两种高附加值的高粘度发酵类食品添加剂的研究

摘要：近几年来人们对高粘度的发酵类食品添加剂越来越感兴趣，不仅因为其粘度等方面的应用优势，同时又因为其能够采用生物发酵的方法大批量生产。因此具有较高的附加值和工业潜力，本文简要介绍黄原胶和结冷胶的性质和应用前景。

关键词：发酵；高附加值；结冷胶；黄原胶

中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2011）-09-0201-2

时代在进步，科学在发展。近年来，人们对自身健康和食品营养与安全越来越重视。为了满足人们对食品各方面的需求，我们必须借助食品添加剂。食品添加剂是用于改善食品品质，延长食品保存期和便于食品加工和增加食品营养成分的一类化学合成或天然物质。它可以起到提高食品质量和营养价值，改善食品感观性质，防止食品腐败变质，延长食品保藏期，便于食品加工和提高原料利用率等作用。目前，我国有20多类近1000种食品添加剂，如酸度调节剂、甜味剂、漂白剂、着色剂、乳化剂、增稠剂、防腐剂和营养强化剂等。可以说，所有的加工食品都含有食品添加剂。合理使用添加剂对人体健康以及食品都是有益无害的。在食品生产中只要按国家标准添加食品添加剂，消费者就可以放心食用。

附加值是在产品的原有价值的基础上，通过生产过程中的有效劳动新创造的价值。高附加值产品，是指投入产出比较高的产品。其技术含量和文化价值等比一般产品要高出很多，因而市场升值幅度大，获利高。而满足以上要求的就是几种微生物多糖，所以，本文就黄原胶和结冷胶两种高附加值的高粘度微生物多糖食品添加剂的性能及其在食品工业中的应用进行论述，并展望了其发展前景。

1 黄原胶

黄原胶别称黄单胞菌多糖、汉生胶、苫顿胶等。黄原胶是经现代生物发酵技术生产由黄单胞菌以淀粉或蔗糖为主要发酵原料发酵产生的一种细菌胞外多糖。黄原胶属于水溶性胶，是目前几种微生物多糖中最具特色的一种，同时也是目前世界上生产规模最大，用途最广的微生物多糖。黄原胶的产生和发展过程都具有浓厚的商业背景：1961年首先由美国Kelco公司实现工业化生产，于1969年被美国食品与药物管理局（FDA)）批准其列入食品添加剂类，1983年联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO/WTO）下属食品添加剂专家委员会正式批准其作为食品添加剂，1988年8月我国卫生部也批准了食品级黄原胶的卫生标准，并被列入食品添加剂的名单中。

1.1 黄原胶的理化性质

黄原胶在水溶液中呈多聚阴离子、无味、无毒、易溶于水、食用安全，其理化性质较为独特：在不溶性固体和油滴中具有很好的悬浮作用；在低浓度下具有高粘度的性质；流变性方面，其粘度随着剪切速率的增加而降低，当剪切速率减弱时，其粘度又马上恢复到最大；在具有对酸、碱、盐、温度的稳定性，酸、碱、盐、防腐剂、天然的或合成的增稠剂在同一溶液体系中有良好的兼溶性、同时具有一定抗氧化抗酶解的性质；与藻酸盐、刺槐豆胶、瓜尔豆胶混用可产生有益的协同效应，使粘度大幅增加。

1.2 黄原胶的应用

黄原胶在食品工业中被用作调味剂，在沙拉、酱油、饮料、调味料中起到增稠稳定的作用。由于其高粘度的特点还用于啤酒的发泡（发泡更足更持久），改善冰激凌、酸奶、奶酪口感使其更松软。同时黄原胶可提供肉质的出品率：改善肉制品的风味和口感，并且可明显提高制品嫩度、色泽和肉制品的持水性。黄原胶可以减少冷冻生面团中的浆糊量。还可以改善蔗糖中蜡质玉米淀粉和黄原胶混合物的流变学特征，例如，增加黄原胶可以减小混合物的剪切力，有助于形成混合物固体并且可以改善糊状物的热稳定性。此外黄原胶在冷冻食品、罐头食品、方便食品、啤酒、蜜饯、糖果和果冻中也经常使用。

在工业方面主要用于建材、日化、石油产业等：在建材工业中可作为陶瓷、搪玻璃、热敏表层硅质涂料，耐火涂料中可用于悬浮重颗粒、提供假塑流和层服值——黄原胶遇到极性物质会形成一层致密的凝胶膜，可用于生产既能灭油又能灭极性溶剂火的凝胶型抗溶泡沫灭火剂。在油漆中黄原胶能作为触变剂为油漆提供良好的触变性和必需的抗酸性，同时为水基油漆增加了增粘性和分散性；在石油工业中可以起泥浆处理剂的作用；黄原胶可用于洗涤剂、擦光剂（鞋油）和除臭剂等日化产品。

1.3 黄原胶在医药方面的潜力

最近对黄原胶的研究表明黄原胶在医药方面具有巨大的潜力，在制药方面原胶-海藻酸钠可以作为透过皮肤类药物（吗丁啉）的传输系统——实验证明以适当比例制备的黄原胶-海藻酸钠薄膜可以用来控制药物释放速度和改善生物利用度。而更有价值的研究发现，口服黄原胶可以增强受体的抗癌活性——实验证明可以通过黄原胶诱导巨噬细胞产生白细胞介素来抑制巨噬细胞产生的肿瘤，使肿瘤细胞的生成速度减缓，延长小鼠寿命。

2 结冷胶

结冷胶是一种多功能的胶凝剂，结构上表现为一个线性阴离子胞外多糖。其主链是一个重复单位的线性四糖（1分子的D-葡萄糖醛酸、1个分子的L-鼠李糖和2个分子的D-葡萄糖）。天然的结冷胶中，其每个重复单位由于被部分酰基取代而被酯化（1分子甘油酯基和0.5分子的乙酰基）。结冷胶有独特的特性和很多应用价值，特别是在食物、制药和生物学领域。

2.1 结冷胶的理化性质

结冷胶具有良好的稳定性，具有良好的热、酸稳定性，其弹性和刚性适中，同时又具有高透明度、具有香味等特点。结冷胶能溶于冷水，耐高温、热可逆，还能抗酶解和微生物。由于其透明度高，还可与其他食品用胶类混合使用。

结冷胶的物理性质很受环境影响：温度、水环境、浓度、溶液中的阳离子浓度等都能影响结冷胶。结冷胶的流变性质很受酰基取代基和各种阳离子的影响——将天然的结冷胶脱酰会使其从柔软富有弹性的可逆性黏胶变成凝胶强度大的易碎状态。

结冷胶的生物合成可分为3个独立的部分：在细胞内合成具有糖活性的前体；四糖重复单位与细胞内膜相连接；转移四糖重复单位到外周胞质，随后它们在外周胞质聚合后通过外膜释放出去。

2.2 结冷胶的应用

美国和欧盟已经认可了结冷胶在食品和医药中的应用。商业应用中的结冷胶有三种：没有酰基结合的结冷胶（Gelrite®）、低浓度酰基结合的结冷胶（Kelcogel® F）和高浓度酰基结合的结冷胶（Kelcogel® LT100）。没有酰基结合的结冷胶可替代琼脂糖用于植物培养基，同时在生物降解汽油和污水处理中也起到重要作用。而低浓度酰基可在日化产品（如牙膏、洗涤剂）中起到稳定剂和悬浮剂的效果。

在食品工业中，结冷胶可用于点心、微波膨化食品、酱油、果冻等，另外,在乳制品行业中，结冷胶可取代明胶、果胶、卡拉胶提供更高程度的粘度。此外在水果馅饼和点心类食品中可以与淀粉结合，起到增稠的效果。

2.3 结冷胶的研究近况

结冷胶是一种理想的蛋白质传送系统的辅助品，最近在生物医学中的应用越来越突出——研究证明结冷胶能促进人关节软骨再生；能够用于医药延缓药物释放。在二型糖尿病的治疗中用于协助胰岛素进入体内；在鼻子、眼睛、胃、结肠的给药中可以起到辅助传输药物的作用。

结冷胶因其支撑作用，可在组织工程中用来修饰蛋白——与明胶交联的转谷氨酰胺酶与结冷胶合成一体能够增强其在水中的稳定性。同时结冷胶还具有支撑培养基三维结构的作用。

3 结语

在过去的几年里，对各种高粘度多糖的研究有了迅猛的发展。它们都具有许多非常优良的特性。不管是在食品应用领域还是其他领域，它们所表现出来的作用是其他产品所不能替代的。现代社会，大家对生活质量的要求越来越高，巨大的经济价值更促使我们加大对这些高粘度多糖的研究力度，以便更好的利用。

参考文献

[1] 唐中山,苏红军,徐世艾.黄原胶流变学性质的实验研究[J].烟台大学学报,2008,04.

[2] 苏杰一,杨月珍,胡立新.结冷胶的特性及其在食品工业中的应用[J].农产品加工学刊,2008,11.

[3] 林燕文.几种新型微生物多糖食品添加剂的性能、应用及发展前景[J].食品研究与开发,2006,03.

作者简介：马亢（1983-），男，回族，河南商丘人，商丘师范学院生命科学系实验员，助教，理学硕士，研究方向：生物化学与分子生物学，发酵工程；宋旸（1981-），男，汉族，河南商丘人，商丘师范学院生命科学系实验员，助教，理学硕士，研究方向：生物化学与分子生物学，微生物。

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