(一) 食品膠的功能特性

（二）膠凝性

對於食品膠的膠凝機制，國內外這方面的文獻報導不少，但還不是很清楚。膠凝現象一般可以簡單描述為親水膠體的長鏈分子相互交聯而形成能將液體纏繞固定在內的三維連續式網路，並由此獲得堅固嚴密的結構以抵制外界壓力而最終能阻止體系的流動。也就是說，食品多糖膠膠凝劑通過分子鏈的交互作用形成三維網路從而使水從流體轉變成能脫模的“固體”。凝膠中能包含的水分可高達99%之多，常見的食品凝膠包括果凍、布丁、膠化汽水、膠化果汁、膠化果醬、膠化牛奶、凝膠糖等。

據認為，各種親水膠體的膠凝特性不同主要是因為三維網路的纏繞度、分子交聯的數量和屬性、形成網路各單元的相互吸引和排斥以及與不同溶劑作用的差異等原因引起的。

膠凝機制的不同可通過對幾種常見食品膠的不同膠凝特性說明來理解。明膠的膠凝特性就比較特別，它能形成蛋白質類的頗具彈性的凝膠；如上表所示，鹿角菜膠需在有鉀離子條件下能形成碳水化合物類的螺旋式凝膠，這也是其他一些海藻膠和碳水化合物的成膠方式；還由上表可知，海藻酸鈉能通過與鈣離子發生化學反應同時形成交聯而獲得一種特殊的凝膠。由此可見膠凝機制主要可分為三類：
1.蛋白質類膠凝（明膠）  明膠凝膠是膠體化學中的典型凝膠，從理論到應用對它的研究已有近二百年的歷史，但到現在，對它的膠凝機理還未完全清楚，一般認為明膠成膠時，蛋白質中的多肽鏈相互交聯使得每分子能形成約五或六個結晶性區域，這些交聯可能是由於氨基酸與側鏈羧基之間發生的鹽鍵作用力而產生的。明膠在任何pH情況下和無需其他物質如Ca2+、糖的協助都能同水作用形成均一的凝膠，該凝膠為熱可逆性的，加熱可以融化，冷卻後又會再次成膠 。

2.熱膠凝  鹿角菜膠、洋菜膠等紅藻提取物膠體都是這種膠凝方式，它們的共同組分硫酸酯半乳聚糖在形成這種凝膠時往往要經歷三個明顯的階段：自由纏繞，雙重螺旋，聚集，其中所形成的雙重螺旋結構是形成這類凝膠網路的基礎。

3.化學膠凝  離子性的食品膠(如海藻酸)在有高價金屬離子存在下可以形成凝膠，而與溫度高低沒有關係。由表2可知，海藻酸鈉和低酯果膠都是通過與鈣離子發生化學反應交聯而獲得一種特殊的凝膠。直到現在，一般認為，這種交聯是由於鄰近聚合物鏈上的兩個羧基基團與鈣離子作用形成離子橋或通過每一對聚合物鏈上的羥基和羧基基團同鈣離子發生螯合作用而形成的。

4.其他膠凝機制  其他多糖凝膠的形成機制與上述幾種膠凝原理會有所不同，蛋白質之間、多糖之間以及蛋白質與多糖之間可以形成共混凝膠，共混凝膠的形成能降低單獨形成凝膠的膠凝臨界溫度、膠凝臨界濃度，甚至兩種單獨不能形成凝膠的高分子共混後能形成凝膠，這對於加工特色食品、生產新型的布丁、果凍、飲料和糖果等食品都很有益處。如高酯果膠，它形成凝膠需要有一定的含糖量（60～65%）和pH（2.0～3.5）條件。在果膠液中添加糖類，其目的在於脫水，促使果膠粒周圍的水化層發生變化，使原來膠粒表面吸附水減少，膠粒與膠粒易於結合而為鏈狀膠束。高度失水能加快膠束的凝聚，並相互交織，無定向地組成一種連接鬆弛的三維網路結構，在網路交界處形成無數空隙，由於氫鍵和分子間引力的作用，緊緊吸附著糖-水的分子。最終形成一種具有一定強度和結構類似海綿的凝膠體。但果膠的膠束失水後形成結晶而沉澱，在果膠-糖溶液分散體系內需要添加一定數量的酸有利於形成凝膠，因為酸產生的氫離子能中和果膠所帶的負電荷，當pH達到一定值時，果膠接近電中性，於是其溶解度降至最小，從而加酸加速了果膠膠束的形成、結晶、沉澱和凝聚。