新型微生物多糖-结冷胶类多糖

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1、新型微生物多糖-结冷胶类多糖摘要：结冷胶类微生物多糖一结冷胶(S-60)、韦兰胶(S-130)和S-88是近年来继黄原胶之后发展起来的第二代和第三代生物胶。本文对这一类新型微生物多糖的结构、性质、生产工艺、应用及市场前景做了简要的介绍。关键词：结冷胶，韦兰胶，S-88,结构性质，生产，应用微生物多糖是由微生物在生长代谢的过程中，在不同的外部条件下代谢产生的一种多糖物质。微生物多糖安全无毒，有独特的理化性质，生产周期短，受地理环境、气候、自然灾害等因素的影响较小，产量及质量都很稳定，可以在人工控制条件下大量工业化生产。它所产生的各种废渣、废液可以进行控制，减轻了环保压力，因此拥

2、有比动植物多糖更为广阔市场前景［1］。世界上微生物多糖的年产量增长率均在10以上，而黄原胶、结冷胶等一些新型微生物代谢多糖年增长量更是高达30,全世界微生物多糖年工业产值可达50〜100亿美元。20世纪80年代，继黄原胶之后，美国Kelco公司陆续发现了一组新的微生物多糖即结冷胶类多糖，其中包括结冷胶(S-60)、韦兰胶(S-130)和S-88,它们是三种结构类似的微生物多糖，具有相同的四糖重复单元主链结构(图l)[2]o在此对这三种极具发展前景的微生物多糖的性质、应用及生产作简单的介绍。f3)-b-D-Glcp-(1-*^4)-b-D-GlcpA-(1—4)-b-D-Glc

3、p-(1^4)-a-L-Sugp-(lf63R1R2Gellangumsug=Rha,R1=R2=HWelangumsug=Rha,R1=H,R2=a~L-Rha-(1—ora~L-Man-(1fS~88sug=RhaorMan,R1=H,R2=a-L-Rha-(1^图1结冷胶类多糖的分子结构1结冷胶(gellangum)结构与性质结冷胶是由B-D-葡萄糖，B-D-葡萄糖醛酸和a-L-鼠李糖按摩尔比2:1:1组成，分子量可达5x106道尔顿[3][4](图1)。天然结冷胶含有46葡萄糖、30鼠李糖、21葡萄糖醛酸、3乙酸和甘油酯，乙酰基和甘油酰基通常连接在葡萄糖残基的C2和C

4、6位上。将天然结冷胶在pH10的条件下加热处理，便可以除去分子上的乙酰基和甘油基因而获得低酰基结冷胶[5],工业上生产的一般是低酰基的结冷胶。,即可形成澄清透明的凝胶［6］,的使用量就可以达到琼脂的使用量和卡拉胶1的使用量所产生的凝胶强度［7］。(3)结冷胶所形成的凝胶热稳定性高、在〜之间几乎不受pH的影响，且对酶稳定，淀粉酶、纤维素酶、果胶酶、蛋白酶、脂肪酶、褐藻胶酶等均不会对结冷胶溶液的粘度和凝胶强度造成影响［8］。(4)具有优越的呈味性能和良好的配伍性。1.结冷胶的市场与应用结冷胶于1978年首次由美国科学家发现，1992年得到美国FDA的许可应用于食品、饮料，是继黄原

5、胶之后又一广泛应用于食品工业的微生物代谢胶。目前美国卖到日本的结冷胶每年约2000吨，中国约有近百吨的进口，价格高达580元/公斤(结冷胶生产成本仅比黄原胶略高一些，而销价却是黄原胶的二倍［8］)o预测中国近年需求量能达到2000吨以上。结冷胶作为一种新型的微生物胞外多糖，其用途非常广泛，在食品领域主要用作增稠剂、凝结剂、悬浮剂和成膜剂等。作为一种新型的食品添加剂与其他同类产品相比具有用量少、性能更稳定、凝结度高、凝胶清亮和优越的呈味性能等优点，广泛应用于饮料、面包、乳制品、肉制品、面条、蛋糕、饼干、起酥油、速溶咖啡、鱼制品、雪糕、冰激凌、果冻、软糖等食品中[9][10]。结

6、冷胶除在食品上广泛应用外，还可应用于其他领域。如在医药上可用作眼药水，软、硬胶囊，包衣剂及新型制剂用药水；在化工上可用做涂膜，胶粘剂，牙膏；农业上可用作叶肥、缓释肥料等[ll]o生产工艺结冷胶的生产工艺流程图如下[6][11]：试管菌种一茄瓶菌种一三角振荡（28°C.18h）-300L种子罐（28〜30°C、18〜20h）-3000L发酵罐（28〜30°C、72h）->50t发酵罐（28〜30°C、72h）~脱已酰一过滤一混合f乙醇絮凝沉淀一分离洗涤稀乙醇一乙醇回收塔f回收乙醇贮藏半成品〜真空干燥一粉碎〜成品。结冷胶的产生菌-伊乐假单胞菌（Pseudomonaselodea）

7、是一种好氧革兰氏阴性杆菌，能在以葡萄糖、淀粉、蔗糖等作碳源，硝酸鞍、酵母膏、蛋白腺等为氮源以及其他微量元素的培养基中生长并产胶。国内外众多学者对结冷胶的生产培养基、发酵条件等做了大量的研究，发现碳源、氮源、种龄、接种量、温度、发酵培养基初始pH都对发酵有较大的影响。结冷胶是高黏性的微生物代谢产物，发酵液中胞外多糖以黏性聚合物形式构成网状结构，微生物细胞被包裹其中，这给后提取工艺中菌体、色素及杂质的去除带来很大的难度。传统的提取方法是将发酵液适当稀释以降低其黏度，通过离心分离作用分离菌体和多糖，然后用异丙