卡拉胶

卡拉胶（Carrageenan）是从红藻（麒麟菜属、角叉菜属和杉藻属）中提取出来的亲水性植物胶体，^[6][7]最初起源于爱尔兰卡拉根郡，^[3]属于世界三大海藻胶工业产品（琼胶、卡拉胶、褐藻胶）之一。^[8]结构为硫酸化的线性半乳聚糖，^[5]呈白色或淡黄色粉末状，^[1]分子量介于1~5105之间，^[8]有7种类型的卡拉胶即-型、-型、-型、-型、-型、-型、-型，^[1]工业上主要生产和使用Kappa（）-型、Iota（）-型和Lambda（）-型这三种。^[1]

卡拉胶不被胃肠道吸收，无证据表明口服会导致溃疡或对人体造成危害。^[9]美国食品药物管理局（FDA）认为卡拉胶是安全的产品，^[2]已被列入GRAS（一般认为安全），^[9]联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家委员（JECFA）也确认了卡拉胶的安全性和无毒性，取消其每日允许摄入量（ADI）的限制。^[8]但其肌内注射可引发实验性动物炎症，所以常用于建立炎症动物模型。^[9]

卡拉胶易溶于热水，不溶于冷水和有机溶剂，^[1]其水溶液具有高度黏性，^[1]在中性或碱性溶液中稳定，^[8]是天然胶质中唯一具有蛋白质反应性的胶质，^[7]其形成的凝胶是热可逆的，^[1]可与多种胶复配产生协同作用，提高凝胶的弹性和保水性。^[8][2]

因卡拉胶有形成亲水胶体、凝胶、增稠、乳化、成膜、稳定分散体等特性，所以常用于食品领域，^[5]如用在可可牛奶或可可麦乳精中可使可可粉均匀分散不下沉；^[10]用在奶油中可使花纹成型好，不易变形或压塌；^[5]用在冰激凌和雪糕中可使脂肪和其他固体成分分布均匀，防止乳成分分离和冰晶在制造与存放时增大；^[2]用于肉制品可改善肉制品的韧度、成型性和切片性的同时不影响其色、香、味；^[2]加入酒和啤酒中还可除去使酒发混的蛋白质并使啤酒的泡沫稳定。^[10]除食品领域外，卡拉胶在皮革工业、陶瓷工业、纺织工业、造纸工业、天然橡胶工业等方面均被广泛应用。^[5]卡拉胶还具有促进结缔组织和骨胶原的生长及钙的吸收、治疗类风湿性关节炎、防治溃疡、抗病毒和抗血凝等多种生理功能，在医药领域也有一定的研究。^[11]

卡拉胶为构成红藻植物细胞壁的主要成分，^[12]是一种亲水性胶体，可从麒麟菜属（eucheuma）、角叉菜属（chondrus）和杉藻属（gigartina）等海藻中提取出来，^[6]最初起源于爱尔兰南部的卡拉根郡（CountyCarragheen），^[3][8]产地主要沿爱尔兰、英国、法国和西班牙海岸分布，最大的产地是哈利法克斯爱德华王子（Halifax-Prince Fdward）岛的海岸。^[3]不同种类的海藻所含卡拉胶的类型和数量不同，^[13]耳突麒麟菜（Eucheuma cottonii）和多刺麒麟菜（E.spinosum）是生产卡拉胶的主要原料，耳突麒麟菜在菲律宾海域产量最多，占世界总产量的一半以上，^[14]主要含-型卡拉胶；^[13]多刺麒麟菜则主要分布于印度尼西亚海域，^[14]主要含-型卡拉胶；^[13]；产于摩洛哥海域的杉藻（Gigartina acicularis）主要含-型卡拉胶。而角叉菜（Chondrus crispus）、星毛杉藻（Gigartina stellata）、Iridaea sp.等植物则含有多种类型卡拉胶。^[13]中国南海海域的琼枝（Eucheuma gelatinae）、珍珠麒麟菜（E.okamuria）和麒麟菜（E.muricatum ）主要含-型卡拉胶。^[13]

卡拉胶作为天然食品添加剂应用已有多年的历史，^[13]最初起源于爱尔兰卡拉根郡，沿海居民利用当地盛产的角叉菜作食用、药用和肥料，18世纪初爱尔兰人移民到美洲并带去了种植角叉菜的经验。^[3][15]1837年从爱尔兰苔菜藻体中分离出了一种多糖，^[16][17]1842年德国使用卡拉胶用于酿酒业，^[18]1862年，斯坦福德（Stanford）以皱波角叉菜（Chondrus crispus）为原料提取出一种多糖胶体物质，^[3][19]1871年提出精制胶的专利，提取物为“carrageen”或“carrageenin”。^[3]卡拉胶在国外的商业化生产是从20世纪20年代开始的，^[13]1937年开始从爱尔兰苔藓中提取精炼卡拉胶，^[20]20世纪30年代美国东海岸开始生产角叉菜提物“carrageenin”，后根据国际多糖命名委员会的建议改名为“carrageenan”，中文名正式译为“卡拉胶”。^[3]二战期间卡拉胶则被用于食品及其他方面代替日本琼脂。^[20]20世纪40年代时，人们已经知道杉藻、麒麟菜等红藻提取的多糖都属于卡拉胶。^[3]1978年，欧盟食品科学委员会(SCF)批准了联合国粮农组织和世卫组织食品添加剂联合专家委员会（JECFA）制定的卡拉胶ADI为0-75mg/kg bw，^[21]中国从1985年开始工业化生产卡拉胶，大部分用于食品或与食品有关的工业。^[8][13]2000年卡拉胶的全球销量已达3.1亿美元，^[3]联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家委员（JECFA）已确认卡拉胶是安全、无毒、无副作用的食品添加剂，并于2001年取消了卡拉胶每日允许摄入量的限制。^[8]美国是卡拉胶消费量最大的国家，加拿大、日本和法国等国家消费量也较大。^[3]

卡拉胶可增加冰淇淋的成型性和抗融性，提高其在温度波动时的稳定性和乳蛋白在受热时的稳定性，改善起泡提高膨胀率，帮助产品成型，使脂肪和其他固体成分分布均匀，防止乳浆分离和冰晶在制造与存放时增大，提升冰淇淋的口感，放置时不易融化，使冰淇淋的生产更便捷可控。^[11]

卡拉胶在红肠、火腿的生产中主要作持水剂，^[13]还可与蛋白质络合，产生胶凝效应使肉质的组织结构更完整，改善肉制品品质，使产品细腻、切片良好、口感好，是制作火腿必用的添加剂。^[11]在机械去骨肉等高蛋白、低脂肪的肉制品中添加-卡拉胶，可改进产品的肉质强度和持水性，控制成品在蒸煮前后水分的流动性，以及产品冻结-解冻的稳定性；^[11]-卡拉胶在香肠等高脂肉制品中应用时，有助于维持乳化及水分的稳定性，减少蒸煮损失，提高成品的感官接受度。在全肌肉、细斩拌肉馅及混合肉制品的加工中卡拉胶大多作为稳定剂，用来维持水分及肉质的稳定性。对火鸡、鸡和鸭等蛋白质水合性比猪肉、牛肉、羊肉差的禽肉制品，则需要其他配料的辅助来保持肉质及水分的稳定性。^[11]

卡拉胶具有稳定酪蛋白胶束的能力，可赋予乳制品各种形态和性质，在中性乳制品中应用广泛。^[2]在奶制品饮料中用作悬浮剂，^[13]如用在可可牛奶或可可麦乳精中可使可可粉均匀分散不下沉，^[10]起悬浮和稳定的作用。^[11]在酸奶、奶油、奶酪中可作增稠稳定剂，^[13]能稳定乳状络合物，诱发胶凝的形成。^[11]用在奶油中还可使花纹成型好，不易变形或压塌。^[5]

卡拉胶可作为澄清剂和泡沫稳定剂，能除去使酒发混的蛋白质并使啤酒的泡沫稳定，^[10]其凝沉作用完全且快速。^[11]

人造蛋白质纤维的生产中，蛋白质溶液必须经过老化过程以增加溶胶的黏度，卡拉胶和褐藻胶的加入可使蛋白质溶液不必经过老化过程就可用于纺丝，即使浓度低或未经纯化的蛋白质也同样可以，还能改善纺成的纤维的强度和吸水性，节约时间和成本。有了人造蛋白纤维后可用卡拉胶作黏合剂将这些蛋白质纤维联结在一起，结成块状进一步用于生产人造肉。^[11]

卡拉胶是制作果冻首选的凝胶剂，它独特的凝胶特性使其制成的水果冻富有弹性且没有离水性。^[11]

用卡拉胶生产的透明水果软糖爽口不黏牙，比用琼脂做得透明度好且价格较低。用于生产一般的硬糖和软糖可使糖果的口感滑爽更富弹性，黏性小，稳定性增高。^[11]

在水果汁中加入卡拉胶作悬浮剂和稳定剂，能使细小的果肉颗粒均匀地悬浮在果汁中，减缓其下沉的速度，货架寿命也比用黄原胶的长。卡拉胶的黏度较低，不会使果汁糊口并可提升饮用时的口感。^[11]

在普通类罐头以及鱼或肉等罐头中作凝固剂，产品含可溶性固形物的含量、pH值及是否加糖均不影响卡拉胶的作用，适用性强于明胶和果胶。^[11]

新鲜的面包软而富有弹性，加入卡拉胶能增加新鲜的面包的保水能力，从而延缓老化，避免硬度和脆性的增大及特殊风味的消失。^[11]

卡拉胶在日用化工行业如牙膏、润肤制品、洗发香波、洗涤剂、空气清新剂等的加工制作中均有应用。^[8]如加入卡拉胶的洗涤剂对防止再被玷污的作用比羧甲基纤维素好；加入液体洗涤剂中能改善分散和贮存性能；用于化妆品中可与甘油等混用制成润肤剂被皮肤吸收；作为乳化剂加入到乳液和洗发香波中，可使产品润滑柔软、还可改善乳液的稳定性。^[5]在生物化工行业卡拉胶可作为很好的固定化酶载体生产很多产品，如固定化大肠杆菌细胞以生产天门冬氨基酸；固定黄色短杆菌细胞以生产L-苹果酸；固定假单孢杆菌以生产丙氨酸；固定葡萄糖异构酶以生产果糖。^[5]有操作简便，酶活性高，半衰期长，机械强度大的优点，且凝固温度有高有低能满足不同的需要。^[10]

还可作纺织品和纸的上浆料应用于纺织业和造纸业；卡拉胶能与黏土结合形成络合物，应用于陶瓷业能使陶瓷制品的染料均匀地分散在釉料中并调节其黏稠度；卡拉胶作天然乳液的凝结剂被用于天然橡胶工业；在除草剂和杀虫剂中作为悬浮剂、黏着剂或乳化剂，能显著提高防治病毒农药的药效。^[10]卡拉胶含有的硫酸酯基团与金属离子结合具有阻燃作用，与其它材料进行复配可合成具有生物基质的阻燃材料；因其无毒性和成膜性还能用来制备具有抗菌效果的可食性膜用于食品包装。^[22]

卡拉胶大量用于医药行业，如作为微生物培养基、缓释胶囊/片剂、药膏基、鱼肝油乳化剂等。^[8]在多种非注射给药剂型，包括混悬剂、栓剂、片剂、胶囊剂和局部用凝胶剂均有应用，^[6]用作药膏剂不玷污衣服，易洗净；含氨基的药物能与赋形剂卡拉胶中的硫酸基结合成盐并在体内缓慢释放，延长药效；与明胶混用制作的胶囊透明度优于单用明胶者。^[5]作为微生物的培养基在硬度、持水性、透明度、细菌生长的数量与菌落大小形态等方面均好；^[5]卡拉胶还具有可溶性膳食纤维的基本特性，体内降解后的卡拉胶与血纤维蛋白形成可溶性的络合物，被大肠细菌酵解后成CO2、H2、沼气及甲酸、乙酸、丙酸等短链脂肪酸，可成为益生菌的能量源。^[2]卡拉胶本身具有特殊的医药疗效，^[8]可作镇咳剂，^[5]对疱疹病毒、艾滋病病毒、黏液病毒、棒状病毒等具有广谱抑制活性，对免疫系统也有持续性作用，是有效的抗胃蛋白酶活、抗溃疡、抗凝血物质，^[8]其水解物可预防和治疗胃溃疡。^[5]

卡拉胶在感光材料应用中可代替明胶作感光乳剂，也可加在明胶乳剂中作抗静电剂；^[5]还可作为能源材料的无毒碳源材料应用于储能与转换器件中。^[22]卡拉胶与水彩颜料组分中颜料和填料结合，能使颜料分散均匀而且稳定；用卡拉胶制备的石墨悬浮剂能在金属拔丝工艺中作润滑剂；加了卡拉胶的电镀液能使镀层变厚和光亮；^[10]

皮下注射卡拉胶产生结缔组织可逆刺激生长，能促进结缔组织和骨胶原的生长，增加骨骼对钙的吸收。^[11]

卡拉胶对类风湿性关节炎也有疗效。通过皮下注射或静脉注射卡拉胶的多糖复合液后，可阻止骨膜中的成粒作用，使骨膜细胞明显增生，起到治疗作用。卡拉胶能在酸性条件下降解，可调节胃黏液中硫含量恢复正常，防止溃疡的发生，且可与黏膜层上黏蛋白结合形成更具抵抗力的膜性结构，对胃肠黏膜起保护作用，^[11]多糖硫酸酯也可起到抗溃疡作用，^[23]所以可防治胃溃疡和十二指肠溃疡。^[11]

卡拉胶在抗病毒，抗血凝及免疫方面亦具有重要的生理活性。如卡拉胶对疱疹病毒（HSV，Herpes Simplex Virus）、人类免疫缺陷病毒（HIV，Human Immunodeficiency Virus）、B型流感病毒和流行性腮腺炎病毒有抑制作用；卡拉胶可做抗血凝剂，因其有与肝素近似的抗凝血作用，因为-型卡拉胶硫酸根含量高，所以其抗凝血作用强于-型卡拉胶，-型卡拉胶抗凝结活性最高。卡拉胶还具有抗血小板聚集活性的作用，-型卡拉胶可轻微阻止血小板释放ADP引起的血小板聚集，-型和-型卡拉胶则无此作用，瑞斯托菌素引起的聚集可被所有类型的卡拉胶阻止；卡拉胶还可削弱对T细胞依赖的抗原的补体活性和体液反应，能抑制细胞介导的免疫延长移植体的存活时间，在临床可作为免疫抑制剂。^[11]

卡拉胶是一种食物纤维，不被人体消化，可做通便药促进肠道蠕动用于便秘的病人，也同样具有通常食物纤维所含有的降低血液中胆固醇、控制血糖和减肥的作用；^[10]适中分子量的卡拉胶对肝癌等有极高的抑癌率，低分子量的卡拉胶寡糖对癌细胞的细胞毒性和对肝酶素活性的抑制上都有很大的作用；^[24]硒xī化的卡拉胶还可能有降低血糖的功效；^[24]在提高机体免疫力、抗肿瘤、抗辐射、降血脂、降胆固醇等方面均有应用。^[11]

卡拉胶的化学结构主要是硫酸半乳糖酯zhǐ和硫酸-3，6-脱水半乳糖酯共聚物的钾、钠、镁或铵盐，糖单元以α-1，3-糖苷键和β-1，4-糖苷gān键交替连接，^[6]天然卡拉胶不是均一的多糖，而是多种均一组分的混合物或者是结合型结构，^[8]结构中还有碳水化合物单元，如木糖、葡萄糖和糖醛酸。^[25]其硫酸酯基存在于某些或所有的半乳糖单元中，^[5]根据半乳糖残基上硫酸酯（—OSO3）在吡喃糖（六环糖）环上的结合型态分为7种类型：-型、-型、-型、-型、-型、-型、-型，^[1]又归为5个族（β族、族、族、-卡拉胶和-卡拉胶）。^[3]工业上主要生产和使用-型、-型和-型三种，结构图如下。^[1][25]

其中-型是强胶凝共聚物，含有25%的硫酸酯和34%的3，6-脱水半乳糖；-型卡拉胶是凝胶共聚物，含有32%的硫酸酯和30%的3，6-脱水半乳糖；-型卡拉胶是非凝胶聚合物，含有35%的硫酸酯，不含3，6-脱水半乳糖（百分比均按质量分数计）。^[6]

卡拉胶为白色或淡黄色粉末，无臭，味淡，^[1]有的产品稍带海藻味，^[5]相对分子质量为788.6587，^[2]低倍显微镜下，乙醇沉淀得到的卡拉胶小颗粒像短纤维的断片，滚筒干燥得到的卡拉胶小颗粒像小薄片。卡拉胶粉碎到99.5%可通过40目的标准筛。颗粒的平均密度约为1.7g/cm3。滚筒干燥的片状粉末定额密度为0.6g/cm3，乙醇沉淀的粉末定额密度为1g/cm3。^[3]-型卡拉胶黏度最高，-型黏度最低，^[11]商品用卡拉胶的黏度在5～800厘泊之间。^[10]-型卡拉胶凝固点与融点的差值为10～15℃，-型卡拉胶仅5℃。^[10]-型卡拉胶形成的水凝胶脆、硬且泌水性较大，而-型卡拉胶的水凝胶有弹性但无泌水性。^[3]

易溶于热水，可形成半透明的胶体溶液，^[1]在热水或热牛奶中所有类型的卡拉胶都能溶解，^[5]在70℃以上热水中溶解速度则提高。^[8]-型卡拉胶、-型和-型卡拉胶的钠盐能在冷水中溶解，而-型卡拉胶的钾盐或钙盐在冷水中只能吸水膨胀不能溶解；^[5]不溶于甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇和丙酮等有机溶剂，^[5]用这些溶剂作为沉淀剂可使卡拉胶从水溶液中沉淀出来。乙醇、甘油等可与水溶液混合的溶剂也可加入到卡拉胶水溶液中。^[3]大多数情况下，-型与-型在牛奶系统中一同使用可获得一种悬浮液或奶油凝胶。^[2]

卡拉胶的热稳定性好，^[10]干的粉末状卡拉胶很稳定，^[2]长期放置不会很快降解，室温下放置超过一年强度无明显降低。^[11]卡拉胶带有负电荷，是亲水胶体，在水溶液中能形成稳定的水化层，加入酒精等脱水剂时可使其变为疏水性。当加入电解质时，则易发生盐析现象。^[10]在中性或碱性溶液中稳定（pH=9时最稳定），加热也不会发生水解，^[8]在酸性溶液中，尤其是pH=4以下时则易发生酸催化水解，降低凝冻强度和黏度。^[8]凝冻状态下的卡拉胶稳定性高于溶液状态，在室温下被酸水解的程度也比溶液状态小。^[8]

卡拉胶具有无支链的线性大分子结构及高聚物电解质的特性，^[10]所以其水溶液具有高度黏性和胶凝的特点，^[1]在低浓度时可形成低黏度的溶胶，接近牛顿流体，浓度升高则形成高黏度溶胶，呈非牛顿流体，有增稠性。^[8][2]其黏度又因海藻种类、加工方法和类型不同而有所差别，^[10]一般-型卡拉胶黏度最高，-型黏度最低，^[11]商品用卡拉胶的黏度在5～800厘泊之间，通常比琼胶黏度高。^[10]黏度随放置时间、煮沸时间的延长及温度的升高而降低，随浓度的增加和分子量的增大而提高，电解质加入有降低黏度的作用。^[10]

卡拉胶形成的凝胶是热可逆的，加热时熔化，冷却时又恢复为凝胶，^[1][5]它的融点高于凝固点，但两者相差较小，如-型卡拉胶为10～15℃，-型卡拉胶仅5℃。^[10]-型卡拉胶形成的水凝胶脆和硬、且泌水性较大，-型卡拉胶的水凝胶有弹性无泌水性，但其在乳液中形成的凝胶则有泌水性，^[3]凝胶浓度低或压力增加时，泌水性也会增加，^[10]在-型卡拉胶中可加入适量的长豆角胶防止其凝胶泌水。^[3]卡拉胶的凝固点、融点和泌水性与原藻种类、卡拉胶类型、制造方法、凝胶浓度、压力和电解质含量等有关。^[3][10]

只有-型和-型卡拉胶的水溶液能形成凝胶，全部成钠盐的卡拉胶在纯水中不会凝固，加入钾、铷rú、铯sè、铵ǎn或钙等阳离子后可使其凝固性提高。在一定的范围内，随阳离子浓度的增加凝固性会增强。^[2]-型和-型卡拉胶仅在有钾离子或钙离子存在时才能形成凝胶，对-型卡拉胶钾离子的作用大于钙离子，称为钾敏感卡拉胶；-型卡拉胶与钙离子能产生最大的凝冻强度，可形成完全不脱水收缩且富有弹性和黏度的凝胶，钙离子对-型卡拉胶的作用大于钾离子，被称为钙敏感卡拉胶。^[11]所有溶解于热牛乳中的卡拉胶产品都会在冷却时生成凝胶，有阳离子存在也不会发生凝冻的-型卡拉胶含量达到牛乳质量0.20%时，也可生成牛乳凝胶。^[11]

卡拉胶结构中含有硫酸酯（-OSO3），因此与带荷的蛋白质类酯、葡聚糖和金属离子(Fe3+、Ca2+、Cu2+等）能产生静电吸附作用。^[3]是天然胶质中唯一具有蛋白质反应性的胶质，^[7]在介质pH低于等电点时蛋白质大分子带正电荷，与带负电荷的卡拉胶分子发生反应，可将凝胶强度提高10倍左右。介质pH高于蛋白质的等电点时蛋白质大分子带负电荷，加入带负电荷的卡拉胶可避免金属离子（如 Ca2+）对蛋白质发生的凝析作用。^[25]卡拉胶与蛋白质反应能起乳化作用，^[2]使乳化液稳定。^[2]

卡拉胶可与多种胶复配，^[2]与刺槐豆胶、魔芋胶、黄原胶等胶体可产生协同作用，提高凝胶的弹性和保水性。^[8][2]多糖可影响卡拉胶的凝固性，添加了黄原胶的卡拉胶凝胶会更柔软、黏稠和富有弹性，^[2]黄原胶与-型卡拉胶复配可降低食品脱水收缩；-型卡拉胶与魔芋胶相互作用可形成具有弹性的热可逆凝胶，与槐豆胶复配可显著提高其凝胶的强度和弹性，玉米和小麦淀粉对其凝胶强度也有所提高，但羟甲基纤维素则会降低-型卡拉胶的凝胶强度，而土豆淀粉和木薯淀粉对其则无作用。^[11]

卡拉胶的凝胶形成过程分4个阶段：1.卡拉胶溶解在热水中，分子呈不规则的卷曲状（图A）；2.温度下降到一定程度，分子呈单螺旋体（图B）；3.温度再下降，分子间形成双螺旋体的立体网状结构，开始出现凝固现象（图C）；4.温度再下降，双螺旋体聚集形成凝胶（图D）。^[10][23]

阳离子对-卡拉胶和-卡拉胶的凝固性影响很大，完全成钠盐的-卡拉胶和-卡拉胶在纯水中不会凝固，加入少量的K+、Ca2+、NH4+、Rb+、Cs+等阳离子则很大地提高卡拉胶的凝固性，在一定范围内，凝胶强度随这些外加离子浓度的增加而增强。^[26]

卡拉胶分子中3,6-脱水-D半乳糖(3,6-AG)的含量、硫酸基的含量和连接的位置会影响卡拉胶的凝固性。-卡拉胶、-卡拉胶、-卡拉胶、-卡拉胶和-卡拉胶呈C1椅式构象，使分子在形成单螺旋时方向改变生成一个扭曲，会妨碍双螺旋体及凝胶的形成。-卡拉胶1,3-连接的半乳糖C2位和1，4-连接单位在C2位上的硫酸基，堵塞在两股螺旋之间，也会妨碍双螺旋及凝胶的形成；-卡拉胶和-卡拉胶用碱处理或酶处理后，C1椅式构象转变成1C椅式构象，原来的“扭曲”便被去掉，聚合物变得更规则化，就会分别转变成有凝固性的-卡拉胶和-卡拉胶。-卡拉胶碱处理后转变成-卡拉胶，1，3-连接半乳糖的C2位置上连有硫酸基所以还会妨碍凝胶的形成。^[26]

当降至30℃时，体系的弹性成分增加，开始向凝胶转化，此时的温度为凝胶温度。随着温度的降低卡拉胶分子先由无规则杂线团结构形成单螺旋体结构，温度进一步降低就可形成双螺旋体，温度再下降，双螺旋体进一步缔合聚集体，最后形成完整有序网状结构；而温度升至到50℃时，体系的凝胶开始向溶液转化，此时的温度为熔化温度，随着温度的升高卡拉胶由有序网状结构解体为双螺旋体，进一步分解为单螺旋体，再解体成无规则杂线团结构。^[26]

出凝胶强度随时间的延长而逐渐增大，时间为8h凝胶强度达到最大，12h后开始下降。因为凝胶网状结构稳定后会释出游离水分，导致脱水收缩，使强度下降。^[26]

卡拉胶的凝胶性受电解质的影响极大，阳离子对其影响大小的顺序为：Cs+>Rb+>K+>NH4+>Na+。当阳离子都是K+而阴离子不同时，其影响大小的顺序为：OAc->Cl->SO42->Br->HPO42->NO3-。阴离子的作用比阳离子小。卡拉胶浓度为0.5%，KCl浓度在0～0.8%之间时，凝胶强度随着KCl浓度的增加而增加；而当KCl浓度大于0.8%时，凝胶强度则开始迅速下降。^[26]

不加电解质的卡拉胶凝胶强度很低，加入少量KCI后，可大大提高凝胶强度，加入量为1.0%～2.0%时凝胶强度达到最高点。对琼枝卡拉胶来说RbCl的作用最大，其次是KCI、Rb2SO4、CsCl、NH4Cl。而KCI对耳突麒麟菜卡拉胶的作用最大，其次是CaCl2、NH4CI、CsCI、Rb2SO4。^[26]

刺槐豆胶是一种半乳甘露聚糖，能提高-卡拉胶的凝胶强度和弹性，瓜尔豆胶则无此作用，这两种多糖对-卡拉胶也无此作用。玉米和小麦淀粉也可提高卡拉胶的凝胶强度，羧甲基纤维素则降低凝胶强度，而土豆淀粉和木薯淀粉则无作用。^[26]

某些醇类可提高卡拉胶的凝固性，卡拉胶能溶于热的甘油和乙二醇中，冷却后即可形成硬的凝胶。卡拉胶在水中形成凝胶的浓度需达到1%左右，而在牛奶中只需0.2%左右，因为卡拉胶能与蛋白质起反应，与在水中形成凝胶的机制不同。^[26]

将海藻原料洗净（漂白）并沥水晒干后放入提取锅中，加30~50倍水或适量稀碱液，蒸汽加热（100℃左右），然后向提取液中加入助滤剂后过滤，经干燥粉碎即得。或边搅拌边向提取液中加入乙醇等醇类溶剂，分离沉淀并干燥、粉碎即可得到。^[4][5]

卡拉胶是一种稳定但易吸潮的多糖，应储存于阴凉干燥处。^[6]

卡拉胶的ADI为0~75mg/kg（bw），^[1]大鼠经口的半数致死量（LD50）为5.1~6.2g/kg（bw）（其钙盐和钠盐混入25%的玉米油），^[1]卡拉胶不被胃肠道吸收，无证据表明口服会导致溃疡或对人体造成危害。^[9]FDA将卡拉胶列为安全的产品。^[2]其安全无毒性质也被联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家委员（JECFA）所确认，^[13]并于2001年取消了ADI的限制。^[8]但其肌内注射可引发实验性动物炎症，所以常用于建立炎症动物模型。^[9]

根据中国国家标准（GB2760—2014）中的规定，婴幼儿配方食品中卡拉胶的最大使用量为0.3g/L。生干面制品中卡拉胶的最大使用量为8.0g/kg。其他糖和糖浆【如红糖、赤砂糖、冰片糖、原糖、果糖（燕糖来源）、糖蜜、部分转化糖、槭树糖浆等】中最大使用量则为5.0g/kg。稀奶油，黄油和浓缩黄油，生湿面制品（如面条、饺子皮、馄饨皮、烧卖皮），香辛料类和果蔬汁（浆）可按生产需要适量使用。^[1]在美国FDA 21 CFR 第172部分中卡拉胶属于可直接用于人类食品的添加剂。^[28]