果胶在特定条件下可以形成凝胶,其凝胶的形成条件和强度受到多种因素的影响。当果胶的DE大于50%时,形成凝胶的条件是可溶性固形物含量(通常是糖)超过55%,pH值在2.0~3.5之间。而当DE小于等于50%时,通过加入Ca2+可以形成凝胶,此时可溶性固形物含量为10%~20%,pH值为2.5~6.5。HM与LM果胶的胶凝机制有所不同。HM果胶溶液需要在糖和酸存在的情况下才能胶凝,这被称为糖-酸-果胶凝胶。当果胶溶液的pH值足够低时,羧酸盐基团会转化为羧酸基团,从而使分子不带电荷,分子间斥力降低,水合程度减少,分子间缔合形成凝胶。糖的浓度越高,越有助于形成接合区,这是因为糖与果胶分子链竞争结合水,导致分子链的溶剂化程度下降,有利于分子链间的相互作用。通常,糖的浓度至少需要达到55%,最好在65%以上。凝胶是由果胶分子形成的三维网状结构,同时水和溶质固定在网孔中。凝胶的形成与多种因素有关,其中果胶分子的链长和连接区的化学性质是最主要的影响因素。在相同条件下,相对分子质量越大,形成的凝胶越强;如果果胶分子链降解,则形成的凝胶强度较弱。凝胶破裂强度与平均相对分子质量之间具有良好的相关性,凝胶破裂强度还与每个分子参与连接的点的数目有关。HM果胶的酯化度与凝胶的胶凝温度有关,因此可以根据胶凝时间和胶凝温度进一步将HM果胶分类。凝胶形成的pH值也与酯化度相关,快速胶凝的果胶(高酯化度)在pH3.3时可以胶凝,而慢速胶凝的果胶(低酯化度)在pH2.8时可以胶凝。凝胶形成的条件还受到可溶性固形物含量和pH值的影响,固形物含量越高及pH值越低,则可在较高温度下胶凝。因此,在制造果酱和糖果时,必须选择适当的Brix(固形物含量)、pH值以及适合类型的果胶以达到期望的胶凝温度。LM果胶(DE≥50%)必须在二价阳离子(如Ca2+)存在的情况下才能形成凝胶。胶凝机制是由不同分子链的均匀(均一的半乳糖醛酸)区间形成分子间接合区。胶凝能力随DE的减少而增加。与所有高聚物一样,相对分子质量越小,形成的凝胶越弱。凝胶的形成还受到外部因素如温度、pH值、离子强度以及Ca2+浓度的影响。凝胶的形成对pH非常敏感,pH3.5时,LM果胶胶凝所需的Ca2+量超过中性条件。在一价盐NaCl存在的情况下,果胶胶凝所需的Ca2+量可以减少。由于pH与糖的双重因素可以促进分子链间的相互作用,因此可以在Ca2+浓度较低的情况下进行胶凝。详情