时直接用手摘;扦签养殖的,可以将竹签一起拔起,采下江蓠,将竹签留来年再用?#29615;?#24335;养殖的,可以将夹苗绳或网帘取下,带到岸上采收处理。江蓠收割后,要立即进行加工,一般?#35748;?#38500;污泥杂质,再行晒干,若是要求漂白的产品,则可以用淡水多?#29943;辜复危纯?#23558;藻体漂白。通过晒干加工的,每50kg鲜品可出3~3. 5kg干品。目?#26696;?#22320;琼脂制造厂,不要求漂白,只要求洗净晒干?#32431;桑?#36825;样胶质较好。江蓠用来制造琼脂,其质量不亚于用石花菜制造的琼脂,出品率可达20%以上。

由江蓠藻类制取琼脂-一般方法:用贼液预处理,水洗除碱,用弱酸?#21248;?#28082;煮沸(或用高压釜提取),过滤除渣,凝固,脱水,干燥,粉碎而得。或将过滤所得的凝胶冻结,解冻后脱水,干燥而制得。

琼脂的分类

按形状

琼脂粉

琼脂粉是一类从石花菜及其它红藻类植物提取出来的海藻胶, 在我国及日本已有三百多年的历史,因其有特殊的凝胶性质,已被广泛使用于食品、医药、化工、纺织、国防、生物科研等领域,被国际上称为“新奇的东亚产品?#34180;?

琼脂条

琼脂条为类白色或淡黄色半透明细长条状。在沸水中极易分解成溶胶;在冷水中不溶,但能吸水溶胀成胶条块状,溶胶液呈?#31181;?#24615;反应。广泛应用于化学工业、医学科研、植物组织培养基、药膏基及其他领域。

颗粒琼脂

颗粒琼脂又称颗粒培养基,是经特殊工艺加工而成的颗粒状干燥培养基。颗粒琼脂在水中有不结块,易溶解的特点,经过造粒后,每个颗粒质量稳定,不会在运输和贮存过程中造成分散不均匀,而使质量不稳定。

按功能

速溶琼脂

速溶琼脂是在食用级琼脂的基础上通过物理过程将琼脂链条氢键打开,从而使琼脂分子链条成相对规则排列的精加工琼脂。其有低温快速溶解的特性,温度65-85℃时,10?#31181;?#24038;右就可溶解。

低温速溶琼脂

低温速溶琼脂是以普通琼脂为基础,通过工艺改进制得的粉末状物,改变?#20284;?#36890;琼脂90℃以上才能溶解的瓶?#20445;?#22312;50-55℃条件下5-7min?#32431;?#23436;全溶解,溶解透明度高,使用方便。同时具有良好的增稠、胶凝、悬浮以及改善口感,补充膳食纤维等独特性能。

其他

琼脂糖

琼脂糖(Agarose)是纯化的线性半乳聚糖亲水胶体,提取自琼脂或者含琼脂的海藻,结构上是一种线性聚合物,由β-D-吡喃半乳糖(1-4)连接3,6-脱水α-L-吡喃半乳糖基构成。简单地说,把琼脂中的琼脂果胶去掉,剩下的部分,就是琼脂糖。作为一种凝胶试剂,常用于通过凝胶电泳或者印迹法(如Northern或Southern)来进行日常核酸分析,也适用于蛋白应用,如辐射状免疫扩散(RID)实验。

琼脂的应用领域

食品:果粒橙饮料、果汁软糖、肉类罐头、肉制品、烘烤食品、冻胶布丁、烘烤食品、冻胶布丁、果冻、八宝粥、银耳燕?#36873;?#32697;类食品、凉拌食品、啤?#21860;?#37233;油和食?#20040;?#31561;。

医药:轻泻剂、药片赋形剂和崩解剂、缓释胶囊药物栓塞药、外科润滑剂、乳剂类型药物中的功能性添加剂。

化妆品:在高级护肤膏、定型发胶、发乳、胶卷、牙膏、洗发露、洗面奶、化妆品、固体清香剂等

培养基:多种微生物培养基(如沙门氏菌,志贺氏菌等)。

实验室:电泳迁移(如用于铁蛋白、卵清蛋白、血红蛋白和胃蛋白酶的解析)、测定(如亚甲基?#19969;?#30002;苯?#38450;丁?#30827;堇和?#30340;?#27696;醇可以通过琼脂的作用而发生可逆的聚合)、包埋介质等。

工业?#35088;?#27169;、印模材料等。

琼脂在食品中的典型应用

应用 产品建议添加量% 作用
果粒橙饮料 0.01-0.05% 悬浮、提高透明度好、改善口感、延长保质期
果汁软糖 2.5%左右 凝固形成胶体
肉类罐头 0.2-0.5% 粘合、增稠、稳定、改善口感、防止沉淀、分层
肉制品 - 保持风味
烘烤食品 - 填充、膨松、保水
冻胶布丁 0.1-0.3% 制得透明的强弹性凝胶
果冻 0.15-0.3% 稳定、胶凝、悬浮均匀
八宝粥、银耳燕?#36873;?#32697;类食品 0.3%~0.5% 增稠、稳定
啤酒 - 澄清
酱油和食?#20040;? - 澄清

琼脂在微生物学上的具体应用

一个理想的琼脂产品,其所含有的可生物代谢的物质或微生物?#31181;?#29289;质,以及微生物碎片和抗消毒孢子的数量是很少的。它的凝胶化温度应在35度-40度,而凝胶熔点应在75度-85度,它应该有良好的凝胶稳定性、弹性和透明性。使用浓度在1%-2%时一般?#32431;?#29992;作为微生物学实验与研究。几乎没有什么有机体可以代谢琼脂或可以产生琼脂分解酶,但也有一些例外,如假单胞菌、黄细菌,以及某些硅藻等。

琼脂在实验室上的具体应用

1、蛋白质可以通过琼脂凝胶作电泳迁移,这已用于铁蛋白、卵清蛋白、血红蛋白和胃蛋白酶的解析。

2、琼脂的添加可以提高颗粒度测量的精确度,可以对包含有固体颗粒的悬浮液的浓度进行测定。某些染料,如亚甲基?#19969;?#30002;苯?#38450;丁?#30827;堇和?#30340;?#27696;醇可以通过琼脂的作用而发生可逆的聚合。

3、用5%琼脂凝胶作为包埋介质,可以很方便地对植物组织作切片。含20%和25%琼脂的凝胶,长期以来一直用作为防止扩散的电导桥,用以联结电位/pH测定仪的?#20351;?#30005;极与待测试样溶液。

琼脂的市场现状(国内)

我国生产琼脂的主要原料是江蓠菜、石花菜等藻类植物。这些藻类植物大都是季节性生长的,虽然我国有多个海区在种植江蓠菜每年可收获数批,但其生长期约为2-3个月,大多在春、夏季成熟。由于近年来琼脂市场相对平稳,因此生产原料的种植也形成了相对稳定的数量。同时,每提取生产1吨琼脂需要大约10吨江蓠菜干制原料。

琼脂的发展前景

具有400年食用历史的琼脂在日式糕点、西式糕点和培养基这些传统用途上?#20013;?#21152;了食物纤维的利用,以及由琼脂加工制成琼脂?#36884;?#31958;的新功能材料的用途应用范围日渐扩大。琼脂可以应用于酸奶、果冻、布丁和饮料,还有作为食物纤维等用途,人们对此引起的极大关注。

现代社会中食品原料和添加剂会受到市场流行的时尚潮流的强烈影响,近些年来,随着酸奶、烘焙、饮料等市场的扩大,琼脂的需求量也有所提高。特别是琼脂应用于酸奶,使得琼脂的需求量上涨了10%-20%。

琼脂在食品工业、医药工业、日用化工和生物工程等许多方面广泛应用。除此之外,琼脂本身含有丰富的水溶性食物纤维,具有排毒养颜、降血糖、降血脂等保健功效,已成为食品市场的新宠。琼脂产业的发展,推动了琼脂类海藻养殖业的快速发展,解决了大量的劳动就业,促进了农村经济的增长。另外,藻类通过自身的光合作用消化海水中的碳、?#34180;?#30967;、硫等营养物质,从而维?#33267;?#28023;洋生态?#32938;称胶猓?#20419;进了其它如贝类经济动物的养殖。因此,琼脂产业的发展具有重要的经济效益、社会效益和生态效益,同时还直接或间接地成为构建海洋渔业生态链和海洋渔业产业经济链不可或少的纽带。随着琼脂在食品工业的广泛应用,必将具有广阔的市场前景。

琼脂的健康益处

琼脂不含有卡路里,是零脂肪产品,并且不含有碳水化合物,无糖无脂肪,但是富含大量的膳食纤维。另外,琼脂不含有淀粉、大豆、玉米粉、麸质、酵母、小麦、牛奶、鸡蛋和防腐剂。

琼脂可以吸收胃里面的葡萄糖,并且迅速地通过消化?#20302;常种?#36523;体里保留和储存多余的脂肪。并且,它还具有吸水性,能够吸收身体里多余的水分。琼脂能够吸收胆汁,通过这样做,可以帮助溶解身体内多余的一些胆固醇。

如何购买琼脂

琼脂可以在专门的健康食品?#30192;?#36141;买,或者你可以在大型超市的保健食品区域找不找。在一些零售?#30192;?#21644;网上超市也是可以购买到琼脂的。但是,在购买的时候,一定要仔细阅读保质期和生产日期,避免购买到临近保质期的产品。

琼脂为?#20301;?#34987;认为是明胶的替代品

琼脂被认为是传统黏合剂明胶的完美替代品,因为它是?#21448;?#29289;制作而成,而不是来自动物。因此,琼脂可以用来制作素食甜点或者是无麸质的素食甜点,使用的效果与明胶一样。

琼脂是无味、无异味、没有颜色的,使用方法非常的简单,不受任何限制。相比明胶,琼脂在高温条件下能够更好地保持、稳定糕点的组织结构。虽然琼脂是明胶的完美替代品,但是用琼脂替代明胶,制作出来的糕点还是会有所不同。?#32043;齲?#29756;脂制作出来的食品的纹理与明胶所制作出来的食品不一样,明胶制作出来的食品纹理更加细腻、丝滑,而琼脂制作出来的食品纹理更加稳定。另外,琼脂的效力比明胶要强,因此一茶匙的琼脂粉可以替代8茶匙的明胶粉。

琼脂的使用方法

使用琼脂的第一步也是最重要的一部就是将琼脂溶解在水里,或者是牛奶、果汁、茶等液体配料中。然后,用小炖锅加热直至煮沸,关火等其静置完全冷却下来。不能将琼脂片或者琼脂粉末直接加入食物中。

添加的分量要严格按照烘焙配方中的要求来做,或者?#37096;?#20197;根据基本的原则来进行调整添加,一般一汤匙的琼脂片可以用于一杯的液体配料增稠,而一茶匙的琼脂粉可以增稠一杯的液体配料。

如果不想直?#21448;?#27832;液体配料,可以按照以下步骤来做:溶解一汤匙琼脂片或者一茶匙琼脂粉在?#22902;?#21273;热水中;将热水煮沸,琼脂粉约需要1-5?#31181;櫻?#29756;脂片则需要煮10-15?#31181;櫻?#29038;好后关火,搅拌均匀,静置冷却备用。

琼脂的适宜人群

一般人都可食用,尤其适合肥?#26893;?#20154;、高血压、高血脂及便秘人群食用。

琼脂储运条件

食品级塑料袋外?#30528;?#30382;?#37233;?#25110;?#23601;?#23494;封包装。贮存于阴凉干燥处。注意防潮防湿。

参?#30002;?#26009;
1.1食品增稠剂 第二版[12127108]
2.功能性食品胶第2版 [胡国华主编] [2014年版]
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