食品添加剂可得然胶凝胶强度怎么测

可得然胶（Curdlan）是一种由微生物发酵产生的胞外多糖，属于β-1,3-葡聚糖类高分子化合物。作为食品添加剂，可得然胶具有独特的热不可逆凝胶特性——将其水分散液加热至80℃以上，冷却后形成的凝胶即使重新加热也不会融化。这一特性使其在豆腐类食品、肉制品、新型豆制品等食品加工中具有广泛的应用价值。

可得然胶的凝胶强度直接影响其在食品中的质构贡献和功能表现。研究显示，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。因此，建立标准化的凝胶强度测定方法，是确保可得然胶产品质量稳定、满足食品加工需求的技术基础。

一、可得然胶凝胶强度测定的标准依据

可得然胶凝胶强度的测定主要依据GB 28304-2012《食品安全国家标准 食品添加剂 可得然胶》 。该标准于2012年4月25日发布，2012年6月25日正式实施，由中华人民共和国卫生部发布。标准适用于以土壤杆菌属（Agrobacterium biovar1）细菌为产生菌，以蔗糖或葡萄糖等为主要原料，经生物发酵、提纯、干燥、粉碎而成的食品添加剂可得然胶。

此外，行业标准QB/T 4322-2012《可得然胶》 同样将凝胶强度列为理化指标之一，按照附录B规定的方法进行测定。

二、凝胶强度测定的测试原理

可得然胶凝胶强度的测定基于穿刺法原理。将制备好的可得然胶凝胶样品置于测试平台上，探头以规定的速度垂直刺入凝胶，当凝胶发生破裂时，仪器记录破裂瞬间的力值（负荷-时间曲线中凝胶破裂时曲线急剧下降的拐点的读数）。

与明胶凝冻强度（Bloom测试）不同，可得然胶凝胶强度的测定采用直径5mm（0.5cm）的不锈钢圆柱形探头，而非明胶标准的12.7mm探头。这是因为可得然胶形成的凝胶具有热不可逆性，质地较硬，需要更小直径的探头才能实现有效的穿刺测定。探头移动速度设定为250 mm/min。

研究优化表明，凝胶强度大于600g·cm⁻²的产品，可用直径0.4cm、0.5cm或0.6cm中任一规格的柱头进行测定。

三、标准化样品制备流程

根据GB 28304-2012标准，可得然胶凝胶强度测定的样品制备需遵循以下标准化流程：

第一步：样品称量与悬浮液制备
精确称取0.3g可得然胶样品，置于15mL水中。使用柱形乳化分散机在3500r/min的转速下搅拌5分钟，形成均匀的悬浮液。称量精度直接影响凝胶强度的准确性。

第二步：转移与真空曝气
将悬浮液转移至18mm×180mm的试管中，在真空状态下曝气3分钟，以消除悬浮液中的气泡。气泡的存在会在凝胶中形成应力集中点，导致测试结果偏差。

第三步：沸水浴加热
将试管迅速放入沸水浴中加热10分钟，使可得然胶充分凝胶化。加热温度和时间是决定凝胶强度的关键参数——研究表明，可得然胶随着加热温度的升高，凝胶强度逐渐增加。

第四步：冷水浴冷却
加热后将试管在冷水中冷却30分钟，使凝胶充分定型。优化的研究建议，冰水浴冷却50分钟可获得更稳定的数据。

第五步：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的凝胶样品，用凝胶仪或质构仪进行测定。

四、凝胶强度的结果计算

凝胶强度以w₁表示，数值以克每平方厘米（g/cm²）为单位。

计算公式如下：

凝胶强度 = f / 0.196

式中：

• f —— 负荷-时间（f-t）曲线中凝胶破裂时曲线急剧下降的拐点的读数，单位为克（g）

• 0.196 —— 圆柱体探头截面积的数值，单位为平方厘米（cm²）（直径0.5cm的圆柱探头截面积πr² = 3.14 × 0.25² ≈ 0.196cm²）

测定结果的表达：取平行测定结果的算术平均值为测定结果。优化的研究建议做三次平行试验，以保证数据的稳定性和相对标准偏差（RSD）在可接受范围内。

五、冻力测试仪在可得然胶凝胶强度测定中的应用

可得然胶凝胶强度的精准测定，需要专业的测试设备作为技术支撑。一台符合GB 28304-2012标准要求的冻力测试仪（凝胶强度测定仪），应具备以下核心能力：

1. 探头配置
设备应配备直径5mm（0.5cm）的不锈钢圆柱形探头。部分设备支持0.4cm、0.5cm、0.6cm多种探头规格，以适应不同强度等级的凝胶样品。

2. 速度控制能力
探头移动速度应达到250mm/min，并具备精确的速度控制能力。

3. 力值测量系统

• 力量感应元量程：可选用0.5kg、1kg、5kg、10kg、20kg、30kg等多种规格

• 力量感应元精度：可通过第三方国际标准砝码进行验证和校正

• 数据采集：实时记录负荷-时间（f-t）曲线，自动识别凝胶破裂拐点

4. 数据管理功能
原始数据自动保存，多条测试曲线可叠加对比分析，测试结果可通过EXCEL格式批量导出。设备应具备紧急停止、上下极限控制装置、力量感应元过载保护等功能。

六、可得然胶凝胶强度测定的质量控制价值

可得然胶凝胶强度的标准化测定，在多个层面具有重要的质量控制价值：

原料品质评价：凝胶强度是GB 28304-2012和QB/T 4322-2012标准中可得然胶的理化指标之一。通过凝胶强度检测，可准确评估可得然胶原料的品质等级。

生产工艺监控：可得然胶的凝胶强度受发酵条件、提纯工艺、干燥方式等多种因素影响。通过批次间凝胶强度的波动情况，可监控生产工艺的稳定性。

食品应用适配性：不同食品对可得然胶凝胶强度的要求不同。通过凝胶强度数据，食品生产企业可选择适配的可得然胶产品，确保最终产品的质构品质。

产品研发支撑：在可得然胶改性、复配等研发工作中，凝胶强度数据是评价改进效果的核心指标。

七、结语

可得然胶作为一种具有热不可逆凝胶特性的食品添加剂，其凝胶强度是评价产品品质和应用性能的核心指标。GB 28304-2012《食品安全国家标准 食品添加剂 可得然胶》从样品制备、仪器设备、测定步骤到结果计算，为可得然胶凝胶强度的标准化检测提供了完整的技术规范。选择一台符合GB 28304-2012标准要求的冻力测试仪，建立从样品制备到数据处理的标准化测试流程，是可得然胶生产企业和食品加工企业确保产品质量稳定、满足食品加工需求的技术基础。

如果您正在寻找可满足您各种需求的最佳解决方案，欢迎联络我们，我们非常乐意和您一起讨论您的需求。

常见问题解答（FAQ）

问：可得然胶凝胶强度测定与明胶凝冻强度（Bloom测试）有什么不同？

答：两者在探头规格、测试速度和结果单位上均有明显差异。可得然胶凝胶强度测定采用直径5mm探头、250mm/min测试速度，结果以g/cm²表示；明胶凝冻强度测定采用直径12.7mm探头、0.5mm/s测试速度，结果以Bloom g表示。两者不能混用同一套参数，需根据样品类型选择对应的测试方法。

问：可得然胶凝胶强度测定中，样品制备的关键控制点有哪些？

答：关键控制点包括：①精确称量：取样量0.3g，精确至0.01g；②充分分散：3500r/min搅拌5分钟，形成均匀悬浮液；③真空曝气：3分钟消除气泡；④沸水浴加热：10分钟确保充分凝胶化；⑤冷却定型：30分钟冷水浴（优化建议50分钟）。任何一个环节的偏差都可能影响测定结果的准确性。

问：可得然胶凝胶强度测试中，凝胶强度的计算公式是什么？

答：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（单位：g），0.196为直径0.5cm圆柱体探头的截面积（单位：cm²）。结果以g/cm²表示。

问：可得然胶凝胶强度测定需要做几次平行试验？

答：根据QB/T 4322-2012标准，取平行测定结果的算术平均值为测定结果。优化的研究表明，做三次平行试验可获得数据稳定、相对标准偏差小的检测结果。