膠體一般指一些碳水化合物類的高分子聚合物，其化學結構主要由大量具有兩個以上可反應位置的單體鍵合而成。大多膠體都是以不同的單糖或胺基酸作為結構單元，然後通過糖苷鍵或肽鍵形成多糖肽物或其衍生物。
膠體分子的結構中往往都含有較多的親水基團(如羥基、羧基、氨基等)，這樣就能使膠體充分水化或者溶解於水，進一步就可以形成粘稠溶液或凝膠，從而膠體可以表現出豐富的功能，並廣泛應用於食品製造中。
由於構成膠體的單糖或者胺基酸的種類、各單元之間的排列方式、膠體聚合度、單糖或胺基酸的取代基團等各不相同，因此，不同的膠體在性質上既有共性又有著各自的特性。而且不同膠體的溶解性、黏度、各種理化條件下的耐熱性、形成膠凍的能力、對不同物質的兼容性等都存在著不同程度的差異。這就需要深入研究膠體結構和性質之間的關係，從而可以為食品中膠體的合理應用提供有效的理論依據，最終就可獲得種類豐富、味道香美的各色食品。
1、膠體種類
一般膠體主要按照它們的來源分類。如卡拉膠、黃蓍膠和阿拉伯膠等屬於植物膠；明膠、殼聚糖和甲殼素等屬於動物膠；瓊脂、海藻酸及其鹽、石蓴膠、卡拉膠和紅藻膠等屬於海藻膠；黃原膠、可得然膠和結蘭膠等屬於微生物膠；甲基纖維素、羧甲基纖維素和羥乙基纖維素等則屬於化學改性膠(表1)。
2、重要功能特性
食品膠體因其功能的多樣性，在很多食品中有應用，如在一些湯類、肉汁、沙拉醬、調味醬和澆頭中膠體常常被用作增稠劑；在布丁、果凍和肉凍中膠體起凝膠作用；在酸奶、冰淇淋和奶油中膠體起乳化作用；在肉類和乳製品中膠體可作為油脂替代物；在糖果糕點和煎炸食品中膠體可作為塗層劑；在啤酒和白酒中膠體可作為澄清劑；在一些油中膠體可作為包裹劑；在巧克力牛奶中膠體可作為懸浮劑；在奶酪和冷凍食品中膠體可起到抑制脫水的作用；此外膠體也可當作生物塑料用到食品包裝中。
1）增稠性
所有親水膠體發生水化作用後都具有增稠效果。對於不同種類的食品膠體，其增稠效果並不一樣，大多數食品膠體在濃度很低時，就能獲得高黏度的流體，但也有一些膠體即使在很高的濃度下也只能得到較低黏度的流體。粘度一般與膠體溶液的濃度、酸鹼度(pH)、溫度、鹽離子、剪切力有關。一般離子性食品膠體的黏度受體系電解質、pH的影響比非離子性食品膠的大。
2）凝膠性
所有食品膠體都有黏度特性並具有增稠的功能，但只有部分食品膠體具有凝膠性。一般具有凝膠性的食品膠體，都是溶液中的膠體粒子在一定條件下互相連接，形成空間網狀結構，而且這些結構中充滿了作為分散介質的液體，這種特殊的分散體系就是凝膠。其中膠體可以當作連續相，液體可以當作非連續相；並且形成的凝膠沒有流動性，內部常含有大量液體。儘管不少食品膠在單獨存在時不能形成凝膠，但它們混合在一起使用時，卻能形成凝膠，即食品膠體之間能呈現出增稠和凝膠的協同效應，如卡拉膠和槐豆膠，黃原膠和槐豆膠，黃蓍膠和海藻酸鈉等。
3）乳化穩定性
食品膠體可以通過增加乳化液黏度而使其穩定，但一般食品膠體的單個分子並不同時具有乳化劑所特有的親水親油性，因此它們不是真正的乳化劑。其作用方式主要是通過增稠和增加水相黏度來阻止或減弱分散的油粒小球發生遷移和聚合，如阿拉伯膠和明膠的膠粒被體系吸收後在分散的小球粒或顆粒周圍可形成覆蓋膜層，並將電荷均勻分配給覆膜顆粒使其相互排斥而形成分散穩定的體系；也有一些親水膠體能起到表面活性劑的作用，降低體系的表面張力從而達到乳化穩定的功能。
另外，和一些蛋白乳化劑相比，具有大分子尺寸以及親水性能的膠體乳化劑，往往會形成一層粘稠的具有穩定功能的乳化層，它可以在一些不利的條件下(如乳化劑中有加鈣鹽或者經過溫度激增處理)抑制油滴之間的聚集。
4）油脂替代性
油脂在食品中的應用極為廣泛，它可以給食品提供怡人的味道、質感和外觀。但是當油脂含量較高時，往往對人體健康不利，因此開發一些低脂的食品極其重要。比如冰淇淋、冰凍甜點、調味醬等食品中的油脂含量都很高，開發有效降低這些食品中油脂含量的方法已經得到了很大的關注。
然而，油脂含量的減少會降低食品的各項感官指標，因此需要在降低脂肪含量的同時保持食品的風味。這其中最有效的一個方法就是利用油脂替代物。基於膠體的油脂替代物一般包括菊粉、果膠、瓜爾膠、秋葵膠、黃原膠、卡拉膠、海藻酸鈉、凝膠多糖和槐豆膠等。
5）包裹性
食品膠體通常被用作封裝時外面的殼，因為它們通常可以直接食用然後生物降解，並且食品膠體也可以把一些敏感物質包裹起來，和周圍環境隔離開來，保持敏感物質的活性。一般的膠體包裹系統包括藻酸鹽一澱粉包裹、乳清蛋白包裹、藻酸鹽一明膠微包裹等。包裹技術包括噴霧乾燥、熱凝膠、離子凝膠、凝聚、擠壓塗層等。
6）生物成膜性
目前市場上使用的塑料因為其結構中的碳氫鍵非常穩定，不利於微生物的降解，對環境汙染相當嚴重。因此更多的研究開始轉向生物可降解塑料，部分食用膠體因為具有較好的生物成膜性，在這方面受到了越來越多的關注和研究。
7）粘附性
很多食品膠體都具有較好的粘合性，如殼聚糖、果膠、支鏈澱粉、右旋糖酐、阿拉伯膠、黃蓍膠、纖維素衍生物等。如可以將阿拉伯膠加到麵包中增加其與上面易掉落輔料的粘性；也可將膠體作為生物傳送中的粘附劑來增加藥物與腸胃接觸時間，最終提高藥物的藥效。
3、食品膠體應用研究進展
如前面所述，食品膠體具有很多重要的功能特性，因此食品膠體的實際應用研究非常多，下面簡單介紹下食品膠體在無麵筋食品、蛋糕、攪打稀奶油、巧克力等方面的研究進展。
1）無麵筋食品
麵筋在很多食品中應用較多，但是有些人對麵筋過敏，會導致這些人的免疫和消化系統同時異常。而部分食品膠體在無麵筋食品方面表現出了較好的功能特性。
目前大多數無麵筋食品(如烘焙食品)的比容都較低，導致口感較差。有專利指出通過使用不同粒度的羥丙基甲基纖維素和甲基纖維素，經過優化發現所製得的麵包比容顯著高於相對無麵筋的食品。
2）蛋糕
一般蛋糕中使用的起酥油可以包裹氣體、給澱粉和蛋白分子塗層以及可以和大量的液體進行乳化保證蛋糕的水分和酥軟感。但起酥油中飽和脂肪含量都比較高，往往對身體健康不利，因此目前不飽和脂肪酸含量較高的植物油得到了較多關注。但單獨使用植物油製作出來的蛋糕，體積都會降低，對蛋糕的口感影響較大。而在植物油中加入食品膠體可以改善這些缺陷。
3）攪打稀奶油
攪打稀奶油是一類擁有攪打起泡特徵的產品，脂肪含量一般在30％～40％左右，其中的稀奶油是由新鮮牛乳中分離出的脂肪部分加工而製成。攪打稀奶油攪打充氣後的起泡率以及氣泡的穩定性往往決定著其最終性能，而在其中加入少量食品膠體通常可以改善攪打稀奶油的品質。
4）巧克力
巧克力是一種高能量的食品，含有豐富的脂肪、蛋白質和碳水化合物等。但是因為巧克力所含能量較高，飲食太多就會導致肥胖等症狀。因此在保證巧克力紋理和口感的前提下，通過將巧克力中部分油脂替換為水是一種有效降低巧克力能量的方法。一般加入少量食品膠體可
一般巧克力的耐熱性普遍較差，在高溫時都會變軟，導致其紋理和口感下降。有專利指出在巧克力中加入一些來源於小麥或者柑橘類水果的纖維可以有效增加巧克力的耐熱性能，並且繼續加入一些纖維素酶，巧克力的耐熱溫度可以達到40℃。
5）番茄醬
番茄醬是一種用成熟番茄製作的常用調味品，其在食品中的應用非常多，通常可以有效改善食品的風味；而且番茄醬的能量很低，因此其非常受歡迎。一般番茄醬的粘度和流變性能對其應用影響很大，同時也都希望產品在較低的濃度下能有較高的黏性。澱粉或者改性澱粉是在番茄醬中是較為常見的添加劑，主要是因為其價格便宜且當其濃度在2％～5％時對食品味道幾乎沒有影響。
6）果凍
果凍是一種由食品膠體加水、糖、果汁等製成的呈半固體狀的食品。在果凍的研製過程中，食品膠體的膠凝性要強，同時持水性也要好，否則果凍很容易析水且彈性較差。
7）乳製品飲料
全脂牛奶含有大約3％到3.5％的脂肪，低脂牛奶含有1.5％到1.8％的脂肪，脫脂牛奶含有不到0.5％的脂肪。全脂牛奶含有牛奶的所有成分；脫脂牛奶除去了對人體不利或有害的脂肪，保留了牛奶中對人體有益的營養成分，如蛋白質、維生素、礦物質、微量元素等。但消費者不習慣低脂、脫脂牛奶，主要是因為低脂和脫脂牛奶一般口感較差。
在一些牛奶飲料中，經常需要引入一些特殊的風味物質來增加牛奶的多樣性；而在一些酸奶中通常都要引入乳酸菌等菌類提高酸奶的效果。在這方面，應用食品膠體的包裹性能可以提高這類乳製品飲料的性能。
8）生物塑料
澱粉因為價格低廉和可生物降解性，在生物塑料中的應用較多。為提高澱粉在生物塑料包裝中的應用，可以加入甘油和山梨醇增加其塑性和含水量。這些可降解的澱粉類生物塑料可以有效替代常用的聚苯乙烯塑料，現已在食品工業中廣泛應用。
纖維素是另一個常用的可成膜食品膠體，當其溶於氫氧化鈉和二硫化碳的混合溶液中，可以形成玻璃紙膜，並能被生物降解。很多纖維素的衍生物有很好的生物成膜性能，其中使用最多的是乙基纖維素，它經常被用到生鮮農產品和烘焙產品中。
4、總結
食品膠體可以溶解於水充分水化形成粘稠、滑膩或膠凍液的大分子物質，在加工食品中可以起到增稠性、凝膠性、乳化穩定性、油脂替代性、包裹性、生物成膜性、粘附性等功能特性。
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