可得然胶凝胶特性改变的研究

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1、６０２０１２，Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．７化学与生物工程Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ＆Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－５４２５．２０１２．０７．０１６可得然胶凝胶特性改变的研究吉武科１，２，张永刚１，２，武琳１，２，严希海２，万丽萍２（１．山东省食品发酵工程重点实验室，山东济南２５００１３；２．山东省微生物胶工程技术研究中心，山东潍坊２６１０６１）摘要：研究了添加两种盐类（ＰＳ、ＮＳ）对可得然胶凝胶强度的影响。结果表明，ＰＳ能够显著增强可得然胶在高温状态时的凝胶强度；ＮＳ能够显著降低可得然胶的凝胶初始温度；ＮＳ与ＰＳ复配，其协同作用可大幅提高可得然胶的凝胶强

2、度、降低可得然胶的使用浓度和凝胶初始温度，从而拓展其应用范围。关键词：可得然胶；凝胶强度；ＰＳ；ＮＳ中图分类号：Ｑ５３９文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－５４２５（２０１２）０７－００６０－０３可得然胶（Ｃｕｒｄｌａｎ）是由产碱杆菌属（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ（８０℃），减少终了胶体中热可逆成分的量，这说明温ｓｐ．）的一些变种产生的一种新型的微生物胞外多糖，度低于８０℃时，可得然胶浓度的增大会加大胶体粒子由于其具有在加热条件下形成凝胶的独特性质，所以［２］在连接区中憎水基之间的相互作用。又被称作热凝胶。可得然胶是由单一的Ｄ－葡萄糖在可得然胶目前已应用于食品工业，新的工业用途Ｃ１和Ｃ３位

3、置以β－１，３－糖苷键连接而成的无分支的均也正在开发。随着可得然胶在非食品行业应用范围的一多糖聚合物，属于β－１，３－葡聚糖家族中较为特殊的逐渐扩展，亟待开发适应性较强的可得然胶产品或通一种。可得然胶的分子结构如图１所示。过复配其它物质来实现可得然胶热不可逆凝胶初始温度的可变性和高温状态凝胶强度的显著提高，从而使可得然胶对一些特殊应用条件更具适应性。作者通过添加两种盐类（ＰＳ、ＮＳ），考察其对可得然胶凝胶性能的影响，拟为拓宽可得然胶应用领域提供参考。图１可得然胶的分子结构１实验Ｆｉｇ．１Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｕｒｄｌａｎ１．１材料、试剂与仪器可得然胶加热至不同温度

4、时，可以形成性质完全可得然胶，山东中科生物科技股份有限公司。不同的凝胶。其悬浮液在５４～８０℃温度范围内加热盐类添加剂ＰＳ、ＮＳ（均为氢键键合促进剂），分析后冷却可以形成凝胶，这种凝胶称为低强度凝胶（Ｌｏｗ纯，市售。ｓｅｔｇｅｌ）或低硬化凝胶，对温度具有可逆性，重新加热凝胶会变成溶胶，强度较低，性质介于琼脂的脆性与明ＣＴ３型质构仪，美国Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ公司；分析天平。胶的弹性之间；将悬浮液在８０℃以上加热时不经冷却１．２方法就可以直接形成凝胶，这样形成的凝胶称为高强度凝在２％的可得然胶水悬液里加入一定量的ＰＳ，胶（Ｈｉｇｈｓｅｔｇｅｌ）或高硬化凝胶，对温度具有不可逆９５℃水浴凝胶

5、１０ｍｉｎ后（后续实验除特殊说明外凝［１］胶条件均相同），立即用质构仪测定凝胶强度（高温）；性，结构坚实并具有高弹性。两种类型凝胶的强度取决于成胶的浓度、温度、加热时间。热不可逆胶的过再将凝胶正常冷却到室温，测定凝胶强度（低温）。以渡温度与其浓度有关，而热可逆胶的过渡温度则与浓２％、３％的纯可得然胶作为对照。分别添加一定量ＮＳ、度无关。浓度增大，会降低热不可逆胶的成胶温度ＰＳ－ＮＳ复合物，考察其对可得然胶凝胶性能的影响。收稿日期：２０１２－０４－０６作者简介：吉武科（１９５６－），男，山西运城人，研究员，研究方向：系列微生物多糖发酵生产技术及产业化，Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｗｋ８０６＠１６３

6、．ｃｏｍ。吉武科等：可得然胶凝胶特性改变的研究／２０１２年第７期６１２结果与讨论２．１添加ＰＳ对可得然胶凝胶性能的影响（图２）图４添加ＰＳ－ＮＳ复合物对可得然胶凝胶强度的影响Ｆｉｇ．４ＥｆｆｅｃｔｏｆａｄｄｉｎｇＰＳ－ＮＳｃｏｍｐｏｕｎｄｏｎｃｕｒｄｌａｎｇｅｌｓｔｒｅｎｇｔｈ图２添加ＰＳ对可得然胶凝胶强度的影响Ｆｉｇ．２ＥｆｆｅｃｔｏｆａｄｄｉｎｇＰＳｏｎｃｕｒｄｌａｎｇｅｌｓｔｒｅｎｇｔｈ－３％ＰＳ后凝胶强度为１０００ｇ·ｃｍ２左右，而加入不同量ＰＳ－ＮＳ复合物后，凝胶强度最高可提升至２０００ｇ由图２可知，加入ＰＳ后，无论是在高温状态或者·ｃｍ－２左右。是冷却到室温，均能显著提高

7、可得然胶的凝胶强度，高２．４添加ＰＳ－ＮＳ复合物对低浓度可得然胶凝胶性能温状态下尤为突出。单纯可得然胶在高温状态时形成的影响的凝胶强度很低，加入ＰＳ后，其强度几乎与其冷却后的强度相同。随着ＰＳ添加量的增加，可得然胶的凝从降低可得然胶使用成本考虑，研究了添加ＰＳ－ＮＳ复合物对低浓度可得然胶凝胶强度的影响，胶强度逐渐增强，受ＰＳ溶解度的限制，其最高添加量以纯２％和１％可得然胶凝胶强度作为对照，结果在３％左右，宜选择２％。如图５所示。２．２添加ＮＳ对可得然胶凝胶