可得然胶在食品工业中的应用及其凝胶强度检测方案

引言

在现代食品工业中，降本与提质的平衡是技术人员面临的核心挑战。随着消费者对低脂、低盐、高水分、Q弹口感产品的需求增长，传统淀粉、大豆分离蛋白等添加剂已难以满足全部需求。可得然胶（Curdlan） ，这种由微生物发酵产生的β-1,3-葡聚糖，凭借独特的热凝胶特性和优异功能，正成为食品加工领域的明星添加剂。

可得然胶又称热凝胶、凝结多糖，由土壤杆菌属或根瘤菌属微生物发酵糖质原料产生，是一种中性胞外多糖。其分子结构为D-葡萄糖通过β-1,3-糖苷键连接而成的线性无分支葡聚糖，聚合度通常在400-500之间。我国于2006年批准将可得然胶作为食品添加剂使用，并制定了GB 28304-2012《食品安全国家标准 食品添加剂 可得然胶》来规范其质量发展。

然而，许多食品配料研发及应用工程师在实际应用中面临一个共同难题：可得然胶有时无法达到预期凝胶强度，导致产品质地不稳定、口感欠佳。这个问题的根源在于新型胶体的凝胶条件难以确定，特别是温度、pH值和浓度等因素的复杂相互作用。本文将从可得然胶的独特凝胶特性出发，系统解析其在食品工业中的应用优势，并结合GB 28304-2012标准，提供完整的凝胶强度检测方案。

一、可得然胶的独特凝胶特性：双重凝胶的“温度密码"

可得然胶区别于其他食品胶体的核心，是温度依赖性的双重凝胶特性：

低温可逆凝胶：悬浮液加热至55-65℃再冷却到40℃以下，形成低强度可逆凝胶，重新加热至60℃以上恢复为流体。

高温不可逆凝胶：加热超过80℃，形成高强度、高弹性的不可逆凝胶，130℃高温杀菌或反复冻融后仍保持稳定。

这一“双重凝胶"特性使可得然胶在需要热稳定性的产品中具有不可替代的价值。121℃高压灭菌30分钟，凝胶强度几乎无损失，而大多数食品胶体在高温下会丧失凝胶能力。

关键功能特性

二、可得然胶在食品工业中的应用实践

1. 乳化肠类产品——广泛的应用品类

乳化肠是可得然胶应用广泛的品类，包括中国台湾烤肠、煎烤肠、热狗肠及低脂低盐肠等。蒸煮阶段（78-80℃） ，可得然胶形成弱凝胶，避免胶原蛋白溶解、脂肪熔化导致的结构松散；煎烤阶段（>100℃） ，形成强凝胶，防止水分过度蒸发，解决爆肠、发黑、失水严重等问题。

应用效果：添加1.0%-2.5%可得然胶，蒸煮损失降低15%-20%，烤制损失降低25%-30%，产品更Q弹多汁、经久耐烤。

2. 低脂肉制品——脂肪替代的“口感救星"

脂肪含量降低常导致产品口感粗糙发柴。在低脂牛肉肠（脂肪<5%）中添加0.3%-0.7%碱中和预处理可得然胶，可显著降低蒸煮损失，提升持水性和感官评分；添加量为0.7%时，品质与普通脂肪含量产品相当。

3. 低盐肉制品——减盐不减质的技术方案

食盐减少会导致产品质构变差、保水性下降。在KCl替代30%食盐的乳化肠中，添加0.3%可得然胶可使内聚性、胶着性、咀嚼性达到最大值；添加0.6%可得然胶可显著提高保水率。

4. 西式火腿类产品——提高保水性和切片性

可得然胶在西式火腿中主要用于提高保水性和切片性，减少蒸煮损失和冷藏汁液流失。注射腌制法：与盐水混合注射，提高盐水保留率，使内部均匀多汁；滚揉法：滚揉过程中加入分散液，促进均匀分布，增强肉粒粘结力。添加0.2%-0.5%可得然胶，蒸煮损失降低**。

5. 面类制品、豆腐制品及水产加工制品

可得然胶广泛应用于面类制品（提高弹性、增强抗煮性）、豆腐制品（改善质地和口感）、水产加工制品（提升凝胶强度和咀嚼感）等领域。

三、GB 28304-2012凝胶强度检测标准解读

1. 标准的定位与核心要求

GB 28304-2012《食品安全国家标准 食品添加剂 可得然胶》 于2012年4月25日发布，6月25日实施。标准附录A明确规定了凝胶强度的仲裁检测方法，是原料进厂验收、生产质控、第三方送检的法定依据。

标准适用于以土壤杆菌属细菌粪产碱杆菌或放射性土壤杆菌为产生菌，以蔗糖或葡萄糖等为主要原料，经特定的生物发酵并经提纯、干燥、粉碎而成的食品添加剂可得然胶。

2. 凝胶强度测定的标准化流程

样品制备：取0.3g可得然胶样品于15mL水中，用柱形乳化分散机在3500r/min的转速下搅拌5分钟，形成悬浮液。

转移与曝气：将悬浮液转移至18mm×180mm的试管中，在真空状态下曝气3分钟。

加热与冷却：将试管迅速放入沸水浴中加热10分钟，然后在冷水中冷却30分钟。

取样与测定：从试管中取出凝胶，取离底部20mm和30mm处的一段10mm的凝胶，用凝胶仪或质构仪进行测定。根据记录的负荷-时间（f-t）曲线计算凝胶强度。

结果计算：凝胶强度以w₁计，数值以克每平方厘米（g/cm²）表示：

凝胶强度 = F / 0.196

其中，F为负荷-时间曲线中凝胶破裂时曲线急剧下降的拐点的读数（g）；0.196为圆柱体探头截面积的数值（cm²）。

3. 标准方法的优化建议

在实际检测中，研究发现了若干影响检测结果稳定性的问题：可得然胶不溶于水，部分产品的胶体颗粒沉降导致底部紧实而上部软烂，使检测结果偏高；胶体成型后仍有大气泡存在于内部，影响凝胶强度使结果偏低；不同生产工艺的产品凝胶强度平行性差、重复性较差。

针对这些问题，上海市质量监督检验技术研究院的研究提出了优化方案：取样量为0.30~0.31g，加入15mL现制的脱气水，用微量取样药匙进行搅拌使悬浊液分散均匀，沸水浴加热10min后，取出在冰水浴中冷却50min，做三次平行试验。该方法相对标准偏差小、数据稳定。研究同时发现，凝胶强度大于600g/cm²的产品，可用直径0.4、0.5、0.6cm中任一款柱头进行测定。

四、可得然胶凝胶强度的影响因素

在实际应用中，多种因素会影响可得然胶的凝胶强度：

浓度与温度：可得然胶随着质量浓度和加热温度的升高，凝胶强度逐渐增加。

盐类与pH值：合适的NaCl质量浓度、磷酸盐质量浓度和pH值可以提高可得然胶的凝胶强度，添加大豆蛋白会降低其凝胶强度，而蔗糖和淀粉对凝胶强度影响不大。

发酵培养基组分：在发酵培养基中添加CoCl₂可使凝胶强度提高33.6%，硬度提高21.3%。

共混体系：可得然胶与魔芋胶共混体系中，随着NaOH添加量提高，凝胶硬度和弹性值呈先升高后降低趋势。

典型凝胶强度参考值

五、西奥机电的可得然胶凝胶强度检测解决方案

济南西奥机电有限公司（CELTEC西奥）的GST系列凝胶强度测试仪，严格依据GB 28304-2012《食品安全国家标准 食品添加剂 可得然胶》 及2025年版《中国药典》四部通则0634《凝胶强度测定法》设计，为可得然胶的凝胶强度检测提供了完整的解决方案。

标准化检测能力：GST系列标配Φ5.0mm不锈钢圆柱探头（截面积0.196 cm²） ，测试速度250mm/min，符合GB 28304-2012附录A的标准要求。系统自动捕捉凝胶破裂拐点力值并计算凝胶强度（g/cm²）。

高精度力学测量：采用高精度力量感应元，力值测量精度优于0.5%F.S.，位移分辨率达0.01mm。能够精准捕捉凝胶破裂瞬间的峰值力值，自动计算并输出凝胶强度值。

多标准兼容：GST系列同时符合GB 28304-2012（可得然胶）、GB 6783-2013（明胶）、2025版药典0634通则及ISO 9665等多项标准要求。可专业用于明胶、水凝胶、可得然胶、卡拉胶、琼脂等多种凝胶材料的强度测定。

力-位移曲线实时分析：测试过程中实时采集并显示力-位移曲线，自动标记凝胶破裂拐点。曲线原始数据自动保存，为批次一致性评价提供完整的力学性能证据。

温度控制兼容：支持与±0.1℃精度恒温水浴箱联用，满足可得然胶凝胶制备过程中从沸水浴加热到冷水浴冷却的全流程温度控制要求。

六、结语

可得然胶凭借其独特的双重凝胶特性——低温可逆、高温不可逆——正在成为食品工业中不*或缺的功能性添加剂。从乳化肠的蒸煮损失降低15%-20%，到低脂牛肉肠的品质提升，再到低盐肉制品中0.3%添加量即可达到内聚性、胶着性和咀嚼性最大值的显著效果——可得然胶的应用价值已得到广泛验证。

而凝胶强度，作为可得然胶最核心的质量指标，其精准检测是保障产品品质、确保批次一致性的基础。GB 28304-2012标准为可得然胶的凝胶强度测定提供了统一的技术依据，从0.3g样品+15mL水的精确配比，到3500r/min搅拌5分钟的高速分散，再到沸水浴10分钟、冷水浴30分钟的标准化凝胶制备——每一个环节的规范执行，都是确保检测数据准确、可靠的前提。

济南西奥机电有限公司（CELTEC西奥）GST系列凝胶强度测试仪，以GB 28304-2012标准合规、Φ5.0mm标准探头、高精度力学测量、力-位移曲线实时分析为核心优势，为可得然胶及各类凝胶材料生产企业提供了从原料入厂检验到成品质量控制的完整检测解决方案，助力企业以精准的量化数据驱动产品品质持续提升。

本文依据GB 28304-2012《食品安全国家标准 食品添加剂 可得然胶》及相关学术研究成果撰写，仅供参考。具体检测操作请以标准原文及仪器操作规程为准。