食品胶体综述

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1、黄原胶的结构及功能特性摘要：综述了黄原胶的结构特性和功能特性，并对其在食品工业中的研究现状和应用前景进行了分析。根据黄原胶特殊的结构，分别阐述了其流变学性、增稠性和稳定性、耐酸碱盐稳定性、复配性和其他性能如悬浮性、乳化性和冻融稳定性等功能特性，以及这些特性在食品中的应用。关键词：黄原胶结构功能特性应用ThestructureandfunctionalpropertiesofxanthangumAbstract:Thestructureandthefunctioncharacteristicofxanthangumwerereviewed,andalsoana

2、lyzetheresearchstatusandapplicationprospectaboutxanthanguminfoodindustry.Accordingtothespecialstructureofxanthangum,respectivelyexpoundtherheology,thickeningandstability,resistancetoacidandalkalisaltstability,distributionandotherperformancesuchassuspension,emulsificationandfreeze-t

3、hawstabilityfeatures,aswellastheapplicationofthesefeaturesinfood.Keywords:xanthanguin;structure;features;application1黄原胶黄原胶(Xanthan)是一种典型的亲水胶体，乂称汉生胶，是由野油菜黄单胞杆菌、菜豆黄单胞菌、锦葵黄单胞菌和胡萝卜黄单胞菌等分泌的一种大分子生物多糖。它是国外20世纪50年代开始研究，60年代末开始应用的一种功能性水溶胶。Jeans等人首先发现了黄原胶独特的功能特性，随后1961年，CPKelco成为第一个采用发酵法将黄原

4、胶商业化生产的公司，1969年黄原胶正式被美国FDA批为食品添加剂。从那时开始，黄原胶就因其优良的物化性质一分散液的高黏度、触变性、稳定性等被关注和研究，并在食品工业、采油、涂料等诸多方面得到了广泛的应用。2黄原胶的结构黄原胶是一种水溶性微生物多糖，由D—葡萄糖、D—廿露糖、D—葡萄糖醛酸，以及乙酸和丙酮酸组成的“五糖重复单元"的结构聚合体，具有类似纤维素的一级结构，包括由P—1,4键连接的D—葡萄糖基主链以及含三个糖单位的侧链，侧链由两个D—廿露糖和一个D—葡萄糖醛酸交替连接而成，如图1所示⑴。黄原胶的相对分子质量非常大(>3xl()6),其水溶液粘度也非

5、常高；分子侧链上的疑基使其易形成钠、钾和钙等金属盐，分子间可形成双螺旋结构。黄原胶的二级结构，是由侧链绕主链骨架反向五重缠绕，通过氢键静电力等作用所形成的五重折叠的棒状螺旋结构，正是由于这些多螺旋体形成的网络结构，使黄原胶具有良好的控水性质，因而具有良好的增稠性能，如图2所示⑴。黄原胶在水溶液中具有3种构象：天然黄原胶可能具有一个相对较规整的双螺旋结构；而经过长时间的热处理，黄原胶螺旋链会伸展为无序的卷曲链结构,该段温度通常称为构象转变温度；冷却后，螺旋和卷曲链在体系中均有和当程度的存在。黄原胶的三级结构是棒状螺旋间靠非共价键结合形成的螺旋复合体。这种结构一

6、方面使主链免受外界环境如酸、碱、酶以及温度和其他离子的破坏，从而保持黄原胶溶液的稳定性；另一方面，在较低分子量(Mw=105)和和对高浓度下(10%),该结构状态乂使其在一定浓度的水溶液中呈现溶致液晶的状态。黄原胶分子结构中，部分侧链末端的廿露糖4,6位C上连有一个丙酮酸基团，而部分连接主链的廿露糖在C—6被乙酰化，一般而言，黄原胶中丙酮酸取代基的含量接近50%,流变学表明，丙酮酸基团脱去后，黄原胶分子间作用力明显减小，丙酮酸基团可能在黄原胶分子相互之间形成氢键，以此来稳定黄原胶的分子结构。对黄原胶纤维的X衍射研究显示，黄原胶分子呈右手螺旋，三个糖侧链与主链

7、对齐，并通过非共价键作用（主要是氢键作用）保持整体结构稳定。在熔融下，主链周围的侧链保护卩一1,4键不受攻击，这也许就是黄原胶在变化条件中保持稳定的原因⑵。OM图1黄原胶的结构无规线团榕状双螺旋结构双螺旋网状聚合体图2黄原胶二级结构示意图3黄原胶的功能特性正是由于黄原胶独特的分子结构，使其具有增粘性、协效性、假塑性、良好的分散作用和乳化稳定性能等被广泛应用于食品、石油、化工、医药、纺织、化妆品等20多种行业。黄原胶可添加到食品中，作为稳定剂、乳化剂、增稠剂分散剂、品质改良剂和加工辅助剂。黄原胶在水中有良好的溶解度，在水溶液中呈多聚阴离子且构象多变，不同条件下

8、表现岀不同的特性，具有独特的理化性质。黄原胶有显著地