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1、食用胶凝胶特性的研究及果冻的制作摘要：本实验利用琼脂、卡拉胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素（CM）黄原胶作为 实验原料， 观察比较不同食用胶在不同情况下的溶解情况， 以及研究琼脂、 卡拉 胶和海藻酸钠的凝胶性能， 发现：仅琼脂、卡拉胶既不溶于冷水， 也不溶于热水， 但总体而言， 5 种食用胶在热水中的溶解情况均较冷水好。琼脂的最低凝胶浓度 为 %，卡拉胶的为 %；琼脂的复配后，其凝胶强度、凝固点和熔点都有所增大。在 卡拉胶中加入一定浓度的盐也可改善其凝胶性能，且 KCl的作用比CaCb作用明 显。海藻酸钠中添加钙盐不能使其形成凝胶， 但是添加柠檬酸钠则改善凝胶效果。 根据对不同食用胶凝胶性能的探究，
2、制作果冻时选择 %的卡拉胶与 %的琼脂复配， 作为果冻原料，同时加入柠檬黄和胭脂红，使其呈现橙色。关键词：琼脂 卡拉胶 海藻酸钠 CMC 黄原胶 凝胶性能 果冻制作、八前言食用胶是目前世界上广泛使用的， 尤其是在食品工业相对发达的国家， 几乎 所有的食品中都使用了食用胶。目前世界上允许使用的品种约 60 余种，我国允 许使用的约有 40 种，国内产品生产使用最广泛的食用胶主要有、黄原胶、瓜尔 豆胶、琼脂、明胶、海藻酸钠、刺槐豆胶和魔芋胶等。食用胶的作用有很多：凝 胶、增稠、乳化稳定、悬浮分散、结晶控制、被膜剂和胶囊、泡沫形成、香精固 定等作用，还有膳食纤维功能 1 。果冻是以食用胶和食糖等为主
3、要原料， 经煮胶、调配、灌装、杀菌等工序 加工而成的胶冻食品。 果冻以其爽滑的口感和宜人的口味受到广大消费者特别是 妇女、儿童、年青人的喜爱，是一种热销的休闲食品。食用胶的应用对果冻的凝胶特性和口感形成非常重要。 对于食用胶及其复配 在果冻中的应用等方面， 前人已做过不少研究。 本次实验旨在运用在课堂上所学 过的食品添加剂的基础理论知识，结合实验室现有的条件，通过学生动手实践， 了解琼脂、卡拉胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素（CM）黄原胶的凝胶特性，并通 过实验研究的结果，探讨出制作果冻的方案。1 实验仪器与材料实验材料与试剂1.1.1 实验材料琼脂、卡拉胶、海藻酸钠、CMC黄原胶1.1.2 实验试
4、剂CaCO CaCb、CaSO CaHPQ、KCl、柠檬酸、蔗糖、色素（红、黄、蓝）实验仪器50mL小烧杯（每组10个）、锥形瓶（每组1个）、直径、0.5cm的玻璃棒（每组 4 根，每种规格各 2 根，要求表面平整） 、 量筒（每组 1 个）天平（每组 1 台，其中至少有 3台大的）、温度计（每组 5 根）、铁架台（每 组一台）、水浴锅（ 34 台）、电炉（ 1 台）、电子天平（共用）2 实验方法凝胶强度测定方法用自制简易凝胶强度仪测定，具体方法如下：胶体溶液在电炉上煮沸， 冷却形成凝胶后。 取一铁架台、 一支截面光滑平整的较细玻璃棒（直径依凝胶强度选定） 、一台天平、一个锥形瓶。将玻璃棒固定
5、在铁架台上，将凝胶体放在天平的一端，锥形瓶放在天平的另一端，在锥形瓶中加入水平衡天平（设此时锥形瓶和水总重为，调整玻璃棒的截面使其与凝胶体的表面轻轻接触，然后往锥形瓶中缓慢的加水，注意观察，当玻璃棒穿透凝胶 体表面时，立即停止加水，称锥形瓶和水总重，设为 W。凝胶强度的计算公式为：W2W凝胶强度（g / cm 2）=（式中S为玻璃棒的截面积）S凝胶体凝固点的测定取50mL胶体溶液，倒入烧杯中，插入温度计，然后使温度缓慢下降，至烧杯倾斜45-50。角时液面凝固不动，此时的温度即为该凝胶体的凝固点。凝胶体融点的测定待上一步骤中的溶液凝固完全，于冰箱中放置 5min，放入一粒玻璃珠（直 径=5mm于
6、凝胶表面。把试管在 90 C的水浴中加热，使凝胶温度慢慢上升，观 察玻璃珠落下（液体恰将其没过）的温度即为凝胶的融点。3实验步骤比较食用胶溶解情况琼脂、卡拉胶、海藻酸钠、CMC黄原胶等食用胶在冷水、热水中的溶解 情况。即称取食用胶，加冷水或热水 50ml。琼脂凝胶性能的研究 3.2.1找出琼脂的最低凝胶浓度设计琼脂的浓度分别为 %，%，%，%，%，即分别称取，的琼脂。3.2.2 测不同浓度琼脂凝胶的性质 变换琼脂浓度，其凝胶强度、凝固点、熔点如何变化（至少变换 5 个）。3.2.3 测琼脂与不同食用胶的复配后的凝胶性质固定琼脂浓度（ %），在其溶液中加入一定相同浓度（ %）的卡拉胶、海藻酸 钠
7、、CMC黄原胶，其凝胶强度如何变化。卡拉胶凝胶性能研究3.3.1 找出卡拉胶的最低凝胶浓度设计卡拉胶的浓度分别为 %， %， %， %， %， %，即分别称取，的卡拉胶， 加 50ml 蒸馏水。3.3.2 不同盐对卡拉胶凝胶性能的影响在相同浓度（ %）的卡拉胶溶液中分别加入一定浓度（ %）的 KCl、 CaCl2 时， 其凝胶强度与不加离子有何不同。海藻酸钠凝胶性能研究3.4.1 不同盐对海藻酸钠凝胶情况的影响在一定浓度（%）的海藻酸钠溶液中加入一定相同浓度 （%）的 CaCO3、 CaCl2、 CaSO CaHPQ,观察其是否形成凝胶，凝胶状态如何（只观察凝胶状态，不用 测凝胶强度）。3.4
8、.2 柠檬酸与不同盐类对海藻酸钠凝胶性能的影响 在上述两种基础上再加入一定的柠檬酸， 观察其凝胶状况（只观察凝胶状态，不用测凝胶强度）。果冻的研制根据以上实验情况，找出一种合适的食用胶（提示，可能复配效果好）来加 工果冻，探讨出制作果冻的一种配方，要求所制的果冻具有较好的弹性、韧性、 甜酸比及合适的颜色。4实验记录与结果不同食用胶在冷水、热水中的溶解情况实验结果记录如表1。表1五种食用胶（浓度在冷水、热水中的溶解情况食用胶种类琼脂卡拉胶海藻酸钠CMC黄原胶在冷水中的溶液较混溶液较混浊，溶液较澄清，有溶液澄清，液体混浊，呈溶解情况浊，粉末分细小絮凝物较多软胶块浮于有较少软胶稀米汤样散在水中，颗粒
9、均匀分液面块浮于液面片刻后沉于散于溶液中杯底在热水中的溶液较浑溶液较澄清，溶液较澄清，有溶液很澄溶解度低，形溶解情况浊，粉末分有少量较硬少许疏松的软胶清, CMC溶成较多软胶散在水中较厚的凝块薄片，静置片刻解度好，溶块浮于水面，沉于杯底后软胶溥片全液中仅有极但溶液澄清溶，有细小气泡少量的小片度较冷水中浮于液面凝胶，静置好片刻后，凝胶全溶结果：相同浓度的不同食用胶，在水中的溶解情况各不相同。琼脂和卡拉胶不溶于冷水，但加热可溶；海藻酸钠不溶于冷水，但溶于热水；CM（可部分溶于冷水，完全溶于热水；黄原胶在冷水中形成浑浊液，在热水中可部分溶解。五种 食用胶在冷水中的澄清到浑浊排序依次为：CMC海藻酸钠
10、琼脂卡拉胶黄 原胶。五种食用胶在热水中得澄清到浑浊排序依次为： CMC 海藻酸钠琼脂 卡拉胶黄原胶。琼脂凝胶性能的研究421琼脂的最低凝胶浓度实验结果记录如表2。表2琼脂的最低凝胶浓度%是否可凝固否否否是是结果：实验证实琼脂的最低凝胶浓度为%4.2.2不同浓度琼脂的凝胶性质不同浓度琼脂的凝胶强度、凝固点和融点的变化见下表3。表3不同浓度琼脂凝胶强度、凝固点、熔点的变化% % % % %W1W2玻璃棒直径（cm凝固点（C）熔点6064677072凝胶强度（g / cm）结果：由表3数据可知，琼脂的凝胶强度、凝固点和熔点都随着琼脂浓度 的增加而增大。423琼脂与不同食用胶的复配后的凝胶性质浓度为琼
11、脂溶液中加入一定相同浓度（%的卡拉胶、海藻酸钠、CMC黄 原胶，其凝胶强度变化测定的具体数据见表 4。表4琼脂与不同食用胶复配后凝胶强度变化食用胶种类空白 卡拉胶海藻酸钠CMC 黄原胶W1W2玻璃棒直径（cm）凝胶强度（g /亦）结果：与空白对照琼脂）相比，琼脂与不同食用胶复配后的凝胶强度有较为 明显的增大。其中，琼脂与卡拉胶复配时，其凝胶强度增加最大，与CMCS配时, 其凝胶强度增加最小。卡拉胶凝胶性能研究4.3.1卡拉胶的最低凝胶浓度卡拉胶的最低凝胶浓度见下表5。表5卡拉胶的最低凝胶浓度% % % % % %是否可凝固 否 否 否 否 是 是结果：由表5可知，卡拉胶的最低凝胶浓度为 %43
12、2不同盐对卡拉胶凝胶性能的影响浓度为%KCl CaCb对浓度为勺卡拉胶凝胶性能的影响数据如表 6所示。 表6 KCl、CaCl2对卡拉胶凝胶性能的影响加入离子种类空白KClCaCbW1W2玻璃棒直径（cm凝胶强度（g / cm 2）结果：与浓度为勺卡拉胶相比，加入KCL CaCL均能提高其凝胶强度。而且加入等浓度的KCL CaCL时，KCL能更大的增加凝胶的强度。海藻酸钠凝胶性能研究4.4.1不同盐对海藻酸钠凝胶情况的影响在勺海藻酸钠溶液中加入 勺CaCO CaCb、CaSG CahPQ后，观察其凝胶情况，实验结果记录如表7。表7不同盐海藻酸钠凝胶情况的影响溶液种类CaCOCaCbCaSOCa
13、HPQ凝胶状况不凝不凝不凝不凝实验结果表明，在海藻酸钠溶液中加入以上四种钙盐时，海藻酸钠无法形成凝胶。442柠檬酸与不同盐类对海藻酸钠凝胶性能的影响在上述四种溶液中加入 勺柠檬酸后，观察海藻酸钠凝胶情况的变化，实验数据记录如表&表8柠檬酸与不同离子对海藻酸钠凝胶性能的影响溶液种类CaCOCaCbCaSOCahPQ加入柠檬酸钠均可形成凝胶实验结果表明，加入柠檬酸钠后，原来无法形成凝胶的四种溶液可形成凝胶。 果冻的研制根据实验所用的各种食用胶，分析比较它们的凝胶性能（包括凝胶强度、凝 固点和融点），最终选用3%卡拉胶与3%琼脂复配作为加工果冻的方案，并加入 一滴柠檬黄和一滴胭脂红，可制作出有弹性和
14、韧性，具有橙色色彩的果冻。5实验分析与讨论对琼脂凝胶性能的分析与讨论琼脂不溶于冷水，在冷水中浸泡时，徐徐吸水膨胀软化，吸水率可高达20倍。在沸水中极易分解成溶胶，温度降低后便形成凝胶 2。琼脂具有很强的凝胶 能力，实验证实，在浓度低至时，琼脂也可形成凝胶。琼脂形成的凝胶硬，使 制品具有明确的形状，但发脆，组织粗糙，表面易收缩起皱2。琼脂浓度是影响凝胶硬度的显着因素，改变琼脂溶液的浓度是控制琼脂凝胶 硬度的最有效方法。琼脂分子在溶液中相互作用形成双螺旋结构，进而有序排列为三维网状的凝胶结构。随着琼脂浓度的增加，琼脂分子间相互缠结形成的网络节点增加，导致凝胶强度的增加3当琼脂与水混合加热至100C或更高时，可形成透明或半透明的胶状物，待 冷至32C 43C，可形成凝胶状，琼脂凝胶的熔点一般在75C -90 C之间。本次实验测得的琼脂的凝固点在理论值范围内， 而熔点却都比理论值稍低， 主要 原因为实验所采用的琼脂浓度都较低， 且实验过程中出现了误差。 琼脂的熔点高 于其凝固点的现象称为“凝胶的滞后性” ，琼脂的滞后性比其他凝固剂大，一般 在 40C 60C。琼脂与不同的食用胶复配会形成不同的效果。 当与卡拉胶复配时， 可以得到 柔软、有弹性的制品。当琼脂与海藻酸钠复配时，会降低其凝胶强度。但实验过 程测得
