食品工業(yè)中微生物多糖的應用

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摘要：微生物多糖可利用微生物發(fā)酵快速大量獲得，生產(chǎn)可控性強，不受地理、季節(jié)和收成的限制，且微生物多糖本身具有性能好、毒性低的特點，在食品工業(yè)中具有較好的經(jīng)濟效益和良好的市場前景。文章介紹了幾種微生物多糖的性能和其在食品工業(yè)中的應用。

關(guān)鍵詞：微生物多糖；食品工業(yè)；應用

微生物多糖是微生物產(chǎn)生的生物高聚物。最初這種在細菌莢膜中被提取出來的化學物質(zhì)受到了醫(yī)學屆的重視，并被制成疫苗。生物學進入分子時代后，有關(guān)微生物多糖對人體健康的影響機制的研究也非常多，科學家發(fā)現(xiàn)其與免疫、代謝、細胞分裂與分化、細胞凋亡等都有密切的關(guān)系。本世紀初，隨著基礎(chǔ)研究對工業(yè)的帶動作用，微生物多糖在食品工業(yè)中的用途研究也日益增多。微生物多糖可分為三大類：細胞壁多糖、胞內(nèi)及胞外多糖。其中胞外多糖在微生物代謝中產(chǎn)生量最大，和菌體分離容易，可利用深層發(fā)酵技術(shù)實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。微生物多糖在食品工業(yè)中的應用比較廣泛，可以用作抗凝劑、保鮮劑、增稠劑、穩(wěn)定劑、被膜劑、膨松劑等。微生物多糖的生產(chǎn)可控性強，不受地理、季節(jié)和收成的限制，有較強價格優(yōu)勢和發(fā)展前景。本文選取食品工業(yè)中常用的幾種微生物多糖進行介紹。

1黃原膠

黃原膠（Xanthangum），又名漢生膠，屬胞外多糖，在食品工業(yè)中應用較多。黃原膠是由野油菜黃單胞桿菌（Xanthomnascampestris）經(jīng)發(fā)酵工程生產(chǎn)出來的。黃原膠由μ-葡萄糖、μ-甘露糖、μ-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸聚合而成。1988年8月我國衛(wèi)生部批準了食品級黃原膠的衛(wèi)生標準，并將其列入食品添加劑的名單中[1]。黃原膠易溶于水，在冷水、熱水中分散性穩(wěn)定，在低濃度下能產(chǎn)生很高的粘度，增稠性良好，具有較高的假塑性、良好的穩(wěn)定性，也具有良好的分散和乳化作用。黃原膠在食品工業(yè)中可用作穩(wěn)定劑、乳化劑、懸浮劑、增稠劑等。它能改善半流質(zhì)食品及調(diào)味品的流變特征，保持食品質(zhì)地的均一性并改善口感；在乳飲料中，可充當乳化劑，提高懸浮體系均一化程度，防止油水分層，增進蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，滿足消費者對粘稠乳制品的感官需求；利用其抗氧化特性，用含有黃原膠的保鮮劑涂抹處理水果，可延長水果的貯藏時間；利用其穩(wěn)定性和保型性，在面點、糖果和糖果加工業(yè)，黃原膠可使產(chǎn)品獲得更長的保質(zhì)期和更濃郁的口感；利用其持水性和假塑性，在肉食品加工業(yè)，黃原膠可明顯提高火腿和香腸的持水性，并使產(chǎn)品具有誘人的色澤、口感和風味。

2結(jié)冷膠

結(jié)冷膠（Gellangum）是假單腦桿菌伊樂藻屬（Pseudomonaselodea）在有氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生的胞外多糖。1996年，我國正式批準結(jié)冷膠作為增稠劑、穩(wěn)定劑用于食品加工中[2]。目前市售結(jié)冷膠有兩種：一種是天然結(jié)冷膠，因其含有較多?；址Q為高?；Y(jié)冷膠；另一種是脫?；Y(jié)冷膠，是天然結(jié)冷膠在高溫堿性條件下脫除?；纬傻摹Ｆ渲忻擋；Y(jié)冷膠在食品工業(yè)中更為常用。結(jié)冷膠可溶于溫水，冷卻后可形成全透明、堅實的凝膠。有良好的熱穩(wěn)定性，和同類凝膠相比，添加結(jié)冷膠的制品在加工和儲藏時更不容易受溫度影響。結(jié)冷膠耐酸堿，制成的凝膠不隨pH變化而變化，在pH值3.5~8.0條件下性能穩(wěn)定。它可用于改進食品組織結(jié)構(gòu)、使食品具有良好的質(zhì)地和口感，增進液體營養(yǎng)品的物理穩(wěn)定性、提高食品烹調(diào)和貯藏中的持水能力。另外，結(jié)冷膠可與黃原膠、羧甲基纖維素鈉等復配使用，以進一步增進其穩(wěn)定性，在復配過程中結(jié)冷膠仍能保持良好的凝膠性能。目前結(jié)冷膠已大量應用于生產(chǎn)果凍、果醬、人造肉、人造蔬菜、布丁、果汁懸浮飲料、凝膠乳品等食品中。3短梗霉多糖短梗霉多糖（Pullulan）又稱普魯蘭多糖、普聚多糖或茁霉多糖。它是出芽短梗霉(Aureobasidiumpullulans)菌體分泌的一種粘性多糖。短梗霉多糖的結(jié)構(gòu)單元是三個葡萄糖通過彼此之間的α-1,4糖苷鍵連接形成的麥芽三糖，麥芽三糖之間又通過α-1,6糖苷鍵連接，如此通過眾多結(jié)構(gòu)單元的彼此連接形成高分子的短梗霉多糖。短梗霉多糖無色、無味，易溶于水，其水溶液呈中性，不溶于油脂、丙酮等有機溶劑。它是一種非還原性多糖，性質(zhì)穩(wěn)定，具有很好的成膜性、成纖維性、阻氧性、可塑性、無毒無害等理化性質(zhì)。因為人體內(nèi)沒有能水解α-1,6糖苷鍵的消化酶，所以短梗酶多糖可用于低熱量健康食品的生產(chǎn)，添加了短梗酶多糖的食品，可以做到外觀與一般產(chǎn)品相似，但因其不被人體吸收利用，所以熱量有所降低。另外，因其良好的成膜性、阻氧性且性質(zhì)穩(wěn)定，常被作為一種理想的食品包裝材料廣泛應用與食品保鮮工業(yè)，可用于糕點、海產(chǎn)品、蔬菜、水果、雞蛋的保鮮。但因短梗霉多糖易溶于水，抗?jié)裥暂^差，實際應用中，常與其它食品添加劑混合后使用。

4熱凝膠

熱凝膠（Curdlan）又稱凝膠多糖、凝結(jié)多糖，是一種不溶于水的微生物胞外多糖。它是由葡萄糖通過β-1,3糖苷鍵連接的直鏈多糖。因其在加熱條件下，能形成凝膠而命名為熱凝膠。根據(jù)是否會隨著加熱溫度升高而恢復為液態(tài)，即是否具有熱可逆性，可分為低固熱凝膠和高固熱凝膠。食品工業(yè)中常用的熱凝膠為高固熱凝膠，它結(jié)構(gòu)強度高富有彈性，無熱可逆性。1999年，我國把熱凝膠的發(fā)展作為食品添加劑開發(fā)的重點[3]。干燥的熱凝膠是一種流動性較好的白色或灰白色固體粉末。熱凝膠具有一定的抗凍融特性，在冷凍后解凍仍能保持良好的凝膠性質(zhì)，所以被添加到一些需要經(jīng)過冷凍處理的食品中。熱凝膠具有較好的持水性，可將其添加到火腿、漢堡中，因其能將食品中的水分子包容在自己獨特的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，從而鎖住水分，可以使火腿、漢堡等呈現(xiàn)柔嫩多汁的口感。與短梗霉多糖相似，人體中沒有相應的消化酶分解熱凝膠，因此熱凝膠同樣可以應用到生產(chǎn)低熱量食品中。熱凝膠有很好的成膜性，且所形成的膜不溶于水，所以可以作為一些液體料包的包裝袋，可食用，安全無毒。

5小結(jié)

微生物種類繁多，隨著科學研究的深入，未來必定會開發(fā)出更多成本低、周期短、安全健康、用途廣泛的微生物多糖。微生物多糖與化學合成多糖、植物多糖、動物多糖相比都有不可比擬的優(yōu)勢。未來微生物多糖在食品工業(yè)中的應用前景也會更加廣闊。

參考文獻

[1]杜風光,陳偉紅,閆德冉,等.我國黃原膠生產(chǎn)的現(xiàn)狀､存在問題及對策[J].食品科學,2001,22(10):97-99.

[2]劉志皋.食品添加劑手冊[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,1996.285.

[3]邱慧霞,趙謀明.一種新型微生物膠凝劑——凝結(jié)多糖[J].食品與發(fā)酵工業(yè),1998,24(6):66-69.

作者：王婷婷 單位：衡水學院生命科學系