胶体及其在食品中的应用
学号：0831309 姓名：高亚荣
（一）胶体简介
胶体又称胶状分散体是一种均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散，另一种连续。分散的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1nm—100nm之间的分散系；胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系，是一种高度分散的多相不均匀体系。现简单介绍胶体的分类、性质、稳定性、电性、结构、制备、纯化及其在各个方面的应用。
1、胶体的分类方法主要有一下几种：
（1）按颗粒大小分
a.粗分散体系——颗粒大，≥100nm
b.胶体体系——10~100nm，包含分子溶液
（2）按亲和力大小分
a.憎液溶胶——亲和力弱，AL（OH）3 絮状，热力学不稳定，表面大，不可逆溶胶 b.亲液溶胶：——亲和力大，高分子溶液，多糖，纤维素，热力学稳定体系，可逆胶体 c.缔合胶体：——表面活性剂类，两亲性分子，在界面上易定向吸附缔合成胶团，分子有序聚集体
（3）按照分散剂状态不同分为：
a.气溶胶——以气体作为分散介质的分散体系。其分散相可以是气相、液相或固相。：如SO2扩散在空气中 b.液溶胶——以液体作为分散介质的分散体系。其分散相可以是气相、液相或固相。：如Fe(OH)3胶体
c.固溶胶——以固体作为分散介质的分散体系。其分散相可以是气相、液相或固相。：如有色玻璃、烟水晶
常见的胶体主要有：Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质胶体、豆浆、墨水、涂料、肥皂水、AgI、Ag2S、As2S3，有色玻璃等。其中淀粉胶体、蛋白质胶体在食品中的应用最为广泛。
2、胶体的性质体现在以下几方面 ：
①
② 有丁达尔效应 当一束光通过胶体时，从入射光的垂直方向上可看到有一条光带，这个现象叫丁达尔现象。利用此性质可鉴别胶体与溶液、浊液。 有电泳现象 由于胶体微粒表面积大，能吸附带电荷的离子，使胶粒带电。当在
电场作用下，胶体微粒可向某一极定向移动。利用此性质可进行胶体提纯。 胶粒带电情况：金属氢氧化物、金属氧化物和AgI的胶粒一般带正电荷，而金属硫化物和硅酸的胶粒一般带负电荷。
可发生凝聚 加入电解质或加入带相反电荷的溶胶或加热均可使胶体发生凝聚。加入电解质中和了胶粒所带的电荷，使胶粒形成大颗粒而沉淀。一般规律是电解质离子电荷数越高，使胶体凝聚的能力越强。用胶体凝聚的性质可制生活必需品。如用豆浆制豆腐，从脂肪水解的产物中得到肥皂等。
发生布朗运动 含义：无规则运动（离子或分子无规则运动的外在体现） 产生原因：布朗运动是分子无规则运动的结果 布朗运动是胶体稳定的一个原因 胶体的知识与人类生活有着极其密切的联系。 ③ ④
3、胶体的稳定性
胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系.。胶体具有介稳性的两个原因：
（1） 胶体粒子可以通过吸附而带有电荷，同种胶粒带同种电荷，而同种电荷会相互排斥，要使胶体聚沉，就要克服排斥力，消除胶粒所带电荷。
（2）胶体粒子在不停的做布朗运动。
4、胶体电性：
（1）正电：一般来说，金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电荷，如Fe(OH)3 , Al(OH)3 , Cr(OH)3 , H2TiO3 , Fe2O3 , ZrO2 , Th2O3 。
（2）负电：非金属氧化物、金属硫化物的胶体粒子带负电荷，如As2S3 , Sb2S3 , As2O3 , H2SiO3 , Au , Ag , Pt。（另外土壤胶粒子也带负电）。
（3）不带电：像淀粉溶液，蛋白质溶液一类的高分子胶体粒子是不带电的。
（4）胶体粒子可以带电荷，但整个胶体呈电中性
5、胶体的制备：
（1） 分散法：大块物质分散成胶体。——机械分散，电分散，超声波分散，胶溶法（在某些新生成的沉淀中，加入适量的电解质，或置于某一温度下，使沉淀重新分散成溶胶）等。
（2） 凝聚法：用物理或化学方法使分子或离子聚集成胶体粒子的方法。——还原法，氧化法，水解法，复分解法…
6、胶体的纯化方法：
渗析法：渗析又称透析。利用羊皮纸或由火棉胶，（其化学成分为硝化纤维素）制成的半透膜，将溶胶与纯分散介质隔开，这是因为这种膜的孔隙很小，它仅能让小分子或离子通过，而胶粒不能通过。——搅拌溶胶或适当加热可加快渗析。也可用电渗析（电源），超过滤（压差，超滤纸—普通滤纸上覆盖一层火棉胶膜）。
7、胶体的结构：
根据Fajans规则（能与晶体的组成离子形成不溶物的离子将优先被吸附.优先吸附具有相同成分的离子），胶体粒子是胶团，它又包括胶粒与扩散层，而胶粒有包括胶核与吸附层。
8、胶体在各方面应用：
（1）农业生产：土壤的保肥作用.土壤里许多物质如粘土,腐殖质等常以胶体形式存在.
（2）医疗卫生：血液透析,血清纸上电泳,利用电泳分离各种氨基酸和蛋白质。医学上越来越多地利用高度分散的胶体来检验或治疗疾病，如胶态磁流体治癌术是将磁性物质制成胶体粒子，作为药物的载体，在磁场作用下将药物送到病灶，从而提高疗效。
（3）自然地理：江河人海口处形成三角洲,其形成原理是海水中的电解质使江河泥沙所形成胶体发生聚沉.
（5）工业生产：制有色玻璃(固溶胶),冶金工业利用电泳原理选矿,国防工业的火药、炸药常制成胶体、石油原油的脱水、工业废水的净化、建筑材料中的水泥的硬化、食品工业中牛奶、豆浆、粥都与胶体有关。
（二）胶体在食品工业中的应用
1、食品胶体简介
食品胶体：能溶解于水中，并在一定条件下能充分水化形成粘稠的滑腻或胶冻液一样的大分子物质。在加工食品中起增稠増黏，提供粘附力凝胶形成能力，硬度，稳定乳化稳定悬浊体，使食品获得所需的形状，黏度，硬，稠，脆，软各种口感。
分类：
（1） 按来源：a.植物胶 b.动物胶 c.微生物胶 d.海藻胶 e.化学改性胶
（2） 按用途：a.增稠剂 b.凝胶剂
（3） 按化学结构：a.多糖类 b.多肽类
（4） 按流变性质：a.牛顿型 b.非牛顿型 或 a.凝胶型 b.非凝胶型
（5） 按离子性质：a.离子型 b.非离子型
2、食品胶在食品工业中的应用简介：
（1）乳化、稳定性食品胶添加到食品中后，体系黏度增加，体系中的分散相不容易聚集和凝聚，因而可以使分散体系稳定，可用于果汁饮料、啤酒泡沫、糕点裱花等食品体系的稳定。在食品中能起乳化作用的食品胶或亲水胶体并不是真正的乳化剂，作用方式也不是按照一般乳化剂的亲水－亲油平衡机制来完成的，而是以好几种其他方式来发挥乳化稳定功能，但经常是通过增稠和增加水相黏度以阻止或减弱分散的油粒小球发生迁移和聚合倾向方式来完成的。有些食品胶，如阿拉伯胶和明胶也可以通过保护、覆盖胶体的作用方式达到稳定乳化的功能，即胶粒被体系吸收后在分散的小球粒或颗粒周围形成一覆盖膜层，并将电荷表面均匀分配给覆膜颗粒使其相互排斥而形成分散的稳定体系。也有一些亲水胶体能起到表面活性剂的作用，可以降低体系的表面张力以达到乳化稳定的功能。
绝大多数食品胶应用于食品中时，不仅有着增稠、胶凝以及乳化稳定、悬浮等功能作用，对维持和改善食品组织结构也起着重要作用，并且还能发挥膳食纤维的功能保健作用。 举例：
a.淀粉及变性淀粉（化学改性胶）是当今世界上使用量最大的一种多糖。淀粉也是多糖类食品胶，一般也具有增稠、胶凝等作用，但它除去部分抗消化性淀粉外都不属于膳食纤维，也就是说淀粉应用于食品中不具有膳食纤维的功能，并且其含热量很高。
b. 卵磷脂是食品乳化剂，适用于水包油或油包水的乳化体系。食品多是水包油型胶体，乳化剂的HLB值大于6时才能提供较好的乳化效果，而卵磷脂的HLB值为7，故具有均衡的亲水和亲油性，适用性广泛；卵磷脂是有效扩散溶液表面活性剂和许多粉状或粒状食品的润湿剂，在食品中加入适量的卵磷脂可以达到速溶效果； 卵磷脂具有防止或减缓食品结晶的作用。如果在含糖或油脂的食品中，加入0．5％的卵磷脂，会改善食品的晶体结构或食品质地；在富含直链淀粉的食品中加入少量卵磷脂，可起到防止淀粉老化的作用；
卵磷脂作为防粘分离剂，可使产品与产品加工机械、产品与产品包装之间不粘连，从而减少产品损失，有助于机械设备清洗。
（2）食品胶也作为脂肪取代物较广泛地应用于低脂食品、疗效食品和保健食品的生产中。尽管目前脂肪取代物有数十种，种类也不同，但大部分是以食品胶为主要原料或以食品胶体为关键成分的。
（3）作为被膜剂和胶囊许多食品胶可用作被膜剂，它们可被覆盖于食品表面，可以在食品表面形成一层保护性薄膜，保护食品不受氧气、微生物的作用，起保质、保鲜、保香或上光等作用。例如，与食用表面活性剂或保鲜剂并用可以用于水果、蔬菜的表面以保持新鲜度，因为这样可以防止其水分蒸发、调节呼吸作用、防止微生物侵袭及褐变；用于糖果等可防潮、防黏、赋予明亮光泽；也可生产可食性膜，如香肠肠衣。在这方面常用的食用胶有阿拉伯胶、CMC、壳聚糖、普鲁兰等。
可见胶体在食品工业中的应用及其广泛，有着无可替代的地位。对食品的加工及其品质都有极大的影响，其中以蛋白质胶体最为重要。至今食品胶体以发展成为一门独立的学科，研究其对食品工业的前途有重大的意义。
胶体及其在食品中的应用
学号：0831309 姓名：高亚荣
（一）胶体简介
胶体又称胶状分散体是一种均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散，另一种连续。分散的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1nm—100nm之间的分散系；胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系，是一种高度分散的多相不均匀体系。现简单介绍胶体的分类、性质、稳定性、电性、结构、制备、纯化及其在各个方面的应用。
1、胶体的分类方法主要有一下几种：
（1）按颗粒大小分
a.粗分散体系——颗粒大，≥100nm
b.胶体体系——10~100nm，包含分子溶液
（2）按亲和力大小分
a.憎液溶胶——亲和力弱，AL（OH）3 絮状，热力学不稳定，表面大，不可逆溶胶 b.亲液溶胶：——亲和力大，高分子溶液，多糖，纤维素，热力学稳定体系，可逆胶体 c.缔合胶体：——表面活性剂类，两亲性分子，在界面上易定向吸附缔合成胶团，分子有序聚集体
（3）按照分散剂状态不同分为：
a.气溶胶——以气体作为分散介质的分散体系。其分散相可以是气相、液相或固相。：如SO2扩散在空气中 b.液溶胶——以液体作为分散介质的分散体系。其分散相可以是气相、液相或固相。：如Fe(OH)3胶体
c.固溶胶——以固体作为分散介质的分散体系。其分散相可以是气相、液相或固相。：如有色玻璃、烟水晶
常见的胶体主要有：Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质胶体、豆浆、墨水、涂料、肥皂水、AgI、Ag2S、As2S3，有色玻璃等。其中淀粉胶体、蛋白质胶体在食品中的应用最为广泛。
2、胶体的性质体现在以下几方面 ：
①
② 有丁达尔效应 当一束光通过胶体时，从入射光的垂直方向上可看到有一条光带，这个现象叫丁达尔现象。利用此性质可鉴别胶体与溶液、浊液。 有电泳现象 由于胶体微粒表面积大，能吸附带电荷的离子，使胶粒带电。当在
电场作用下，胶体微粒可向某一极定向移动。利用此性质可进行胶体提纯。 胶粒带电情况：金属氢氧化物、金属氧化物和AgI的胶粒一般带正电荷，而金属硫化物和硅酸的胶粒一般带负电荷。
可发生凝聚 加入电解质或加入带相反电荷的溶胶或加热均可使胶体发生凝聚。加入电解质中和了胶粒所带的电荷，使胶粒形成大颗粒而沉淀。一般规律是电解质离子电荷数越高，使胶体凝聚的能力越强。用胶体凝聚的性质可制生活必需品。如用豆浆制豆腐，从脂肪水解的产物中得到肥皂等。
发生布朗运动 含义：无规则运动（离子或分子无规则运动的外在体现） 产生原因：布朗运动是分子无规则运动的结果 布朗运动是胶体稳定的一个原因 胶体的知识与人类生活有着极其密切的联系。 ③ ④
3、胶体的稳定性
胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系.。胶体具有介稳性的两个原因：
（1） 胶体粒子可以通过吸附而带有电荷，同种胶粒带同种电荷，而同种电荷会相互排斥，要使胶体聚沉，就要克服排斥力，消除胶粒所带电荷。
（2）胶体粒子在不停的做布朗运动。
4、胶体电性：
（1）正电：一般来说，金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电荷，如Fe(OH)3 , Al(OH)3 , Cr(OH)3 , H2TiO3 , Fe2O3 , ZrO2 , Th2O3 。
（2）负电：非金属氧化物、金属硫化物的胶体粒子带负电荷，如As2S3 , Sb2S3 , As2O3 , H2SiO3 , Au , Ag , Pt。（另外土壤胶粒子也带负电）。
（3）不带电：像淀粉溶液，蛋白质溶液一类的高分子胶体粒子是不带电的。
（4）胶体粒子可以带电荷，但整个胶体呈电中性
5、胶体的制备：
（1） 分散法：大块物质分散成胶体。——机械分散，电分散，超声波分散，胶溶法（在某些新生成的沉淀中，加入适量的电解质，或置于某一温度下，使沉淀重新分散成溶胶）等。
（2） 凝聚法：用物理或化学方法使分子或离子聚集成胶体粒子的方法。——还原法，氧化法，水解法，复分解法…
6、胶体的纯化方法：
渗析法：渗析又称透析。利用羊皮纸或由火棉胶，（其化学成分为硝化纤维素）制成的半透膜，将溶胶与纯分散介质隔开，这是因为这种膜的孔隙很小，它仅能让小分子或离子通过，而胶粒不能通过。——搅拌溶胶或适当加热可加快渗析。也可用电渗析（电源），超过滤（压差，超滤纸—普通滤纸上覆盖一层火棉胶膜）。
7、胶体的结构：
根据Fajans规则（能与晶体的组成离子形成不溶物的离子将优先被吸附.优先吸附具有相同成分的离子），胶体粒子是胶团，它又包括胶粒与扩散层，而胶粒有包括胶核与吸附层。
8、胶体在各方面应用：
（1）农业生产：土壤的保肥作用.土壤里许多物质如粘土,腐殖质等常以胶体形式存在.
（2）医疗卫生：血液透析,血清纸上电泳,利用电泳分离各种氨基酸和蛋白质。医学上越来越多地利用高度分散的胶体来检验或治疗疾病，如胶态磁流体治癌术是将磁性物质制成胶体粒子，作为药物的载体，在磁场作用下将药物送到病灶，从而提高疗效。
（3）自然地理：江河人海口处形成三角洲,其形成原理是海水中的电解质使江河泥沙所形成胶体发生聚沉.
（5）工业生产：制有色玻璃(固溶胶),冶金工业利用电泳原理选矿,国防工业的火药、炸药常制成胶体、石油原油的脱水、工业废水的净化、建筑材料中的水泥的硬化、食品工业中牛奶、豆浆、粥都与胶体有关。
（二）胶体在食品工业中的应用
1、食品胶体简介
食品胶体：能溶解于水中，并在一定条件下能充分水化形成粘稠的滑腻或胶冻液一样的大分子物质。在加工食品中起增稠増黏，提供粘附力凝胶形成能力，硬度，稳定乳化稳定悬浊体，使食品获得所需的形状，黏度，硬，稠，脆，软各种口感。
分类：
（1） 按来源：a.植物胶 b.动物胶 c.微生物胶 d.海藻胶 e.化学改性胶
（2） 按用途：a.增稠剂 b.凝胶剂
（3） 按化学结构：a.多糖类 b.多肽类
（4） 按流变性质：a.牛顿型 b.非牛顿型 或 a.凝胶型 b.非凝胶型
（5） 按离子性质：a.离子型 b.非离子型
2、食品胶在食品工业中的应用简介：
（1）乳化、稳定性食品胶添加到食品中后，体系黏度增加，体系中的分散相不容易聚集和凝聚，因而可以使分散体系稳定，可用于果汁饮料、啤酒泡沫、糕点裱花等食品体系的稳定。在食品中能起乳化作用的食品胶或亲水胶体并不是真正的乳化剂，作用方式也不是按照一般乳化剂的亲水－亲油平衡机制来完成的，而是以好几种其他方式来发挥乳化稳定功能，但经常是通过增稠和增加水相黏度以阻止或减弱分散的油粒小球发生迁移和聚合倾向方式来完成的。有些食品胶，如阿拉伯胶和明胶也可以通过保护、覆盖胶体的作用方式达到稳定乳化的功能，即胶粒被体系吸收后在分散的小球粒或颗粒周围形成一覆盖膜层，并将电荷表面均匀分配给覆膜颗粒使其相互排斥而形成分散的稳定体系。也有一些亲水胶体能起到表面活性剂的作用，可以降低体系的表面张力以达到乳化稳定的功能。
绝大多数食品胶应用于食品中时，不仅有着增稠、胶凝以及乳化稳定、悬浮等功能作用，对维持和改善食品组织结构也起着重要作用，并且还能发挥膳食纤维的功能保健作用。 举例：
a.淀粉及变性淀粉（化学改性胶）是当今世界上使用量最大的一种多糖。淀粉也是多糖类食品胶，一般也具有增稠、胶凝等作用，但它除去部分抗消化性淀粉外都不属于膳食纤维，也就是说淀粉应用于食品中不具有膳食纤维的功能，并且其含热量很高。
b. 卵磷脂是食品乳化剂，适用于水包油或油包水的乳化体系。食品多是水包油型胶体，乳化剂的HLB值大于6时才能提供较好的乳化效果，而卵磷脂的HLB值为7，故具有均衡的亲水和亲油性，适用性广泛；卵磷脂是有效扩散溶液表面活性剂和许多粉状或粒状食品的润湿剂，在食品中加入适量的卵磷脂可以达到速溶效果； 卵磷脂具有防止或减缓食品结晶的作用。如果在含糖或油脂的食品中，加入0．5％的卵磷脂，会改善食品的晶体结构或食品质地；在富含直链淀粉的食品中加入少量卵磷脂，可起到防止淀粉老化的作用；
卵磷脂作为防粘分离剂，可使产品与产品加工机械、产品与产品包装之间不粘连，从而减少产品损失，有助于机械设备清洗。
（2）食品胶也作为脂肪取代物较广泛地应用于低脂食品、疗效食品和保健食品的生产中。尽管目前脂肪取代物有数十种，种类也不同，但大部分是以食品胶为主要原料或以食品胶体为关键成分的。
（3）作为被膜剂和胶囊许多食品胶可用作被膜剂，它们可被覆盖于食品表面，可以在食品表面形成一层保护性薄膜，保护食品不受氧气、微生物的作用，起保质、保鲜、保香或上光等作用。例如，与食用表面活性剂或保鲜剂并用可以用于水果、蔬菜的表面以保持新鲜度，因为这样可以防止其水分蒸发、调节呼吸作用、防止微生物侵袭及褐变；用于糖果等可防潮、防黏、赋予明亮光泽；也可生产可食性膜，如香肠肠衣。在这方面常用的食用胶有阿拉伯胶、CMC、壳聚糖、普鲁兰等。
可见胶体在食品工业中的应用及其广泛，有着无可替代的地位。对食品的加工及其品质都有极大的影响，其中以蛋白质胶体最为重要。至今食品胶体以发展成为一门独立的学科，研究其对食品工业的前途有重大的意义。