孫義凡，王智慧，段蕊，張俊杰*，曹婕，王睿，趙麗，叢威

（1.江蘇海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 連云港 222000；2.中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所，北京 100089；3.山東潔晶集團(tuán)股份有限公司，山東 日照 276800）

褐藻膠，一般指海藻酸鈉，是一種從海帶等褐藻中提取出的陰離子多糖，可與氫離子或除鎂、汞離子之外的多價(jià)金屬陽(yáng)離子交聯(lián)形成水凝膠。褐藻膠與鈣離子形成的凝膠安全無(wú)毒，具有環(huán)境友好性，作為食品膠凝劑、質(zhì)地改良劑和保水劑等被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)領(lǐng)域。

褐藻膠的凝膠特性對(duì)食品特別是凝膠狀食品品質(zhì)的影響至關(guān)重要[1]。例如，將具有較好凝膠強(qiáng)度的褐藻膠作為膠凝劑，可以使食品在一定的外力下保持完整的外形[2]。將褐藻膠作為質(zhì)地改良劑用于凝膠食品中，可以改善食品的硬度和彈性[3]。利用褐藻膠凝膠的持水性，將其作為食品保水劑，可減少食品的水分流失，使食品保持較好的營(yíng)養(yǎng)成分[4]。食品工業(yè)中關(guān)注的褐藻膠的凝膠特性主要包括質(zhì)構(gòu)特性和持水性。凝膠強(qiáng)度、硬度和彈性是質(zhì)構(gòu)特性的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)[5]。褐藻膠將水分截留在其與鈣離子形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的特性即為持水性，一般用持水率表征。

研究者們從不同角度對(duì)褐藻膠的凝膠機(jī)制、凝膠特性及其在食品中的應(yīng)用開(kāi)展了廣泛的研究，綜合來(lái)看，褐藻膠應(yīng)用于食品中所發(fā)揮的作用一般是利用其某一個(gè)或幾個(gè)凝膠特性，褐藻膠凝膠特性的影響因素可以歸結(jié)為褐藻膠的分子結(jié)構(gòu)、凝膠制備的工藝條件以及復(fù)配膠體的相互作用三方面。本文對(duì)褐藻膠的凝膠特性的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，從褐藻膠的分子結(jié)構(gòu)、凝膠制備的工藝條件和復(fù)配技術(shù)3個(gè)方面分析褐藻膠的凝膠強(qiáng)度、硬度、彈性和持水性的變化規(guī)律，并對(duì)褐藻膠在食品中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1 褐藻膠的凝膠特性

1.1 凝膠制備方法

褐藻膠能與鈣離子發(fā)生結(jié)合反應(yīng)生成褐藻酸鈣凝膠，凝膠的形成可以通過(guò)兩種機(jī)制發(fā)生，通常被稱(chēng)為鈣離子擴(kuò)散法和原位釋放法。這兩種機(jī)制在將鈣離子引入褐藻膠溶液的方式上有所不同。一般來(lái)說(shuō)，鈣離子擴(kuò)散法是將褐藻膠溶液滴入鈣離子溶液中，鈣離子從外部擴(kuò)散到褐藻膠溶液的內(nèi)部，該方法制備凝膠速度快、結(jié)構(gòu)致密且強(qiáng)度較高。而原位釋放法包括兩個(gè)主要階段：（1）混合非活性鈣鹽如碳酸鈣、硫酸鈣和鈣螯合劑化合物與褐藻膠溶液；（2）用有機(jī)酸內(nèi)部釋放鈣離子或使用內(nèi)酯如D-葡萄糖-δ-內(nèi)酯（gluconic acid δ-lactone，GDL）控制釋放，該方法制備的凝膠結(jié)構(gòu)均勻[6-9]。

1.2 凝膠的質(zhì)構(gòu)特性

1.2.1 凝膠強(qiáng)度

凝膠強(qiáng)度是評(píng)價(jià)凝膠機(jī)械強(qiáng)度的指標(biāo)，一般采用單位面積所屈服的力的大小來(lái)表征。凝膠強(qiáng)度可以通過(guò)凝膠強(qiáng)度測(cè)定儀或質(zhì)構(gòu)儀測(cè)量，由破斷強(qiáng)度與凹陷度的乘積計(jì)算獲得，凝膠的破斷強(qiáng)度為探頭刺穿凝膠時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的力，凝膠的凹陷度為此時(shí)所對(duì)應(yīng)的位移[10]。目前對(duì)褐藻膠凝膠強(qiáng)度的研究主要包括褐藻膠的分子結(jié)構(gòu)、凝膠制備條件和復(fù)配體系3個(gè)方面。

1.2.1.1 褐藻膠分子結(jié)構(gòu)的影響

褐藻膠是由β-D-甘露糖醛酸（mannuronic acid，M）和 α-L-古羅糖醛酸（guluronic acid，G）兩種單體以GG、MM和GM/MG 3種方式組合并按一定比例構(gòu)成的線(xiàn)型聚合多糖。兩種單體的構(gòu)象不同，與鈣離子的結(jié)合能力也不同，G和M在分子結(jié)構(gòu)中的比例將導(dǎo)致褐藻膠凝膠特性的差異[11]。褐藻膠分子量也會(huì)影響褐藻膠的凝膠特性，分子量一般用黏度表征，是指質(zhì)量濃度為10 g/L的褐藻膠水溶液在20℃時(shí)的黏度，褐藻膠的分子量越高，黏度越高。

褐藻膠的凝膠強(qiáng)度隨M/G值的增大而降低，M/G值對(duì)低分子量褐藻膠的凝膠強(qiáng)度影響更顯著。許加超等[12-13]測(cè)試了由原位釋放法制備的褐藻膠水凝膠的凝膠強(qiáng)度，其結(jié)果表明高G型（M/G=0.846）褐藻膠的凝膠強(qiáng)度約為高M(jìn)型（M/G=2.39）的3倍。羅陽(yáng)等[14]采用原位釋放法制備了褐藻膠凝膠，對(duì)比高G型和高M(jìn)型褐藻膠的凝膠強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)高G型比高M(jìn)型褐藻膠凝膠強(qiáng)度大，且二者凝膠強(qiáng)度的差值隨褐藻膠黏度的提高而減小，由其結(jié)果可見(jiàn)，黏度為400 mPa·s的高G型褐藻膠比高M(jìn)型褐藻膠的凝膠強(qiáng)度高約50%，而黏度為800 mPa·s的高G型褐藻膠僅提高20%。

褐藻膠分子量越高，凝膠強(qiáng)度越高，分子量對(duì)高M(jìn)型褐藻膠的凝膠強(qiáng)度影響更顯著。目前用于制備凝膠的褐藻膠黏度主要集中在800 mPa·s以下。羅陽(yáng)等[14]發(fā)現(xiàn)在 400 mPa·s～800 mPa·s黏度范圍內(nèi)，褐藻膠的凝膠強(qiáng)度隨分子量增加而提高，且分子量對(duì)高M(jìn)型褐藻膠凝膠強(qiáng)度影響更顯著。由其結(jié)果可見(jiàn)，高M(jìn)型的黏度為800 mPa·s的褐藻膠制備的凝膠比黏度為400 mPa·s褐藻膠的凝膠強(qiáng)度提高約44%，而高G型僅提高約14%。研究者認(rèn)為高分子量的褐藻膠具有更長(zhǎng)的分子鏈，與鈣離子結(jié)合更加緊密，所以凝膠強(qiáng)度更高。

1.2.1.2 制備條件的影響

文獻(xiàn)報(bào)道的兩種褐藻膠凝膠制備方法中，褐藻膠溶液濃度、鈣離子濃度、溶液pH值和膠化反應(yīng)的溫度對(duì)褐藻膠的凝膠強(qiáng)度均有影響。

凝膠強(qiáng)度隨褐藻膠濃度或鈣離子濃度的增加而提高。王秀娟等[15]利用鈣離子擴(kuò)散法制備褐藻膠凝膠，當(dāng)氯化鈣濃度為3%時(shí)，在1%～3%的褐藻膠濃度范圍內(nèi)，凝膠強(qiáng)度隨褐藻膠濃度的增加而提高，褐藻膠濃度為3%時(shí)的凝膠強(qiáng)度比濃度為1%時(shí)提高50%。許加超等[12]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)褐藻膠濃度一定時(shí)，在鈣離子與鈉離子摩爾比為0.5～3.0時(shí)，褐藻膠的凝膠強(qiáng)度隨鈣離子濃度增加而提高，對(duì)其研究結(jié)果分析可見(jiàn)，鈣離子與鈉離子摩爾比為3.0時(shí)，制備的凝膠強(qiáng)度約為摩爾比為1.0時(shí)凝膠強(qiáng)度的4倍。

在中性條件下制備的褐藻膠的凝膠強(qiáng)度最高。劉海燕等[16]將水溶液調(diào)節(jié)至不同pH值（2～12）后溶解褐藻膠，并加入成型劑（文中未給出成型劑的成分）制備凝膠，結(jié)果表明水溶液pH值調(diào)至6～8時(shí)制備的凝膠強(qiáng)度最大，其他pH值下凝膠強(qiáng)度基本為零。研究者認(rèn)為，成型后的褐藻酸鈣凝膠在酸性條件下會(huì)和酸發(fā)生置換形成海藻酸鈣-海藻酸凝膠；在強(qiáng)堿條件下，鈉離子置換凝膠中的鈣離子。兩種情況下，凝膠強(qiáng)度均會(huì)變低。Zhao等[17]提出在酸性條件下凍融誘導(dǎo)可提高褐藻膠的凝膠強(qiáng)度，并且可以通過(guò)增加凍融次數(shù)使凝膠強(qiáng)度進(jìn)一步提高。

制備凝膠時(shí)的膠化溫度會(huì)影響褐藻膠與鈣離子的結(jié)合程度，從而影響凝膠強(qiáng)度。王秀娟等[15]采用鈣離子擴(kuò)散法制備褐藻膠凝膠，在20℃～80℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行膠化反應(yīng)，結(jié)果表明，60℃時(shí)制備的凝膠強(qiáng)度最高，比20℃時(shí)提高約24%，但進(jìn)一步提高溫度會(huì)導(dǎo)致凝膠強(qiáng)度下降。與齊海萍等[18]的研究結(jié)果一致。研究者們認(rèn)為原因在于溫度升高會(huì)使褐藻膠分子間鏈段更加舒展，利于與鈣離子的結(jié)合。但過(guò)高的溫度可能會(huì)造成褐藻膠分子中的G、M嵌段更易分開(kāi)或?qū)е潞衷迥z降解，不易和鈣離子形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，凝膠強(qiáng)度下降[15，18]。

1.2.1.3 復(fù)配體系

將褐藻膠與其他膠體復(fù)配是提高凝膠強(qiáng)度的重要方法之一。Khong等[19]的研究表明，與高G型褐藻膠相比，高M(jìn)型褐藻膠與殼聚糖復(fù)配可以制備出強(qiáng)度更高的凝膠。劉鑫[10]將褐藻膠分別與魔芋膠、黃原膠、瓜兒豆膠、卡拉膠和結(jié)冷膠復(fù)配，發(fā)現(xiàn)中性線(xiàn)型多糖能提高褐藻膠的凝膠強(qiáng)度。在添加魔芋膠、卡拉膠或瓜兒豆膠為溶液總質(zhì)量的1%～6%時(shí)，復(fù)配體系形成的凝膠強(qiáng)度均隨上述膠體添加量的增加而先提高后降低。當(dāng)魔芋膠添加量為4%時(shí)復(fù)配體系形成的凝膠強(qiáng)度提高幅度最大，提高了330%；瓜爾豆膠添加量為4%時(shí)，達(dá)到該復(fù)配體系的最高值，提高了220%；在卡拉膠添加量為5%時(shí)，復(fù)配體系的凝膠強(qiáng)度最高，提高了約200%。

1.2.2 凝膠彈性

凝膠彈性表示凝膠在外力作用下發(fā)生形變，撤去外力作用時(shí)恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)的能力，會(huì)影響食品的可塑性和口感。目前關(guān)于褐藻膠分子結(jié)構(gòu)對(duì)凝膠彈性影響的報(bào)道較少，主要集中于制備條件對(duì)凝膠彈性的影響，主要包括褐藻膠濃度、鈣離子濃度、凝膠溫度、鈣鹽種類(lèi)和膠體復(fù)配體系。

1.2.2.1 褐藻膠分子結(jié)構(gòu)的影響

劉海燕等[20]將不同M/G值和分子量的褐藻膠溶解后加入成型劑制成凝膠，發(fā)現(xiàn)M/G=1.34比M/G=0.75的褐藻膠的凝膠彈性提高約17%。當(dāng)褐藻膠M/G值相近時(shí)（M/G=1.32～1.35），其黏度為 200 mPa·s～700 mPa·s，褐藻膠黏度對(duì)凝膠彈性的影響不顯著。

1.2.2.2 制備條件的影響

褐藻膠的凝膠彈性隨褐藻膠溶液濃度的提高而降低。過(guò)菲等[21]等研究了褐藻膠的凝膠彈性在1%～4%的褐藻膠濃度范圍內(nèi)的變化，結(jié)果表明凝膠彈性隨褐藻膠濃度的增加而降低，褐藻膠濃度為4%時(shí)凝膠彈性較1%濃度時(shí)降低約23%。與劉海燕等[20]的研究結(jié)果一致。原因可能在于，隨褐藻膠濃度的增加，分子間相互纏結(jié)形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越致密，網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)增多，形成的凝膠剛性變大。

關(guān)于鈣離子濃度對(duì)凝膠彈性的影響，近年來(lái)報(bào)道的研究結(jié)果表現(xiàn)出了不同的規(guī)律。在褐藻膠濃度為2%的條件下，王秀娟等[15]用鈣離子擴(kuò)散法制備凝膠，研究了氯化鈣在1%～8%時(shí)對(duì)凝膠彈性的影響，結(jié)果表明褐藻膠的凝膠彈性隨著氯化鈣濃度的增加而提高。而過(guò)菲等[21]用原位釋放法制備凝膠，發(fā)現(xiàn)在褐藻膠濃度為2%時(shí)，鈣鈉摩爾比為0.25～1.50時(shí)，凝膠彈性隨著鈣離子濃度的增加而降低，鈣鈉摩爾比為1.50時(shí)比鈣鈉摩爾比為0.25時(shí)制備的凝膠彈性低約14%。研究結(jié)果的差異可能是因?yàn)檠芯空咴囼?yàn)時(shí)選用的褐藻膠分子結(jié)構(gòu)不同，也有可能是因?yàn)槟z制備方法不同。

在20℃～80℃溫度范圍內(nèi)，用鈣離子擴(kuò)散法制備凝膠時(shí)，溫度對(duì)褐藻膠凝膠彈性的影響不大[15]，鈣鹽種類(lèi)對(duì)凝膠彈性影響較大。陳明木等[22]選用氯化鈣、乳酸鈣、醋酸鈣、磷酸氫鈣、磷酸鈣和碳酸鈣6種鈣鹽作為交聯(lián)劑進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)用氯化鈣和乳酸鈣制備的凝膠彈性更好。

1.2.2.3 復(fù)配體系

1.2.3 凝膠硬度

凝膠硬度是指使凝膠達(dá)到一定變形程度所需要的力，是表征凝膠保持形狀的內(nèi)部結(jié)合力，硬度的大小用于評(píng)價(jià)口感的堅(jiān)硬或柔軟。凝膠硬度一般選用質(zhì)構(gòu)儀全質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）測(cè)試方法中第一壓縮周期內(nèi)的最大壓力值，通常與抗撕裂強(qiáng)度對(duì)應(yīng)[1]。目前關(guān)于褐藻膠凝膠硬度的研究主要涉及褐藻膠分子結(jié)構(gòu)、褐藻膠溶液濃度、鈣離子濃度、鈣鹽種類(lèi)、氯化鈣溶液pH值、膠化反應(yīng)的溫度以及膠體復(fù)配對(duì)凝膠硬度的影響。

1.2.3.1 褐藻膠分子結(jié)構(gòu)的影響

劉海燕等[20]研究發(fā)現(xiàn)M/G=0.75的褐藻膠比M/G=1.34的褐藻膠形成的凝膠硬度提高約55%。采用M/G值相近（M/G=1.32～1.35）但黏度不同的3種褐藻膠制備凝膠，發(fā)現(xiàn)凝膠硬度隨著褐藻膠黏度的增加而增大，由其結(jié)果可見(jiàn)，黏度為700 mPa·s的褐藻膠凝膠硬度比200 mPa·s提高了26%。

1.2.3.2 制備條件的影響

隨褐藻膠的濃度增加，凝膠硬度增大。劉海燕等[20]的研究表明，在1.0%～1.5%濃度范圍內(nèi)，褐藻膠的凝膠硬度隨褐藻膠濃度增加而提高，褐藻膠濃度為1.5%時(shí)凝膠硬度約為濃度為1.0%時(shí)的1.5倍。與陳夢(mèng)潔等[24]的研究結(jié)果一致。原因可能在于，隨褐藻膠濃度增加，其與鈣離子的結(jié)合位點(diǎn)增加，褐藻膠與鈣離子的交聯(lián)結(jié)構(gòu)更加致密，抗撕裂強(qiáng)度增加，凝膠硬度增大。

陳夢(mèng)潔等[24]用鈣離子擴(kuò)散法制備褐藻膠凝膠，在1%～3%的氯化鈣濃度范圍內(nèi)，凝膠硬度隨氯化鈣濃度增加而增大；而當(dāng)氯化鈣濃度大于3%時(shí)，凝膠的硬度略有下降。李倩倩等[25]采用原位釋放法選用乳酸鈣、氯化鈣、碳酸鈣和硫酸鈣4種鈣鹽制備凝膠，發(fā)現(xiàn)溶解度最小的碳酸鈣作為交聯(lián)劑時(shí)制備的凝膠結(jié)構(gòu)均勻，凝膠硬度最大，約為乳酸鈣的6.5倍。原因可能在于不同種類(lèi)的鈣鹽在水中釋放鈣離子速度不同，影響其與褐藻膠分子間交聯(lián)反應(yīng)的速度，鈣離子釋放速度過(guò)快將無(wú)法獲得結(jié)構(gòu)良好的均勻凝膠，會(huì)對(duì)凝膠的硬度產(chǎn)生顯著的影響。

膠化溫度和氯化鈣溶液的pH值均會(huì)影響褐藻膠與鈣離子的結(jié)合，從而影響凝膠硬度。陳夢(mèng)潔等[24]認(rèn)為在20℃～80℃時(shí)，溫度升高會(huì)導(dǎo)致凝膠硬度降低，原因可能是溫度升高導(dǎo)致了褐藻膠分子中的G和M段分開(kāi)，不易和鈣離子形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；此外，在氯化鈣溶液pH值＜3時(shí)，凝膠硬度較低，可能是因?yàn)闅潆x子和鈣離子爭(zhēng)奪褐藻膠的羧基，導(dǎo)致了凝膠硬度的降低[26]。

1.2.3.3 復(fù)配體系

目前，在褐藻膠與其他膠體的相互作用方面，關(guān)于殼聚糖、結(jié)冷膠、低酯果膠和卡拉膠與褐藻膠形成的復(fù)配體系對(duì)褐藻膠凝膠硬度的影響研究較多。黃正華等[26]用鈣離子擴(kuò)散法制備凝膠，通過(guò)單因素試驗(yàn)研究了氯化鈣濃度（0.4 mol/L～0.6 mol/L）、褐藻膠與殼聚糖質(zhì)量比（3∶1～19∶1）和 pH 值（6.0～7.0）對(duì)殼聚糖-褐藻膠凝膠硬度的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)氯化鈣濃度為0.6 mol/L，褐藻膠與殼聚糖質(zhì)量比為19∶1，pH值為7.0時(shí)制備的凝膠硬度達(dá)到最大。結(jié)冷膠與褐藻膠的凝膠機(jī)理相似，復(fù)配后具有一定的協(xié)同作用，能提高凝膠的硬度[27]。李倩倩等[25]發(fā)現(xiàn)當(dāng)褐藻膠濃度為1%時(shí)，褐藻膠與結(jié)冷膠的復(fù)配比例為10∶1（質(zhì)量比）即可提高凝膠硬度，與對(duì)照組相比提高約15%。Belak-Cvitanovi等[23]的研究表明，當(dāng)褐藻膠濃度為總膠體質(zhì)量的80%時(shí)，卡拉膠、低酯果膠和殼聚糖與褐藻膠復(fù)配使用均能顯著提高褐藻膠的凝膠硬度，其中殼聚糖對(duì)凝膠硬度提高效果最為顯著，分別為對(duì)照的4.3倍、7.7倍和100倍。

1.3 凝膠的持水性

凝膠的持水性反映了凝膠對(duì)水分的保持能力，一般用持水率來(lái)表征，是凝膠性能的重要指標(biāo)之一。在食品加工和儲(chǔ)存過(guò)程中，食品內(nèi)部水分含量和水分分布狀態(tài)會(huì)影響食品的品質(zhì)和食品的質(zhì)構(gòu)特性。關(guān)于褐藻膠凝膠持水性的研究主要集中在褐藻膠分子結(jié)構(gòu)和凝膠制備條件對(duì)持水性的影響，而通過(guò)復(fù)配體系來(lái)提高褐藻膠凝膠的持水性的報(bào)道較少。

1.3.1 褐藻膠分子結(jié)構(gòu)的影響

褐藻膠凝膠的持水率隨分子量增加而增大。王偉[28]的研究表明高分子量的褐藻膠對(duì)凝膠持水性的改善效果更加明顯，當(dāng)褐藻膠添加量為0.75%時(shí)，高黏度的褐藻膠能將褐藻膠的凝膠持水性提高約15%。與姚靜[29]的研究結(jié)果一致。

褐藻膠G嵌段在與鈣離子交聯(lián)時(shí)，形成一個(gè)“蛋殼”結(jié)構(gòu)，水不易滲透到內(nèi)部，因此褐藻膠G含量越高，持水能力越差。陳利梅等[30]研究表明褐藻膠M/G值越大，制備的凝膠持水力越強(qiáng)，M/G值為3.95比M/G值為2.26的褐藻膠凝膠的持水率高13%。

1.3.2 制備條件的影響

褐藻膠凝膠的持水率隨褐藻膠濃度的增大而提高，隨氯化鈣濃度的增加而降低。王秀娟等[15]的研究表明，在1%～3%的褐藻膠濃度范圍內(nèi)，當(dāng)褐藻膠濃度為3%時(shí)，凝膠持水率可達(dá)66.64%，約為1%濃度時(shí)的3倍。研究者認(rèn)為原因在于，褐藻膠濃度增大時(shí)有充足的褐藻膠與鈣離子發(fā)生離子交換，形成的凝膠空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)致密，且褐藻膠分子間的相互作用加強(qiáng)，持水能力增強(qiáng)。反之，在1%～8%的氯化鈣濃度范圍內(nèi)，當(dāng)氯化鈣濃度為8%時(shí)，凝膠持水率僅有29.08%，比1%濃度時(shí)降低了37%。

溫度對(duì)褐藻膠凝膠的持水性影響不大[15]，溶解用水溶液的pH值對(duì)褐藻膠凝膠的持水性影響顯著。劉海燕等[16]將水溶液調(diào)節(jié)至不同pH值（2～12）溶解褐藻膠并制備凝膠，結(jié)果表明當(dāng)溶液pH值為2時(shí)，形成的凝膠出水率較高，約16%；pH值為4～9時(shí)出水率在4%左右，pH值為11時(shí)沒(méi)有出水，但是凝膠強(qiáng)度特別低，僅為在pH值為4～9時(shí)強(qiáng)度的20%。

1.3.3 復(fù)配體系

目前，關(guān)于通過(guò)復(fù)配體系來(lái)提高凝膠持水性的報(bào)道相對(duì)較少。張慧旻等[27]研究表明當(dāng)褐藻膠濃度為0.5%時(shí)，添加0.25%～0.75%的黃原膠能提高褐藻膠凝膠的保水性，但提高效果不顯著。此外，研究表明，添加甘油能夠提高凝膠的持水性能，但過(guò)量添加會(huì)降低凝膠的強(qiáng)度和彈性[15，31]。

2 褐藻膠在食品中的應(yīng)用

利用褐藻膠的凝膠特性，將其作為膠凝劑、質(zhì)地改良劑和保水劑等，在食品加工及保藏中得到廣泛的應(yīng)用。

2.1 膠凝劑

褐藻膠遇鈣生成凝膠，當(dāng)褐藻膠和鈣離子濃度達(dá)到合適比例時(shí)可作為膠凝劑制得外觀(guān)透明、有彈性、強(qiáng)度適中且口感較好的仿生食品[2]，例如人造海蜇、仿生魚(yú)翅、褐藻涼粉、人造水果等。臧汝瑛等[2]選用黏度為370 mPa·s的褐藻膠與明膠按2.5∶1的質(zhì)量比復(fù)配，膠體濃度為1.5%，pH值為6，氯化鈣溶液濃度為1.0%，固化時(shí)間為20 min時(shí)制出的仿生魚(yú)翅透明、有彈性、且耐熱性好。

2.2 質(zhì)地改良劑

由于褐藻膠與鈣離子能夠生成凝膠，或與蛋白之間通過(guò)靜電作用、氫鍵以及共價(jià)鍵連接形成致密的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在食品中單獨(dú)添加褐藻膠或褐藻膠與鈣共同使用可以有效改善食品的質(zhì)構(gòu)特性。范素琴等[32]認(rèn)為褐藻膠與鈣共同使用能夠改變?nèi)庵破返膹椥?，但使用量并不是越多越好，添加時(shí)需要根據(jù)食品需求對(duì)用量進(jìn)行優(yōu)化。王偉[28]的研究表明，添加0.25%～0.50%低黏度或者中黏度的褐藻膠能將豬肉糜凝膠硬度提高約15%。在制作凝膠軟糖中褐藻膠能改善軟糖的硬度和彈性[3]，此外褐藻膠還能夠促進(jìn)面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，增加面制品的彈性，防止冷凍面制品表皮開(kāi)裂[33]。

2.3 保水劑

褐藻膠含有豐富的親水基團(tuán)——羥基和羰基，可以通過(guò)氫鍵作用與水分子結(jié)合束縛大量的水分。此外，褐藻膠與鈣離子形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會(huì)將水分截留，常被制作成天然環(huán)保的可食性膜，將其用于水果保鮮或作為保水劑能夠提高肉制品的持水率。江敏等[34]研究表明，褐藻膠能減弱芒果呼吸強(qiáng)度，降低水分蒸發(fā)，對(duì)芒果具有良好的保鮮作用。此外，張慧旻等[27]研究表明，當(dāng)褐藻膠單獨(dú)使用時(shí)，1%～2%的添加量能將低酯豬肉糜的持水性由96%提升至99%。耿建暖[4]通過(guò)正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與卡拉膠、果膠、明膠和瓊脂相比，添加褐藻膠的豬肉制品的持水效果最優(yōu)，當(dāng)褐藻膠添加量為0.2%時(shí)，豬肉的持水率達(dá)到最高，比對(duì)照組持水率提高約10%。

3 總結(jié)

褐藻膠作為膠凝劑用于仿生食品能賦予其良好的形態(tài)和口感、作為組織改良劑用于面粉制品和肉制品等方面可以改善產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)，作為保水劑用于果蔬、水產(chǎn)品和各種肉糜制品能使水果蔬菜保鮮或提高水產(chǎn)及肉制品的持水性。然而，目前關(guān)于褐藻膠分子量和分子量分布對(duì)褐藻膠凝膠特性的影響的研究還比較缺乏，需系統(tǒng)的深入研究。此外，在褐藻膠凝膠特性方面，還可以開(kāi)展食品的質(zhì)構(gòu)特性和褐藻膠的凝膠特性間相關(guān)性的研究，不斷完善褐藻膠應(yīng)用于食品工業(yè)的規(guī)格劃分和選型的評(píng)價(jià)體系，促進(jìn)新型食品的開(kāi)發(fā)，同時(shí)，推動(dòng)褐藻膠工業(yè)的發(fā)展。