黄原胶及其增效作用.pdf

!年第三期!#$%&(%)(#*%+(,-./0 12 3443食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技#$=摘要：黄原胶是非凝胶多糖，它具有优良的理化特性和免疫学特性，同时还有增效作用。关键词：黄原胶；增效作用黄原胶及其增效作用罗志刚杨连生%华南理工大学轻化工研究所广州&()*+,-./,-012,-3 4.5 6.78-9./:;,.=?-!#$%&()*(+,-.!&)*/%0*(%=9/.,-3 A/82=,/-?9BC 01,-9H/?1C&()*,1/23)425+,-./,-912=5-?.,98,.=?-;?/,7=38I 4./,59?3;/B5=5/82=,/,7,.87=5.=5I:./8 5,28.=28C+,-./,-912/,5./8 5.78-9./,;,.=?-I607 893:/5+,-./,-912C 5.78-9./,;,.=?-中图分类号：G6!J#文献标识码：:文章编号：&K$L$%!*#K#$K#前言黄原胶%+,-./,-912*是由甘蓝黑腐病野油菜黄单胞菌+,-./?2?,-5,2;85.7=5以碳水化合物为主要原料，经好氧发酵生物工程技术产生的一种高粘度水溶性微生物胞外多糖。$($年美国MN:批准黄原胶可用做食品添加剂，$L#年世界卫生组织和国际粮农组织批准黄原胶可作为食品工业中的稳定剂、乳化剂、增稠剂。黄原胶不仅具有良好的理化特性，而且还有一定的免疫学特性。此外，黄原胶可作为其它食品胶的增效剂。本文对以上作了综述，以期更好地开发黄原胶。黄原胶的结构黄原胶分子由N K葡萄糖、N K甘露糖、N K葡萄糖醛酸、乙酰基和丙酮酸构成，分子量在!O(P&O(之间，它的一级结构是由!K%0)*键连接的葡糖基主链与三糖单位的侧链组成；其侧链由N K甘露糖和N K葡萄糖醛酸交替连接而成，分子比例为!Q；三糖侧链由在A K(位置带有乙酰基的N K甘露糖以 K%0#*链与主链连接，在侧链末端的N K甘露糖残基上以缩醛的形式带有丙酮酸，其高级结构是侧链和主链间通过氢键维系形成螺旋和多重螺旋。黄原胶的二级结构是侧链绕主链骨架反向缠绕，通过氢键维系形成棒状双螺旋结构。黄原胶的三级结构是棒状双螺旋结构间靠微弱的非共价键结合形成的螺旋复合体。!黄原胶的性能结构决定性能。黄原胶的分子侧链末端含有丙酮酸基团的多少，对其性能有很大影响。黄原胶具有长链高分子的一般性能，但它比一般高分子含有较多的官能团，在特定条件下会显示独特性能。它在水溶液中的构象是多样的，不同条件下而表现不同的特性。!I 理化性能!I I 悬浮性和乳化性黄原胶因为具有显著的增加体系粘度和形成弱凝胶%R8,S 98*结构的特点而经常被使用于食品或其它产品，以提高T U V乳状液的稳定性。但是近年来发现只有当黄原胶的添加量到一定量后，才能得到所预定的稳定作用。麻建国等WX通过黄原胶对T U V乳状液稳定性的研究发现，在非常低%YI R.Z*的黄原胶浓度下，实验体系的稳定性变化不大。I R.Z P I!R.Z的黄原胶可引起样品底部富水层出现，但体系无明显分层。当黄原胶浓度加到I!R.Z以上，乳状液很快分层，且分层的状态取决于黄原胶添加量。只有当添加量超过I!&R.Z，黄原胶才能起到提高体系稳定性的作用。!I I!良好的水溶性黄原胶在水中能快速溶解，有很好的水溶性。特别在冷水中也能溶解，可省去繁杂的加热过程，使用方便。!I I#增稠性吉 武科等W!X在!&条件下，用N K 型#号转子对中轩公司的黄原胶粘度测定的结果如表所示。从表中看到随着浓度的递减，粘度不成比例的降低，I#Z是高低粘度的分界点；I Z的粘度仅有_,5左右，而许多其它胶类在浓度为I Z时，粘度几乎为零。由此可见，黄原胶具有低浓度高粘度的特性。表 黄原胶粘度%_,5*与浓度、转速的关系转速浓度!#$%&()*()+(),()-()./*(01(*,(20(1/(/(,2+20(*(*,2(!I I)假塑流变性黄原胶的水溶液，在受到剪切收稿日期：!K!K 作者简介：罗志刚%$&K*，男，江西吉安人，博士。万方数据食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技!#$%&(%)(#*%+(,-./0 12 3443!年第三期#力或剪切速度作用时，粘度急剧下降，而当剪切力消除时，则立即恢复原有的粘度。剪切力和粘度的关系是完全可塑的。!$%$&对热的稳定性一般的多糖因加热会发生粘度变化，但黄原胶的水溶液在%()之间粘度几乎没有变化，即使低浓度的水溶液在广阔的温度范围内仍然显示出稳定的高粘度。%*黄原胶溶液+含%*,-./由!&)加热到%!)，其粘度仅降低0*。!$%$1对酸碱的稳定性黄原胶溶液对酸碱十分稳定，在23&%之间其粘度不受影响，在23小于#和大于%时粘度有轻微的变化。!$%$4对盐的稳定性506黄原胶溶液能和许多盐溶液混溶，粘度不受影响。它可在%*,-.、%*-7-.!、&*87!-90溶液中长期存放+!&)、:;/，粘度几乎保持不变。!$%$(对酶解反应的稳定性许多的酶类如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和半纤维素酶等酶都不能使黄原胶降解。!$!黄原胶的免疫学性能黄原胶作为一种胞外多糖，具其优良的理化性能，无毒副作用，已作为食品添加剂在一些发达国家广泛应用。%:(&年，小田宗宏研究证明，黄原胶具有抑制肿瘤的活性5#6。?7A=等5&6+%:(0/采用体外试验，研究了黄原胶对淋巴细胞增殖和诱导多克隆抗体产生的影响。B?C7;7等516+%:!/和李信等546+%:4/也研究证明了黄原胶具有一定的抗氧化作用。李信、许雷5(，:6对黄原胶免疫活性作了探索，给试验小白鼠每天分别按$!、$#和%$DE F E灌胃黄原胶溶液，连续%#;，观察黄原胶对小白鼠脾、胸腺、EG H IJ-及对小白鼠KL3的影响。试验结果表明，黄原胶能显著地提高小白鼠的体液免疫功能，但对小白鼠的脾和胸腺重量及KL3含量未见明显影响，黄原胶诱导小白鼠产生EG H IJ-的作用，详见表!。表!黄原胶对小白鼠 EG H IJ-F 脾的影响剂量（!#）小鼠数量$%&()#脾*+,-.*/,0 1.*0 2+34+/10+-（1）,+.-3310/+（1）1*+.2./10 42（1）注：（%）与对照组比 IMN%。0黄原胶的增效作用凝胶化性质是多糖大分子生物功能的重要方面，许多生命过程就是在凝胶态中完成的。黄原胶与其它食品胶在一定条件下共混可以得到令人满意的凝胶和%O%P!的增效作用。利用这种作用可以拓宽多糖产品的应用范围，也有利于认识许多生命现象；同时达到减少用量，降低成本，为食品工业更好地开发利用食品胶，尤其是为高盐食品优选食品胶提供理论和方法的指导。0$%黄原胶与其它食品胶的协同增效作用黄原胶与多糖协同相互作用可以赋予多糖共混体系新的功能，然而对多糖的作用机理却存在着诸多争议。目前黄原胶主要与半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖协同作用，对这类凝胶模型普遍认为是由于处于线团结构的黄原胶分子与半乳甘露聚糖或葡萄甘露聚糖主链之间的结合所致。0$%$%黄原胶与魔芋精粉的协同增效作用魔芋葡甘聚糖是一种复合多糖类，它是由K H葡萄糖和K H甘露糖按!Q 0或%Q%$1的摩尔比由!H%，#键多个结合起来。而黄原胶是由黄杆菌产生的一种阴离子多糖，分子主链由K H吡喃型葡萄糖经!H%，#键连接而成，具有类似纤维的骨架结构，每两个葡萄糖中的一个-0上连接有一个三糖侧链，侧链为两个甘露糖和一个葡萄糖醛酸组成。何东保、詹东风等5%6研究表明，当黄原胶与魔芋精粉的共混比例为4Q 0、多糖总浓度为%*，可达到协同相互作用的最大值。0$%$!黄原胶与槐豆胶的协同增效作用槐豆胶是一种半乳甘露聚糖，它是以甘露糖为主链，部分甘露糖的-H 1位被半乳糖取代，分子中甘露糖+G/与半乳糖+R/之比+G F R/因其来源和提取方法不同而异。研究结果表明黄原胶与槐豆胶+STR/在总浓度为%*，共混比例为1Q#时，它们之间可以达到协同相互作用的最大值5%6。0$%$0黄原胶与瓜尔豆胶的协同增效作用瓜尔豆胶是由配糖键结合的半乳甘露聚糖+由半乳糖和甘露糖按%Q!/组成的高分子水解胶体多糖。黄原胶与瓜尔豆胶也有良好的协同效果，复配不能形成凝胶，但可以显著增加粘度和耐盐稳定性，而且彼此之间存在合适的配比。赵谋明等5%!6研究了它们的复配效果，黄原胶与瓜尔豆胶最合适的配比为0Q 4。0$%$#黄原胶与两种食品胶的增效作用5%!6在槐豆胶和瓜尔豆胶溶液以及魔芋精粉和瓜尔豆胶溶液中加入黄原胶后发现，黄原胶、槐豆胶、瓜尔豆胶的含量分别为$!*、$%*、$:*时耐盐性最好，用量最少，成本最低。而黄原胶、魔芋精粉、瓜尔豆胶的含量分别为$0*、$%*、$(*时耐盐性最好，用量最少，成本最低。0$!影响黄原胶与其它食品胶共混凝胶强度的因素共混比例影响共混凝胶强度，共混时要有一个合适的比例，才能达到不同分子间相互作用力最大，凝胶强度最大。如黄原胶与魔芋精粉的共混比例为4Q 0。共混凝胶强度还受制备温度+L2/的影响5%!U%06。在最佳制备温度时凝胶强度最大。黄原胶从有序态+螺旋结构/变到无序态+无规线团/的温度为转变温度万方数据!年第三期!#$%&(%)(#*%+(,-./0 12 3443食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技食品科技#$英国包装行业中文热近年来，中国的经济飞速发展，特别是加入%&以后，中国极具潜力的市场正引起越来越多国家的关注。拥有(多家会员的英国加工与包装机械协会（)*+）慧眼独具，号召英国厂商充分抓住中国加入%&的良机把中国定为其新世纪最重要的海外市场，目前在英国包装界掀起一股中文热。)*+大部分会员公司均安装了中文阅读系统；!$年$!月底)*+已在中国登记地方网站。在原网站：,-./0-12-34的“中国办事处”的标题下建立了网页子站并在此基础上注册了：,-./0-12/-15 及,-英国加工与包装机械-12/-15中文网址，并将于最近正式推出中文主页。首批!几家会员公司已经将自己的网站部分进行汉化并在)*+中文网页上做了链接，使广大国内客户、企业能更快速、有效地寻找到所需的加工与包装技术、设备及合作伙伴。更值得一提的是，有些单位的国际部甚至聘请了中国留学生专门从事与中国地区的联络工作，从而为与中国的进一步合作、交流打好基础。$666 年，)*+高瞻远瞩，在英国政府的鼎力支持与资助下，直接以协会名义于中国上海设立第一家海外代表处。由此开始了其旨在加强与促进同中国的合作与交流的“中国计划”。上海代表处的工作宗旨是：向国内介绍国外的先进加工与包装技术；向国外介绍中国的开放政策、技术需求与投资环境。自成立以来，它不断地扩大与中国各行业及政府部门的交流，促进国内客户同英国厂商的广泛交流，使)*+先进的机械与技术为更多中国企业、组织所认识。每年在上海举办的)7)+8 展览会上，)*+组织的英国馆规模连年第一。参展的英国公司大都对中国市场充满信心，其展出设备也受到广大中国客户的亲睐，每届展会都有较多的设备当场售出。中国加入%&之后，)*+所率领的英国公司将努力抓住机遇，积极开拓中国市场，为中英两国的共同发展作出贡献。9曹实录:9&/:。只有当&.;&/时，黄原胶中的无序分子即活化分子才逐渐增多，这种无序分子就可与其它多糖活化分子充分绞合在一起。若温度继续升高这种无序分子就不断增多，这两种多糖分子间相互作用凝胶强度明显增大，在一定的温度下达到协同相互作用的最大值。若继续升温，多糖发生部分降解，凝胶强度发生下降。可见黄原胶分子构象对共混凝胶化有着极为重要的作用。此外，盐离子浓度对凝胶强度也有影响。随着盐离子浓度增大，多糖之间凝胶化能力不断提高，其凝胶强度明显增大，分子间相互作用进一步增强，达到一定的浓度时，其凝胶强度最大，分子间相互作用达到最大值。若盐离子浓度再继续增大，凝胶强度反而有所降低。#黄原胶的开发前景黄原胶自$?麻建国，等-黄原胶对%乳状液稳定性的影响-食品与发酵工业，$66A，9$:：!B C(!?吉武科，李振平-黄原胶的应用与发展前景-中国食品添加剂，$66#，9#:：!A C(?麻建国-黄原胶体系的流变性及糖和盐对体系的影响-无锡轻工大学学报，$66D，9$:：$C A#?小田宗宏-E05FG05 H3/抗肿疡活性药理治疗，$6D，9$(:：!D?IJGKL04J M=M3N0,0O0 I=P0J3F50&=*2OKJ0,0 M，*2QRRSO H-I/35S OSJ.25JSJ F2 E05FG05 N3/I-&GS1G0O01FSOKJFK1J 2T IU/.G21UFS 01FKV0FK25WU E05FG05N3/=X3O Y I/053SR-$6D(=$(Z!B?MGK/00 8=3K403/8=0G0O0 8=_040/3F0&-+5FK2K0FKVS.O2.SOFKSJ 2T E05FG05 25 FGS+3F2KQ0FK25 2T J2UWS05 2KR K5 aU1R2SFOK5 X/3RJK25-Y+NQOK1 22 aGS/=$66!=#Z 6#A?李信，许雷，等-黄原胶的主要理化性能及其抗氧化特性的初步研究-生物技术通报，$66A，9#:：(C(AD?李信，许雷，等-黄原胶对小鼠免疫功能的影响-微生物学杂志，$666，9$:：$B C$D6?李信，许雷，等-黄原胶免疫活性的初步研究-中国兽医科技，$66D，9$!:：#!C#($?何东保，詹东风，等-魔芋精粉与黄原胶协同相互作用及其凝胶化的研究-高分子学报，$666，9#:：#B C#B#$?何东保，詹东风，等-黄原胶与槐豆胶相互作用及其凝胶性的研究-林业化学与工业，$66D，9$:：$!C$B$!?赵谋明，叶林，等-黄原胶与其它食品胶协同增效作用及其耐盐稳定性的研究，食品与发酵工业，$666，9!:：$C$#，$(?bG05 c=7K23F*Y=dO2,5JSU H Y=*2OOKJ e Y-E05FG05 f R213JF WS05 N3/K5FSO01FK25J 05 NSR0FQK25-a0OW2GUO0FS)2RU/SOJ=$66(=$Z(C D万方数据