多糖概述及应用

时间：2020-10-27 05:02:01 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　目录

　1. 透明质酸 ............................................................................................................................................. 3 1.1. 透明质酸概述 .......................................................................................................................... 3 1.2. 玻尿酸的制备：

　...................................................................................................................... 3 1.3. 玻尿酸主要有三种功能：

　...................................................................................................... 4 2. 可得然胶 ............................................................................................................................................. 5 2.1. 概述.......................................................................................................................................... 5 泰兴东圣生物生产可得然胶样品 .......................................................................................... 6 2.2. 分子结构：

　.............................................................................................................................. 7 可得然胶分子结构 ................................................................................................................. 7 2.3. 可得然胶凝胶的性质：

　.......................................................................................................... 7 2.4. 可得然胶发展 ........................................................................................................................ 10 3. 结冷胶 ............................................................................................................................................... 11 3.1. 概述........................................................................................................................................ 11 3.2. 结冷胶的典型食品应用：

　.................................................................................................... 12 3.2.1. 主要食品领域典型产品：

　........................................................................................ 12 3.2.2. 结冷胶在悬浮饮料上的应用：

　................................................................................ 13 3.2.3. 结冷胶在果冻上的应用：

　........................................................................................ 13 3.2.4. 结冷胶在制作蚂蚁工坊中的优势：

　........................................................................ 13 3.2.5. 结冷胶在制作胶囊中的优势：

　................................................................................ 14 1. 结冷胶是天然材料，符合市场发展潮流 ....................................................................... 14 2.结冷胶具有抗微生物作用特性 ......................................................................................... 14 3. 结冷胶具有良好的稳定性 .............................................................................................. 14 3.2.6. 结冷胶在制作固体空气清新剂中的优势：

　............................................................ 15

　3.2.7. 结冷胶在培养基上的应用：

　.................................................................................... 16 4. 黄原胶 .............................................................................................................................. 16 5. 果胶 .................................................................................................................................. 22

　多糖的概述 及应用

　 糖类是自然界中广泛分布的一类重要的有机化合物。人体血液中的葡萄糖，日常食用的蔗糖、食品中的淀粉、植物中的纤维素等均属糖类。糖类在生命活动过程中起着重要的作用，是一切生命体维持生命活动所需能量的主要来源。植物中最重要的糖是淀粉和纤维素，动物细胞中最重要的多糖是糖原。糖类化合物是人类或动植物三大能源脂肪，蛋白质，糖类化合物来源之一。糖类是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称，一般由碳、氢 与氧三种元素所组成。糖类的另一个名称“碳水化合物”。其由来是生物化学家 在先前发现的某些糖类的分子式可写成 Cn(H2O)m。故认为糖类是碳和水的化合物。但是后来的发现证明，许多糖类分子式并不符合上述分子式，如鼠李糖 C 6 H 12 O 5 和脱氧核糖 C 5 H 10 O 4 ，而有些物质符合上述分子式但不属于糖类，如甲醛 CH 2 O 和乙酸 CH 3 COOH 等。碳水化合物可看作是糖类的一个狭义定义。在食品科学和其他非正式的场合中，碳水化合物通常指富含淀粉或简单糖类的食物。多糖是由多个单糖基及糖苷键相连接而成的高聚物，一般是 20 个以上的单糖聚合而成，广泛存有于动物细胞膜，

　高等植物和微生物的细胞壁中，是构成生命的四大基本物质之一，同维持生命活动密切相关。蛋白质、核酸和多糖最重要的三种生物大分子，因为多糖的结构难以控制比蛋白质和核酸复杂得多，再加上人们早期只把多糖看作细胞结构成分和食物来源，使得人们对多糖的研究成为“生物化学中最后一个前言”。如 100多年前，德国著名科学家就开始了糖类的研究。当前，以多糖结构、功能和药用价值为核心的糖工程被认为是继蛋白质工程、基因工程后生物化学和分子生物学领域中最后一个巨大的科学前沿。目前应用较为广泛的多糖有透明质酸、可得然胶、黄原胶、结冷胶、果胶、海藻酸盐等。

　1. 透明质酸：

　1.1. 透明质酸概述 透明质酸是一种酸性粘多糖，1934 年美国哥伦比亚大学眼科教授 Meyer 等首先从牛眼玻璃体中分离出该物质。透明质酸以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能，如润滑关节，调节血管壁的通透性，调节蛋白质，水电解质扩散及运转，促进创伤愈合等。尤为重要的是，透明质酸具有特殊的保水作用，是目前发现的自然界中保湿性最好的物质，被称为理想的天然保湿因子，例如：2%的纯透明质酸水溶液能牢固地保持 98%水分。透明质酸是一种多功能基质，透明质酸（玻尿酸）HA 广泛分布于人体各部位。其中皮肤也含有大量的透明质酸。人类皮肤成熟和老化过程也随着透明质酸的含量和新陈代谢而变化，它可以改善皮肤营养代谢，使皮肤柔嫩、光滑、去皱、增加弹性、防止衰老，在保湿的同时又是良好的透皮吸收促进剂。与其他营养成分配合使用，可以起到促进营养吸收的更理想效果。玻尿酸的功效人体中的玻尿酸主要存在于皮肤中，真皮的组成成分包括由富含玻尿酸的细胞外液中胶原和弹力蛋白所构成的基质。

　皮肤中的玻尿酸可以帮助皮肤耐受压力，保护皮下组织免受损伤。玻尿酸也具有润滑的作用，使得皮肤在骨骼和关节活动时适时地改变形状和体积。

　皮肤和体内的内源性玻尿酸的分布情况是不停变化的。随着年龄的增长，玻尿酸减少，相应地玻尿酸结合水分子能力降低都会导致皮肤容积减少，产生皱纹以及皮肤干裂。

　1.2. 玻尿酸的制备 ：

　动物组织提取法：此法是最早采用的 HA 生产法，以人脐带、鸡冠、哺乳动物血清、牛眼玻璃体、鲨鱼皮及鲸鱼软骨等为原料，该工艺原料来源局限性大，产品提取率极低，仅为 1％左右，工艺程序复杂，生产成本高，不宜进行工业化生产。

　微生物发酵法：该法是以葡萄糖作碳源，蛋白胨为氮源及其他营养物质组成培养基，接种菌种后，于特定条件下培养发酵。该工艺特点是不受原料资源限制，操作简便，无需复杂纯化过程，产率较高，还能按实际需要来设定产品的分子质量，并可进行大批量工业化生产，生产成本较低，是目前生产 HA 的主要发展方向。

　1.3. 玻尿酸 主要有三种功能：

　1.3.1. 除皱，针对随着岁月流逝出现在脸上的泪沟、法令纹等都有明显治疗效果。

　1.3.2. 填充，包括隆鼻、垫下巴、丰太阳穴、丰额、丰面颊等方面，具有塑形效果。

　1.3.3. 突出，突出自身个性点，如打唇珠、丰苹果肌、卧蚕再造等

　 玻尿酸填充额纹

　2. 可得然胶 2.1. 概述 可得然胶是由微生物产生的、以β-(1，3)-糖苷键构成的一类将其悬浊液加热后，既能形成硬而有弹性的热不可逆性凝胶，又能形成热可逆性凝胶的多糖类的总称。它是由日本大阪大学原田教授等人在 1964 年从土壤中分离出来的一种名为 Alcaligenesfacealis var．myxogenes(10C3)的细菌产生的(后来发现Agrobacte-rium 属的许多保存菌株都可以产生该多糖)。可得然胶有许多特殊性质，该糖可形成热不可逆凝胶，具有食用和多种工业用途。1989 年，日韩开始用它作食品胶。美国 FDA 于 1996 年准许将其作为食品的稳定剂、增稠剂用于食品配料中。可得然胶因此成为继黄原胶、结冷胶之后第三个经 FDA 批准的发酵生产的食品用多糖，这为可得然胶的进一步推广应用提供了更为广阔的空问。可得然胶的应用与食品开发也达到了一个新的水平。日本、加拿大等国已有生产，在日本和中国台湾已被开发应用于许多食品中。世界上除日本味之素外，现有中国中科生物，泰兴一鸣生物推出可得然胶产品，泰兴东圣生物科技有限公司采用微生物发酵法生产可得然胶的工艺已基本完成工业性的试验，致力于实际工业化生产的准备工作。

　 泰兴东圣生物生产可得然胶样品 2.2. 分子结构：

　可得然胶是由 400-500 个 D-葡萄糖残基通过β-1,3-D-葡萄糖苷键构成的线性葡聚糖， [2]

　完全分子式为(C6H10O5)n,n 通常为 250 以上，其分子量约 44000～100000，无支链结构。它的一级结构如图所示：

　可得然胶分子结构 可得然胶由于分子内部的相互作用与分子间氢键的结合可形成更为复杂的三级结构。X 射线衍射分析发现，可得然胶具有β一三股螺旋结构。可得然胶在加热成高强度胶时，是右手 6 叠 3 股螺旋体，能形成稳定的硬棒结构。

　可得然胶不溶于水及许多有机溶剂，但可溶解于碱液、蚁酸、二甲基亚砜，通常易溶于能破坏氢键的物质的水溶液中。其红外吸收光谱显示出β一键的特征，在波数 890cm -1 处有吸收峰。可得然胶易于被刚果红和苯胺蓝染色而不被甲苯胺蓝和次甲基蓝染色，染色性稳定，其染色性与可得然胶浓度和聚合度成比例。可得然胶具有触变体性质，将其水悬浊液缓慢加热，其黏度在 54℃附近急剧上升，62℃附近达到一定，在 78℃前后再一次升高，且黏度随温度上升而升高。可得然胶是一种不被人体消化、不产生热量的一种极其安全的多糖类添加剂，毒性实验经口投入 10g/kg 的可得然胶未发现异常现象。

　2.3. 可得然胶凝胶的性质：

　可得然胶凝胶在冷冻和解冻下均能保持稳定，这一特性使它在众多的胶凝剂中脱颖而出。Yukihiro Nakao 等人研究表明，将多糖凝胶置于 4℃下保藏 20h对凝胶强度无影响，将可得然胶、琼脂、卡拉胶经冷冻(-40℃)解冻处理后，可得然胶的凝胶强度变化甚微，而琼脂、卡拉胶的凝胶强度分别为 1/10 和 1/5 左右，且凝胶块变成海绵状质构，解冻后失水。

　可得然胶凝胶具有极强的包油性，将 3%可得然胶和各种浓度的玉米油混合液均质后，在 95℃、10min 加热时，随着含油量的增加，其凝胶强度和脱水率均减少。当含油量达到 24%时，凝胶在生成过程和生成后仍不发生油分离。将含油凝胶夹在两板间压榨，仅能除去部分水分，油仍残留在干燥物中，含量可达 85%，并且此干燥物质吸水而恢复凝胶状态。另外，β一蒎烯、沉香醇等樟脑类物质和脂溶性维生素都可以包含于可得然胶凝胶，都可以得到去除水后的干燥物，而这些疏水性物质并不受到损失。

　将可得然胶的非加热凝胶进行压榨去除水分，可以得到干燥薄片，这种薄片易吸水膨胀形成再生凝胶，利用此性质可以制得各种可食性薄片和速食果冻。将含有 15%可得然胶的 NaOH 水溶液，用制膜设备挤出到酸性溶剂中可以制得凝胶状薄膜，并可对其进行干燥调制等。这种薄膜呈透明状，在热水中易膨胀但不溶，其强度是纤维素薄膜的 1/3～1/4。因此适宜于作为各种食品用薄膜。在食品行业应用可得然胶由于其良好的加工适应性如保水性、耐冷冻性、耐热性、粘结性和成膜性等功能而被广泛地应用于食品工业各个领域。各种适用于不同食品的特

　殊制剂已得到开发应用 。可得然胶既可以作为食品添加剂又可作为食品主成分应用到食品中。

　2.3.1. 在肉制品中的应用

　可得然胶在 50～60℃的水分吸收率最大，这一性质使它适于应用在肉制品中。在肉类加工中，可得然胶能改善香肠和火腿的持水性，在汉堡包中加入 0.2～1%的可得然胶，烹调后形成松软、多汁和高产量的汉堡包。另外，利用其薄膜形成性，在汉堡包、炸鸡等表面覆膜，使烧烤过程中产品的重量损失降低，肉汁多而且口感香滑柔软。其覆膜方法是将 5%可得然胶、0.5%淀粉、94.5%水混合分散均匀，将被覆食品在其中浸渍 5～15s，取出后在 125～130℃油浴中加热 30～40s，去油冷却，然后急速冷冻或冷藏，调理时可再行加热烘烤或油炸。

　可得然胶凝胶

　可得然胶制作鱼豆腐（上）素鲍鱼（下）

　2.3.2. 在面制品中的应用

　可得然胶应用于中华面、荞麦面、切面时，可以增强面制品面条的硬度、弹性、粘度等，改善口感、抑制热水溶胀、减少煮烂、减轻汤汁混蚀。使用量为小麦粉的 0.3～1%，常用量 0.4%。调制时先将可得然胶与小麦粉混合均匀，再与其它原料混合均匀制面。豆腐是日本和中国的传统食品，它具有柔软的质构，将 4%的可得然胶与豆腐凝固剂混合使用于豆乳中，挤压加热可制得豆

　腐面，赋予它不同的质构，并且还可将豆腐进行高温消毒，也可冷藏。

　2.3.3. 在水产制品中的应用

　可得然胶用于水产制品，如鱼肉糕、油炸鱼肉糕、鱼肉圆、冷冻鱼肉糜等，可以增强制品弹性、有咬头，同时使其硬度增加便于成型操作。使用量一般为鱼肉糜量 0.7%。使用时先将可得然胶调制成低强度凝胶，再加入鱼肉糜中。

　2.3.4. 在烘烤制品中的应用

　利用可得然胶的保湿保鲜和保型特点，也可将其添加到糕点如蛋糕、奶酪饼等中。加工时外观不凹陷，加工后保湿性良好，即使进行冷藏也不会产生老化发沙现象，使用量一般 0.1～0.4%。可得然胶用于面包、馅饼的流动性馅心，由于胶凝作用可使其保持适当的形状，便于操作。改变其添加量可对其硬度和保型性进行调节。如蜂蜜、奶油、沙司类风味馅心，使用量一般为 2～5%。

　2.3.5. 在冷冻制品中的应用

　可得然胶作为稳定剂应用于冰淇淋可提高其保型性。将可得然胶与其它稳定剂合用效果最好。使用量一般为 0.2～0.3%。一种冰淇淋的配方和操作要点如下：全脂炼乳 12、脱脂乳粉 8.0、无盐奶油 15.5、砂糖 3.0、饴糖 5.0、蛋黄 1.0、乳化剂（OM）0.2、香料（香兰素）0.1、水 55、可得然胶 0.2。先将其混合后热处理达 85℃，均质（100MPa）。

　2.3.6. 在其它制品中的应用

　可得然胶用于草莓酱、蜂蜜和蛋黄酱等粘稠而不易操作的风味物，可以制作草莓片、蜂蜜片和蛋黄酱片等，这些薄片可以直接作为风味小食品食用，也可以用于夹心、夹馅、卷寿司芯等。蔬菜、水果、肉类制品都可以用可得然胶制成薄片状食品。这些食品可进行冷冻保存，并且在使用时加热也不溶化。可得然胶作为

　生产素食香肠的关键组分，使这种香肠具有全脂香肠的质构味道和口感。它还可代替干酪制品中的脂肪防止酸乳酪和低脂酸性稀奶油的脱水收缩。大多数乳加工的巴氏杀菌温度对可得然胶的凝胶是合适的。还可将可得然胶用于制作绿茶风味的果冻，这种果冻可冷冻保藏，食用前以微波加热。可得然胶含膳食纤维 98.6%，可用作低热、减肥、防止便秘等的功能性食品配料，生产保健食品。

　2.4. 可得然胶发展 可得然胶是一种新的微生物多糖，具有很多独特的功能。自 1997 年美国的卫生组织批准可得然胶作为食品添加剂以来，可得然胶的功能性质在食品工业得到淋漓尽致的体现，而且应用范围不断地扩大。除应用于食品工业外，最近有科学家研究了用可得然胶代替葡聚糖作为柱中的填料应用于化工行业，取得了较好的分离效果。

　目前国外已开始生产用于此用途的可得然胶。在化妆品工业中可得然胶作为增稠剂、悬浮剂、稳定剂、保湿剂以及流变性改进剂也很有效，因而可应用于各种类型的化妆品中。据专家分析，可得然胶的需求将以 30%的速度增长，世界形势处于供不应求的状态。而中国对可得然胶的研究还处在认识阶段，离工业化生产还有很长的一段距离，因此加快对可得然胶的开发对调整中国的农村产业结构、提高农产品的附加值、增加农民收入有重要作用。

　3. 结冷胶 3.1. 概述 结冷胶是上个世纪 80 年代继黄原胶之后开发的最有市场的食品微生物多糖之一，与其他食品胶相比，结冷胶存在着明显的优势，某些特性优于黄原胶。由于它具有优异的性能、使用量低以及是微生物发酵而来具有快速生产的优点，使得结冷胶在很短时间内被广泛应用于食品工业中。结冷胶过去称多糖 PS-60，它的常见凝胶是一种脆性胶，对剪切力非常敏感，食用时有入口就化的感觉。由于

　结冷胶可以在极低的使用量下产生凝胶，0.25%的使用量就可以达到琼脂 15%的使用量和卡拉胶 1%的使用量的凝胶强度，现已逐步代替琼脂和卡拉胶在食品工业中的应用。

　结冷胶能溶于冷水，但形成凝胶的条件是需要先加热并有一定量的盐离子存在。这样，结冷胶溶液才会冷却后形成热可逆型凝胶，凝胶的强度、形成温度及融化温度都与盐离子浓度和种类密切相关。凝胶有良好的稳定性，耐酸，耐高温，热可逆，还能抵抗微生物及酶的作用。在高压蒸煮和烘烤条件下都很稳定。在酸性产品中也很稳定，而以 pH 在 4.0-7.5 条件下性能最好。贮藏时其质构不受时间和温度的变化而变化。结冷胶使用方便，略加搅拌即分散于水中，加热即溶解成透明的溶液，冷却后，形成透明但坚实的凝胶。结冷胶是一种线性聚合物，当有电解质存在时可形成凝胶。无论是单价阳离子，如钠和钾，还是二价阳离子，如镁和钙，都可用于与低酰基型结冷胶生成坚实、脆性凝胶。但是最大凝胶硬度和模数是在非常低的二价阳离子浓度时产生的。大约 O．5mM 的钙和镁离子等于约 150mM 钾和钠离子在 0.5%凝胶中所生成的最大凝胶模数和硬度。低酰基型结冷胶凝胶的模数和硬度随胶深度的增加而增加，而凝胶脆性和弹性保持相对不变。而纯化产品由于较高的多糖含量，在任何特定胶浓度时都有较高的硬度和模数。很明显，胶浓度、离子浓度是相互依存的两个参数，可用于调节产生最佳凝胶硬度和模数。

　结冷胶另一特点是可形成热可逆凝胶，类似于琼脂和明胶，也能形成盐诱导的凝胶，类似海藻胶和卡拉胶。这些性质进一步增加了结冷胶应用的多样性，比如，低酰基结冷胶溶于去离子水或有一种多价螯合剂存在时溶于低离子强度溶液，随后加入二价阳离子可制备冷水凝胶。

　结冷胶是一种从自然保护湿地的土壤中分离所得的格兰氏阴性菌--伊乐藻假单胞杆菌对碳水化合物进行纯种发酵后、经提纯精制而得的多糖胶质。它是一种新型的全透明的凝胶剂，具有其它凝胶剂无法比拟的优异特性，是琼脂、卡拉胶、海藻酸胶等凝胶剂最理想的替代品。

　在食品方面饮料中，结冷胶可用于制备隐型饮料、胶化汽水、果味爽等饮料产品；还可用于制备珍珠胶粒，生产果粒悬浮饮料，与用海藻胶制成的胶粒相比

　不同的是其胶粒具有口感滑韧、品质稳定、颜色风格多样的特点。用于冰淇淋可替代卡拉胶、明胶、海藻胶和果胶的使用，提供更优质的凝胶和稠度。

　在医药方面：在医药工业中，结冷胶可用与眼药水、软硬胶囊、微胶囊及其它包衣药品中，其良好的成膜性可作为药物的缓释载体进行使用。

　在日化方面：在牙膏、香水、防晒品、洗发品及其它护肤品中，结冷胶作为结构剂使用，可提供良好的稠度、稳定性和轻肤感。

　3.2. 结冷胶的典型食品应用：

　3.2.1. 主要食品领域典型产品：

　饮料嗜喱饮料、含果肉饮料 食糖蜜饯、淀粉嗜喱、果冻、填料、棉花糖果酱和嗜喱低热果酱、人造果酱、面包馅料、嗜喱、合成食品、人造水果、素菜、人造肉、水基凝胶甜点凝胶、肉冻、陷饼填料和布丁、速食甜点、听装布丁、预烹布丁、馅饼填料、宠物食品 凝胶宠物食品、糖衣和糖霜、糕点糖衣、听装糖霜、牛奶制品、冰淇淋、凝胶牛奶、酸奶、冻奶快饮等。

　3.2.2. 结冷胶在悬浮饮料上的应用：

　结冷胶与其他食品胶复配可用于制备隐形饮料、胶化汽水、果味爽等饮料产品。还可用于制备珍珠胶粒，生产果粒悬浮饮料。与用海藻胶制成的胶粒不同，用结冷胶复合胶制成的胶粒口感滑韧，品质稳定，可制成不同颜色和风味的胶粒，而且胶粒中的颜色和风味不会扩散到饮料溶液中去。装在透明的玻璃瓶或塑料瓶中色彩鲜艳，富有新意，对儿童和青年消费者有很大的吸引力。

　以结冷胶为悬浮剂主剂的饮料不仅悬浮效果十分理想，并且它耐酸性强，在饮料贮藏过程中表现出很好的稳定性，而这是其他用来做悬浮剂的植物胶体所不具备的优点。

　3.2.3. 结冷胶在果冻上的应用：

　通常果冻的制造是使用果胶、卡拉胶和海藻酸钠，用结冷胶替代作为胶凝剂，不仅可以降低使用量，而且可获得更佳的质构和口感。

　多层果冻 ：

　使用结冷胶和可以制得色彩各异、风味不同的多层果冻，只需使用油溶性食用色素和香料，即可制成红、绿、黄、白等多种色泽和风味的彩色果冻,且不混色、不窜味。

　3.2.4. 结冷胶在制作蚂蚁工坊中的优势：

　1．结冷胶可以很方便地制备凝胶

　 与别的食品胶相比，结冷胶具有极好的凝胶能力。例如，它能更有效地形成的凝胶，形成的凝胶质构更多样，甚至可制成脱水状态的凝胶（吸水可复原），等等，这对于蚂蚁工坊的制作是很方便的。

　2．结冷胶具有良好的保水性及冻-融稳定性

　淀粉、卡拉胶、海藻酸盐等及其它多种复配胶都容易在加工、贮藏或运输过程发生脱水收缩，又称析水，这将降低凝胶的品质，甚至将蚂蚁淹死，所以蚂蚁工坊中凝胶的保水性很重要。相对于其它胶体，结冷胶具有非常好的保水性，能够保证凝胶的品质。同时结冷胶亦具有良好的冻-融稳定性，可以方便低温保存。

　3．结冷胶有良好的风味释放能力

　以结冷胶制成的蚂蚁工坊凝胶，具有良好的风味释放性，在这种凝胶中，蚂蚁更容易打洞。

　4．结冷胶具有极高的透明度

　以结冷胶制成的凝胶，透光度极高，这样的凝胶看上去更透明，更有利于观察蚂蚁在凝胶中的活动。

　5．结冷胶具有抗微生物作用特性

　结冷胶具有抗微生物及抗酶解作用，所以用结冷胶制成的凝胶可以适量少加防腐剂，节约成本并能给蚂蚁提供一个更安全的环境。

　3.2.5. 结冷胶在制作胶囊中的优势：

　1. 结冷胶是天然材料，符合市场发展潮流

　结冷胶由微生物发酵制成，天然、无淀粉、无麸质、无防腐剂，能够顺利进入欧美和日本市场，符合产品市场的发展潮流。结冷胶制成的胶囊可以申请素食协会的认可和穆斯林教、犹太教的认证，产品出口畅通无阻，帮助您挖掘市场的增长潜力。

　2.结冷胶具有抗微生物作用特性

　结冷胶具有抗微生物及抗酶解作用，所以用结冷胶制成的凝胶可以适量少加防腐剂，从而能提高产品品质。

　3. 结冷胶具有良好的稳定性

　结冷胶具有良好的稳定性能，在高温和低 pH 值条件下都很稳定，在加速试验条件下仍能保持稳定。而且依其低 pH 值条件下的稳定特性，可以用结冷胶制成肠溶性胶囊。

　3.2.6. 结冷胶在制作固体空气清新剂中的优势：

　1．结冷胶可以很方便地制备凝胶

　与其它亲水性胶体相比较，结冷胶具有极好的凝胶能力。它能更有效地形成凝胶，且形成的凝胶质构多样，这样有利于固体清新剂的加工制作。

　2．结冷胶可以制成热不可逆型凝胶

　通过加入二价阳离子，结冷胶可以形成热不可逆型的凝胶，在 120 摄氏度左右亦不熔化，这种良好的热不可逆性能非常适合于需抗高温的车载空气清新剂的制作。

　3．结冷胶具有良好的保水性及冻-融稳定性

　淀粉、卡拉胶、海藻酸盐等及其它多种复配胶都容易在加工、贮藏或运输过程发生脱水收缩，又称析水。制成的固体空气清新剂如果析出水份，将降低产品的品质。相对于其它胶体，结冷胶具有非常好的保水性，能够保证凝胶的品质。同时结冷胶亦具有良好的冻-融稳定性，可以方便低温保存。

　4．结冷胶具有良好的缓释特性

　以结冷胶制成的凝胶,具有良好的香味缓释特性，产品留香持久，品质高。

　5．结冷胶脱水后可加水复原

　以结冷胶为原料制成的固体空气清新剂，脱水状态的凝胶吸水可复原，产品可反复使用。

　6．结冷胶具有极高的透明度

　以结冷胶制成的凝胶，透光度极高，这样的凝胶看上去更透明。用结冷胶制作的固体空气清新剂外观晶莹剔透，具有非常好的观赏性。

　7．结冷胶具有抗微生物作用特性

　结冷胶具有抗微生物及抗酶解作用，所以用结冷胶制成的凝胶可以适量少加防腐剂，不仅节约生产成本，而且能提高产品品质。

　8．结冷胶具有良好的复配性能

　结冷胶和其他亲水性胶体之间具有良好的复配性，可以和其他多种胶体配合，适用于多种配方，可制成不同形状的固体空气清新剂产品。

　3.2.7. 结冷胶在培养基上的应用：

　结冷胶形成的凝胶表现出明显的热稳定性和高度的透明性。由于这些特性，使结冷胶可用于嗜热微生物菌种培养基中代替琼脂。以结冷胶为基础的植物培养基可解决因琼脂的不纯而产生的问题。

　结冷胶乳制品中的应用：

　结冷胶也可用于奶基产品中，结冷胶加热到７５℃可直接水合于奶中。在酸性奶制品中(如酸奶、发酵酸性稀奶油或直接酸化的奶凝胶)，必须加入另一种水溶胶(如ＣＭＣ或瓜尔胶)充当胶体保护剂，并且保护奶蛋白的沉淀。在乳制品中，结冷胶可取代卡拉胶、明胶、褐藻胶和果胶的使用，并能为提供更优质的凝胶和稠度。在使用量方面，结冷胶比其他食品胶具有优越性。

　4. 黄原胶 4.1. 概述 黄原胶(Xamthan Gum)别名汉生胶，又称黄单胞多糖，是国际上 70 年代发展起来的新型发酵产品。它是由甘兰黑腐病黄单胞细菌(Xanthomonas campestris)以碳水化合物为主要原料，经通风发酵、分离提纯后得到的一种微生物高分子酸性胞外杂多糖。其作为新型优良的天然食品添加剂用途越来越广泛。组成：D-葡萄糖，D-甘露糖，D-葡萄醛酸。性质：能溶于冷水和热水，低浓度时具有高的黏度，黄原胶溶液在 28℃-80℃以及广泛 PH 1-11 范围内黏度基本不变，与高盐具有相溶性。

　在酸性食品中保持溶解与稳定，具有良好的冷冻与解冻稳定性。黄原胶与瓜儿豆胶具有协同作用。与刺槐豆胶（LBG）相互作用形成热可逆凝胶。

　国际上，黄原胶开发及应用最早的是美国。美国农业部北方地区 Peoria 实验室于 60 年代初首先用微生物发酵法获得黄原胶。1964 年，美国 Merck 公司 Keco分部在世界上首先实现了黄原胶的工业化生产。1979 年世界黄原胶总产量为2000t，1990 年达 4000t 以上。在美国，黄原胶年产值约为 5 亿美元，仅次于抗生素和溶剂的年产值，在发酵产品中居第 3 位。

　我国对黄原胶的研究起步较晚，进行开发研究的单位，如南开大学、中科院微生物研究所、山东食品发酵研究所等，均已通过中试鉴定。目前全国有烟台、金湖、五连等数家黄原胶生产厂，年产在 200t 左右，主要用作食品添加剂。我国生产黄原胶的淀粉用量一般在 5%左右，发酵周期为 72~96h，产胶能力30~40g/L，与国外比较，生产水平较低。随着黄原胶生产和应用范围的进一步发

　展，目前北京、四川、郑州、苏州、山东等地都有黄原胶生产新厂建成，预示着我国的黄原胶生产将呈现一个新的局面。

　4.2.

　黄原胶的分子结构及其性质

　 1）

　黄原胶的分子组成 黄原胶是以 5 分子糖为一单元，由与此相同的单元聚合而成的高分子多糖物质。每一单元由 2 分子葡萄糖，2 分子甘露糖和 1 分子葡萄糖醛酸组成。主链由β-葡萄糖通过 1，4-糖苷键相连而成的 2 分子葡萄糖为单元，其结构与纤维素结构相同，相间在葡萄糖的 C3 上连有 2 分子甘露糖和 1 分子葡萄糖醛酸构成侧链。侧链上有丙酮酸及羧酸侧基。因其侧链含酸性基团，在水溶液中呈多聚阴离子，构成黄原胶的三级立体结构：带阴离子的侧链缠绕主链形成螺旋结构，分子间靠氢键形成双股螺旋，而双股螺旋结构间又是靠微弱的非共价键维系，形成规则的"超级接合带状的螺旋聚合体”。

　2）

　黄原胶的性质

　 ①典型的流变特性 随着剪切速率增加，因胶状网络遭到破坏，导致粘度降低，胶液变稀，但一旦剪切力消失，粘度又可恢复，因而使黄原胶具有良好的泵送和加工性能。

　利用这种特性在需要添加增稠剂的液体中加入黄原胶，不仅液体在输送过程中容易流动，而且静止后又能恢复到所需要的粘度，因此被广泛应用于饮料行业。

　②

　低浓度时的高粘性 含 2%~3%黄原胶的液体，其粘度高达 3~7Pa.s。

　黄原胶的高粘性使其具有广阔的应用前景，但同时又给生产上的后处理带来麻烦。

　③

　耐热性 黄原胶在相当宽的温度范围内(-98~90℃)粘度几乎无变化。黄原胶即使在130℃的高温下保持 36min 后冷却，溶液的粘度也无明显变化。在经多次冷冻-

　融化循环后，胶液的粘度并不发生改变。在高温条件下若添加少量电解质如0.5%NaCl，可稳定胶液的粘度。

　④

　耐酸、碱性 黄原胶水溶液的粘度几乎与 pH 值无关。这一独特性质是其他增稠剂如羧甲基纤维素(CMC)等所不具备的。

　⑤相容性及溶解性 黄原胶可与绝大部分的常用食品增稠剂溶液溶混，特别是与藻酸盐类、淀粉、卡拉胶、瓜胶溶混后，溶液的粘度以叠加的形式增加。

　黄原胶易溶于水，不溶于醇、酮等极性溶剂。在非常广的温度、pH 和盐浓度范围内，黄原胶很容易溶解于水中，其水溶液可在室温下配制，搅动时应尽可能减少空气混人。如果将黄原胶预先与一些干物质如盐、糖、味精等混匀，然后用少量水湿润，最后加水搅拌，这样配制出的胶液其性能更好。

　⑥ 分散性及保水性 黄原胶是食品添加剂中优良的悬浮剂和乳化稳定剂。黄原胶对食品具有良好的保水、保鲜作用。

　4.3. 黄原胶的应用 4.3.1. 黄原胶在日用化学工业中的应用 4.3.1.1. 在化妆品行业中的应用 黄原胶在化妆品行业中的最重要用途是用于牙膏。其优良的剪切稀化流动行为使牙膏易于从管中挤出和泵送分装。黄原胶是所有类型牙膏的优良结合剂，其易于水化 、 优秀的酶稳定性可生产出均匀稳定的产品，并改良产品的延展成条性。对护肤霜和乳液，黄原胶提供优良的稳定性。黄原胶静置时的高黏度有利于个人护理产品中均匀分散油相的稳定，擦用时的剪切变稀性质则提供了良好的润滑和爽肤作用。抗氧化剂抗坏血酸，因为能促进胶原蛋白合成，预防老化，减少

　细纹、 淡化黑色素常用于护肤类化妆品中，但是为了把有效成分运送到特定位置必须选用合适的运送体系，这时在 O/W 的微乳化体系中加入少量黄原胶作为增稠剂可以起到很好的效果。黄原胶还可以作为遮光剂用于防晒类护肤品中，使皮肤免受紫外线的伤害。另外黄原胶也可以作为增稠剂在低 pH 值和高电解质存在的条件下用于美白化妆品中。黄原胶用于眼影中可以使眼影具有流体结构，良好的稳定性，更重要的是可以让眼影在 45 ℃的条件下保存两个月。香波由于易于使用和在头发上易于扩散而被人们广泛接受 。但是，当洗发香波里含有小尺寸颗粒活性成分时，这些颗粒的悬浮和沉积就会带来各种问题。这时如果加入少许黄原胶就可以改良香波的流动性质，悬浮不溶性色素和药用成分，产生稳定、 丰富、细腻的奶油状泡沫，而且在广范围 pH 值内与表面活性剂及其他添加剂有协同作用。有专利报道了用黄原胶改善去屑香波里硫化硒的沉积性，稳定香波里分散、不溶、非挥发的硅树脂相。经过热处理后的黄原胶作为固定剂用于头发化妆品中比其他固定剂具有更多的优点，包括流变改进,突出的硬度、 光泽等。

　4.3.1.2. 在其他日化工业中的应用 表面活性剂和高聚物的混合体系在很多方面都有潜在的应用价值，无论是阴离子、 阳离子和非离子表面活性剂在溶液中都可以和水溶性高聚物交联，而且交联作用很大程度上取决于表面活性剂和高聚物自身的性质。两性离子表面活性剂兼具阴离子和阳离子表面活性剂的性质，黄原胶是具有优良理化性质的水溶性高聚物，所以很多学者都把两性离子表面活性剂和黄原胶作为研究体系，如徐桂英等，研究了两性离子表面活性剂甜菜碱和黄原胶的相互作用发现，黄原胶的存在减少了甜菜碱微团中胶束的聚集数，原因可能是黄原胶的存在增加了阴离子胶束中表面活性剂的离子化程度。这样的混合体系，不仅兼具阴离子和阳离子表面活性剂的性质，而且毒性低，对皮肤、 眼睛比较温和，水溶性好，对硬水的抵抗性好，易生物降解，所以常用于液体洗涤剂、 洗发香波 、 浴液、 餐具洗涤剂、 蔬菜水果洗涤剂及抗静电剂等产品。利用黄原胶对强酸和强碱的稳定性及增黏性，还可以制造工业用的酸性和碱性清洗液。例如，欧洲专利介绍的清洁浴缸和其他刚性表面用的酸性微乳液复配物除含阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和其他添加剂外，也含有黄原胶。黄原胶和刺槐豆胶的混合物还可以作为除臭剂使用。

　4.3.1.3. 黄原胶在食品工业中的应用 由于黄原胶有优良的乳化稳定性 、 温度稳定性、与食品中其他组分的相容性以及流变性，所以被广泛应用于各种食品中。黄原胶用于焙烤食品可提高焙烤食品在焙烤和储存期的持水性和口味的柔滑性；用于饮料可有效地延长果肉饮料的悬浮时间，提高水果和巧克力饮料的口味；用于冷冻食品可通过结合自由水使其稳定，并可控制冰晶的生长速度提供理想的质构。在罐头食品中加入黄原胶可使物料便于泵送与灌装，且易于保持产品的外观。黄原胶用于乳品生产中能提高牛奶、 冰淇淋 、 饮料的稳定、 提高奶油保形力。用于调味料和调味汁，因其对酸 、 碱的稳定性好，用于水包油乳浊液中可延长产品的保质期。另外黄原胶还可用于低脂肪食品、 保健食品和肉制品。它和槐豆胶的混合物还可用于糖果、 果酱和果冻的制作。

　4.3.1.4. 黄原胶在石油工业和纺织工业中的应用 我国油田用化学品主要是聚丙烯酰胺、CMC、变性淀粉等，造成打井成本高、 出油率低。黄原胶在增黏、增稠、抗盐、抗污染能力等方面远比其他聚合物强，尤其在海洋、海滩、高卤层和永冻土层钻井中用于泥浆处理、完井液和三次采油等方面效果显著，对加快钻井速度、防止油井坍塌、保护油气田、防止井喷和大幅度提高采油率等方面都有明显的作用，当黄原胶与磷酸酯化度在 0.03～0.5 的刺槐豆胶混合使用时可以取得更好的效果。黄原胶应用于印染工业，可作为染料和颜料的悬浮剂，印染控制剂，控制印染泥浆的流变性质，防止染料的迁移，使图纹清晰，与浆中的多数成分可以互溶，其自身的洗出特性也卓有成效 。因此，黄原胶广泛地应用于地毯及丝绸等印染行业中。

　4.3.1.5. 黄原胶在陶瓷和搪瓷工业中的应用 黄原胶在低浓度时的流变性能能使瓷釉中的不可溶成分较长期地悬浮，与瓷釉成分互溶，可防止粉碎性瓷釉成分的成团，并缩短研磨时间。同时也可控制干燥时间，降低炉温，并相应减少斑点等缺陷，大大改进陶瓷加工工艺，提高产品质量。

　4.3.1.6. 黄原胶在其他方面的应用 黄原胶在医药工业可作为药物生产中乳液和悬浮液的乳化稳定剂，使药剂均匀一致。在农业上黄原胶用作农药乳浊液的稳定剂和悬浮剂，喷雾时能控制微液滴的大小和防止漂移，使药物很好地粘附于植物叶面，延长了药物成分与庄稼的接触时间，并耐雨水冲刷。用于浆状炸药可提高其稠度，与瓜儿胶一起使用可改善其热稳定性。据统计，美国每年生产的黄原胶 30 %用于食品工业，70 %用于其他工业。

　4.4. 黄原胶的发展 目前，世界黄原胶产量约 5 万 t/ a，且每年的产量还以 8 %的速度递增。由于黄原胶具有多种功能，在同一种产品中使用可同时产生两种或两种以上的功用，所以是一个市场潜力大、生产开发前景好的微生物多糖。从国内产销情况来看，每年生产的几千吨黄原胶，大多数用于食品工业，其他工业领域的应用仅限于石油等少数几个行业，占总市场份额也很小。而在国际市场上，黄原胶不仅在食品工业中有着广泛的应用，在石油钻探、三次采油、纺织、印染、陶瓷加工 、 涂料、炸药、湿法冶金、医药、农药和化妆品等行业中都有着广泛的应用。与国外相比，应加强对黄原胶的性质以及在各个行业中应用的研究。

　5. 果胶

　5.1. 概述 果胶是植物中的一种酸性多糖物质，它通常为白色至淡黄色粉末，稍带酸味，具有水溶性，工业上即可分离，其分子量约 5 万一 30 万，主要存在于植物的细胞壁和细胞内层，为内部细胞的支撑物质。果胶(Pectin)是一组聚半乳糖醛酸。在适宜条件下其溶液能形成凝胶和部分发生甲氧基化（甲酯化，也就是形成甲醇酯），其主要成分是部分甲酯化的 a(l,4)一 D 一聚半乳糖醛酸。残留的羧基单元以游离酸的形式存在或形成铵、钾钠和钙等盐。果胶分果胶液、果胶粉和低甲氧基果胶三种，其中尤以果胶粉的应用最为普遍。

　5.2. 果胶的结构组成

　 按果胶的组成可有同质多糖和杂多糖两种类型：同质多糖型果胶如 D-半乳聚糖、L-阿拉伯聚糖和 D-半乳糖醛酸聚糖等；杂多糖果胶最常见，是由半乳糖醛酸聚糖、半乳聚糖和阿拉伯聚糖以不同比例组成，通常称为果胶酸。不同来源的果胶，其比例也各有差异。部分甲酯化的果胶酸称为果胶酯。

　5.3. 果胶的作用

　植物中果胶的作用：植物细胞壁中的果胶粘连细胞壁的各个亚层、粘连细胞壁外侧，将不同细胞的细胞壁连接起来。

　 果胶的膳食作用：果胶属于可溶性膳食纤维，也是营养素。其作用很多，如：

　具有维持胃肠道的正常结构与功能。如果膳食中缺乏膳食纤维，则可引起胃肠道结构损害和功能障碍，使得某些疾病，如溃疡性结肠炎等发病的危险性增加。

　还可防治便秘，食物中膳食纤维在肠道内吸收水分而充分膨胀，并促进肠壁的有效蠕动，使肠内容物迅速通过肠道而排出体外。防治大肠癌，膳食纤维可使致癌物与肠壁接触的机会减少，并促使其迅速排出体外。

　5.4. 果胶在各大行业的作用：

　由于果胶具有良好的凝胶、增稠、稳定等特性被广泛用于食品工业。(1)作为胶凝剂，用于果酱、果冻、软糖等制作；(2)作为稳定剂，用于果胶巧克力饮料和酸性乳饮料的制作；(3)作为脂肪仿制品，即利用果胶低热量的性能，用各种不同酯化度的低酯果胶制成一种脂肪仿制品(又称代脂剂)闷；(4)作为品质改良剂，即利用果胶良好的酸稳定性及清爽利口的 13 感，来改进色拉酱的特性等圆。因果胶还具有良好的抗腹泻、抗癌、减肥、降低血糖和胆同醇的作用，所以在医药工业上通常用其制造止血剂、血浆代用品、毒性金属

　解毒剂等，防止血液凝固、肠出血、治疗便秘、作为金属中毒时的解药及治疗糖尿病和心血管硬化等。此外，果胶还被作为一种辅料用于化妆品、纺织及冶金化工行业中去。

　 果胶在面包烘焙技术上的应用更为广泛，在面包烘焙过程中加入果胶，可以有效的增加面包的体积，而且因为对于水分的吸附力强，亦能增加面团的量。对于面团的鲜度、软硬度和安定性都有明显的帮助。含有果胶的面团便能有效的提供面团必需的延展效果，也因此能提高面包的最后烘焙体积，以汉堡面包为例，果胶能够在维持现有面包体积的条件下减少 30%面粉的使用量。果胶还能够有效的延长面包的架售时间，添加乳化剂和高甲氧基果胶的面包在储藏 6-7 天之后，才会达到对照组的硬度，也就是说，果胶能够比对照组延长 5 天的架售时间。而添加果胶的面包的另外一个优点是，在正常的架售时间内（烘焙后 2 -3 天），面包的软硬度较其它的对照组都来得软。软硬度只是面包架售时间长短的指标之一，另外一个指标是面包的新鲜度，这包括了面包的体积、软硬度、弹性和口感。

　5.5. 果胶未来发展的展望 ：

　据数据显示，2005年，全国水果总需求量达到7400万吨，人均需求量为55.72公斤。2010 年，中国水果总需求量达到 8000 万吨，人均需求量相应达到 57.31公斤。由此可见我国水果需求量正在逐年攀升，这就说明，我们在消耗大量水果的同时也在浪费了大量的果皮，要是这些果皮都用于生产果胶，那么我国的果胶完全不需要从国外进口。但是因为国内的果胶生产技术不过关，导致果胶生产成本增加，无利可图。据国内外目前果胶的生产加工趋势,研究重点拟应放在盐析法、离子交换法、超滤浓缩、微生物法上,尽快研究开发出合理的生产工艺,充分利用我国丰富的果胶资源,实现其合理开发利用,必将产生积极的经济效益。