结冷胶溶液性质

   溶液中结冷胶的分子链可以是一条条分散的无规线团形式，但相邻的链间往往进一步相互缠绕形成双螺旋二聚体。例如，J．K．BaIrd等运用x—衍射晶体学，以低酰基结冷胶锂盐为模型进行了研究。结果表明，它由两条左旋的3重螺旋构成，在一个相互缠绕的二聚体中形成半交错的平行构象。二聚体由链间氢键所稳定。在对其钾盐所提出的一个更精细的结构中，K+与羧基形成配位键，从而影响氢键以稳定二聚体。当无促进胶凝的阳离子存在时，对结冷胶溶液加热、冷却更利于这种二聚体的形成，以至于结冷胶成极细纤维状，浓度较高时纤维还会增粗或出现分叉。此时若加入阳离子，将使纤维间亦即双螺旋二聚体间相互作用，形成平行的结晶区从而胶凝。例如，在单价阳离子如K+存在的条件下，溶液中结冷胶原来无规分散的双螺旋二聚体长链间会形成一对对局部近乎反平行的方式重新排列，通过彼此间“羧基－K+－水－K+－羧基”的链桥作用连接在一起而形成凝胶。如果把K+换成二价离子如Ca2+来诱使凝胶的形成,则上述的“K+－水－K+”桥将会被一个Ca2+取代，在结冷胶分子之间形成作用力更强的“羧基－Ca2+－羧基”连接区亦形成凝胶。在宏观表现上，即可观察到二价阳离子往往比一价阳离子在更低浓度下即可达到较高的凝胶强度。 上述涉及了结冷胶从单链结构到凝胶结构的机理，简而言之，即水的参与下、阳离子诱使结冷胶从无规线团转变成双螺旋，接着由双螺旋聚集形成结合区从而形成凝胶。下图是该过程的示意。

图　结冷胶凝胶的形成过程

    在对分子链之间聚集的影响上，糖链重复单位上的甘油酰基比乙酰基更重要。二者都有助于双螺旋二聚体结构的稳定，但是，甘油酰基团对双螺旋链间的接近及相互作用有阻碍作用，亦即阻碍了结冷胶凝胶的形成，宏观的表现，即导致凝胶性质减弱或改变。这一重要性质在实际运用上的反映，即把结冷胶产品在生产及运用上可先大致分为高、低酰基两种。虽然两种产品都有其用武之地，但低酰基结冷胶在食品工业等领域上的应用更常见些，所以在许多普通场合下，结冷胶即指低酰基形式的产品，而高酰基产品常称为天然结冷胶。　

高酰基和低酰基结冷胶特性比较

	高酰基	低酰基
分子量	1-2×106 Daltons	2-3×105 Daltons
溶解性	热水（70℃-80℃）	热或冷水（加螯合剂）
凝固温度	70-80℃	30-50℃
凝胶热可逆性	热可逆	热固定
凝结条件	冷却	阳离子，酸，可溶固体

 高酰基结冷胶的水溶液特性
·溶胀在冷无离子水中，钠离子会增加溶胀温度
·其凝胶结构促成高粘度
·加热会引起粘度大量降低
·热溶液的粘度比低酰基结冷胶高
·在pH7中性条件下十分稳定
·在酸性pH3.5条件下高酰基结冷胶可被水解  

 高酰基结冷胶造成的液体凝胶
·用量低于0.03%不会凝结
·溶液在冷却前后搅拌都能造成液体凝胶
·溶液在冷却后搅拌能促成更高的触变性（thixotrophy）
·比黄原胶或低酰基结冷胶的液体凝胶有更高的屈服应力

 高酰基结冷胶水合特性
·离子对溶胀温度有很大影响
·离子对水合温度有轻微影响
·在100℃以下溶于水·高固体量增加水溶所需温度
·pH能降低水溶所需温度
·投料次序很重要：先以高速搅拌投入高酰基结冷胶在热水后再投糖、酸及离子等

 低酰基结冷胶的水溶液特性
·溶于冷及低离子水（使用多价螯合剂），溶液有粘性
·比黄原胶溶液的假塑较低，但比海藻酸溶液高
·加热能大大降低溶液粘度
·在pH 7中性条件下十分稳定低酰基结冷胶可以在80℃能固定约一小时

 低酰基结冷胶水合特性
·离子（Ca、K、Na等）含量增加水溶所需温度
·多价螯合剂（sequestrants:柠檬酸钠，SHMP,TSPP,TSP）能降低水溶所需温度
·不同的多价螯合剂有不同的有效pH范围及不同的缓冲作用
·低pH增加水溶所需温度
·含糖量增加水溶所需温度
·投料次序很重要：先以高速搅拌投入结冷胶后再投糖、酸及离子等