黄原胶(Xanthan Gum)的特性、生产及应用
许多微生物都分泌胞外多糖，它们或附着在细胞表面，或以不定型粘质的形式存在于胞外介质中，这些胞外多糖对于生物体间信号传递、分子识别、保护己体免受攻击、构造舒适的体外环境等方面都发挥着重要的作用。这些分泌的多糖结构各异，其中一些有着优良的理化性质，已为人类广泛应用。对于仍不为人类所知的绝大多数多糖，人们试图通过相关的多糖结构问的相互比较，推断出构效关系，从而人为地主动修饰、构造多糖，以满足应用的需要。其中，黄原胶是人类研究最为透彻、商业化应用程度最高的一种。
1 黄原胶的结构
黄原胶(xanthan gum)是20世纪50年代美国农业部的北方研究室(Northern Re．gional Research Laboratories，NRRL)从野油菜黄单孢菌(Xanthomonas ampestris)NRRLB一1459发现了分泌的中性水溶性多糖，又称为汉生胶。黄原胶由五糖单位重复构成，如图1，主链与纤维素相同，即由以13—1，4糖苷键相连的葡萄糖构成，三个相连的单糖组成其侧链：甘露糖一葡萄糖一甘露糖。与主链相连的甘露糖通常由乙酰基修饰，侧链末端的甘露糖与丙酮酸发生缩醛反应从而被修饰，而中间的葡萄糖则被氧化为葡萄糖醛酸，分子量一般在2×10。～2×10 D之间。黄原胶除拥有规则的一级结构外，还拥有二级结构，经x一射线衍射和电子显微镜测定，黄原胶分子问靠氢键作用而形成规则的螺旋结构。双螺旋结构之间依靠微弱的作用力而形成网状立体结构，这是黄原胶的三级结构，它在水溶液中以液晶形式存在。
2 黄原胶的性质
黄原胶的外观为淡褐黄色粉末状固体，亲水性很强，没有任何的毒副作用，美国FDA于1969年批准可将其作为不限量的食品添加剂，1980年，欧洲经济共同体也批准将其作为食品乳化剂和稳定剂。由其二级结构决定，黄原胶具有很强的耐酸、碱、盐、热等特性。黄原胶最显著的特性是其控制液体流变性质的能力，它即便在低浓度时也可形成高粘度的、典型的非牛顿溶液，具有明显的假塑性(即随着剪切速率的增大，其表观粘度迅速降低)。溶液粘度的影响因素还包括溶质浓度、温度(既包括黄原胶的溶解温度，又包括测量时的溶液温度)、盐浓度、pH值等，现分别简述之。
2．1 温度的影响黄原胶溶液的粘度既受测量时溶液温度的影响，也受溶解温度的影响。如下图2a所示，像大多数溶液一样，(在同平剪切力下测定)黄原胶溶液的粘度随溶液的温度(T )的升高而降低，且此变化过程在10"C～80T：完全可逆。
由于黄原胶在其水溶液中存在两种构象：螺旋型和不定型。随溶解时的温度(To)升高从螺旋型向不定型转变，改变了其聚合物的胶连方式和程度，从而使溶液粘度发生改变。粘度随T 改变的曲线如图2-b所示。此变化曲线折为三段，低于40℃时随To增加粘度减小，在40℃～60℃时，粘度随To升高而增大，当To大于60℃时，粘度随T 的变化趋势又变为随温度升高而减小。
2．2 盐浓度的影响盐浓度对黄原胶溶液的粘度有一定影响。在浓度较低时，少量盐的加入可使粘度略微下降，这主要是由分子间电荷力的降低造成的；在黄原胶浓度较高时，加入大量的盐可使溶液粘度增加，这可能是由于增加了分子问的胶连程度；而当盐浓度超过0．1％(W／V)时，盐浓度对溶液粘度没有影响。多价金属盐在不同pH值范围内可与黄原胶形成凝胶，如钙、镁盐形成凝胶的pH值为1 1～13，三价金属盐在较低pH值时即可形成凝胶或沉淀。
2．3 pH值影响相比较而言，黄原胶溶液的粘度受pH值影响很小。pH>9时，侧链上的乙酰基脱掉，在pH<3时，丙酮酸和乙酰基开始脱掉。据研究者者指出，脱除丙酮酸和乙酰基后的黄原胶与野生型的黄原胶对溶液的粘度影响几乎相同。
2．4 剪切力的影响黄原胶溶液有着突出的假塑性，溶液粘度随剪切力的改变而变化，且该变化在很大的程度上可逆。许多研究者都对黄原胶溶液的粘度随剪切力的变化模型提出了方程。用Ostwald de Wale方程解释模型，得到：=K7 。其中是表观粘度，是剪切率，K是恒定系数(即在剪切率为1S 时的粘度数值)，n是流体系数，对假塑性流体而言，n<1 。另外，还有人提出用Casson模型来描述这一特性：T =T。+K 。与前一个方程相比，这一方程考虑了最初的剪切力。另外的一个参数K 是Casson常数，是剪切力，是表观粘度。在剪切速率在0．39～79．2 S 间时，这两个方程与实验数据都可很好的吻合，在超出此范围时则需查相关文献来重新确定方程。
2．5 黄原胶浓度的影响随着黄原胶在溶液中浓度的增大，其分子间作用及胶联程度增加，从而使粘度增加，但不完全成比例J
(图3)。
2．6 同促作用黄原胶的另外一个显著的特征是其与半乳甘露聚糖的同促作用，如槐豆胶(Locust bean gum)、瓜尔胶(Guar gum)等。即当黄原胶与半乳甘露聚糖混合时，其t昆合物粘度较之其中任何一种单独存在时，粘度都明显增加。。，如图4所示。混合溶液的粘度与这两种溶质的构象相关，前已述及，黄原胶在溶液中的构象依溶解温度而定。当黄原胶在较低温度(<40℃)溶解时，呈规则的螺旋构象，与不规则构象相比，与半乳甘露聚糖间的胶连作用更强。而半乳甘露聚糖溶液的性质同样也受溶解温度的影响，该聚糖主链由甘露糖连接而成，上面连有单糖分子的半乳糖构成侧链，侧链在主链上的分布并不均匀，没有侧链区域称为光滑区(smooth regions)，侧链分布均匀的区域称为毛发区(hairy regions)，毛发区与黄原胶的作用很小。但光滑区部分仅在80℃左右溶解¨，因此，欲得到较强同促作用的黄原胶与半乳糖苷聚糖的混合物，应使黄原胶在较低温度下(<40℃溶解，使半乳糖在较高温度下(80℃左右)溶解，然后将两者混和。
黄原胶与各种酸碱都有很好的相溶性，且o．1 1．0，．10性质稳定，还可与甲醇、乙醇、异丙醇以及丙酮互溶，但溶剂超过50％～60％时则可引发沉淀，黄原胶不溶于多数有机溶剂，但在25度可溶于甲醛，在65℃下可溶于甘油和乙二醇。
近年来又相继报道了由野油菜黄单孢菌的突变菌株分泌由重复的四糖单位(侧链由二糖构成，图5a)和三糖单位(侧链为单糖，图5b)组成的黄原胶，见如5，与野生型黄原胶相比，由重复的四糖单位组成的聚糖(图5a)使溶液粘度增加的作用很弱，因而不宜用于增稠剂；而由重复的三糖单位(图5b)组成的聚糖在相同质量下使溶液粘度增大的能力要大于野生型黄原胶¨。
3 黄原胶的生产
黄原胶的生产工艺经过半个世纪的发展精琢，现已较为成熟。底物转化率达60％～70％，以至国外的一些杂志称其为“基准产品”，将其他发酵产品的产率与之对比定位。
分泌黄原胶的菌株——野油菜黄单孢菌是甘蓝、紫花苜蓿等一大批植物的致病菌株，直杆状，宽0．4 m～0．7 tzm，有单个鞭毛，可移动，革兰氏阴性，好氧。
图6是黄原胶生产工艺简图，黄原胶的生产受到培养基组成、培养有条件(温度，pH值，溶氧量等)、反应器类型、操作方式(连续式或间歇式)等多方面因素的影响。
常用的培养基是YM培养基以及YM-T培养基，两种培养基得到的产量相似，但应用YM．T培养基的生长曲线有明显的二次生长现象。菌株可在25％～30％下生长，最适的发酵温度为28~C，已有研究者提出具体的温度与生长速率关系的方程。
由于分泌出的黄原胶包裹在细胞的周围，妨碍了营养物质的运输，影响了菌种的生长，因此，接种阶段时除应增加细胞的浓度外，还应尽量降低黄原胶的产量，这样就需多步接种(每步接种时间必须控制在7 h以下，以免黄原胶生成)，
接种体积一般为反应器中料液体积的5％～10％，接种的次数应随发酵液体积增大而增多。
发酵液中的成分配比也是影响产量的重要因素。碳源(一般为葡萄糖或蔗糖)的最佳浓度为2％～4％，过大或过小都会降低黄原胶的产量；氮源的形式既可以是有机化合物，也可以为无机化合物。根据经验，较为理想的成分配比为：蔗糖(40 g／L)，柠檬酸(2．1 g／L)，NH4NO3(1．144 g／L)，KI-I2PO4(2．866 g／L)，MgC12(0．507 g／L)，Na SO4(89 mg／L)，H3BO3(6 mg／L)，ZnO (6 mg／L)，FeC13·6H2O (20 mg／L)，CaCO (20 mg／L)，浓
HC1(0．13 ml／L)，通过添加氢氧化钠而将pH值调为7．0。
发酵温度不仅影响黄原胶的产率，还能改变产品的结构组成。研究指出，较高的温度可提高黄原胶的产量，但降低了产品中丙酮酸的含量，因此，如需提高黄原胶产量，应选择温度在31℃～33％，而要增加丙酮酸含量就应选择温度范围在27℃～31℃。
pH范围在中性时最适于黄原胶的生产，随着产品的产出，酸性基团增多，pH值降至5左右。研究表明控制反应中的pH值对菌体生长有利，但对黄原胶的生产没有显著影响¨。
反应器的类型及通氧速率、搅拌速率等都有相应的经验数据，须根据具体条件而定。可参考如下数据：搅拌速率在200～300 r／min，空气流速为1 L／L·min。除上述传统发酵的生产方法外，还有研究者已发现了合成、装配黄原胶所需的数种酶，并克隆出相关基因，(12个基因的联合作用) ，选择出适当的载体，虽然目前此法的成本较高，但相信经过工艺的改进，可为进一步降低成本及控制产品的结构提供可能。
4 黄原胶的提取
相比较而言，从发酵液中回收产品的成本较高。一般的，最终发酵液中的组分为：黄原胶：10～30 L，细胞：1～10 g／L，残余营养物质3～10 L，以及其他代谢物。由于高浓度的黄原胶的存在，溶液浓度很大，从而增加了提取操作的困难，因此，宜先做稀释处理。
提取的主要步骤：细胞的沉淀，黄原胶的沉淀、脱水、干燥、研磨。目前有多种方法可灭活发酵液中的菌体。酶法成本较高；化学试剂容易改变pH值，而降低产品中的丙酮酸含量；因此一般采取巴氏灭菌法，此法由于温度较高还可提高黄原胶的溶解度，并在一定程度上降低了溶液的粘度，利于随后的离心或过滤。但要注意温度不能过高，使其发生降解，一般维持在80℃～130~C，加热10～20 rain，pH值控制在6．3～6．9。过滤前需要稀释，稀释剂一般为水、酒精或含低浓度盐的酒精，下面将可以看到由酒精作为稀释剂会对后面的工艺有所帮助。沉淀黄原胶的方法有加盐、加入可溶于水的有机溶剂(如乙醇、异丙基乙醇
加入有机溶剂不仅可降低溶液粘度和增加黄原胶的溶解度，还可洗脱杂质(如盐、细胞、有色组分等)，但单独加有机试剂所需量太大，成本过高。如要全部沉淀每体积发酵液中的黄原胶，需三倍体积的丙酮或IPG，六倍体积的乙醇。加入盐离子可降低黄原胶的极性从而降低其水溶性，且加入盐的离子强度越高效果越明显，如Ca ，A1“等，加入Na 则不会引起沉淀。因而，加入含低盐浓度的有机试剂是目前较为通用的方法¨，如加人1 g／L的NaC1可使乙醇的使用量减半；加入二价离子虽可使有机试剂的使用量更小，但使得产物——黄原胶盐——的溶解度降低，因此一般不采用。
图7a及图7b分别为黄原胶溶液加入无盐的有机溶剂以及含不同量的NaC1的IPG的沉淀曲线。
1997年曾有人报道用超滤法来提取黄原胶，但未得到广泛应用¨。
5 黄原胶的降解
驱使人们研究黄原胶降解途径动力主要有3个：
(1)工业应用上的方便。黄原胶超乎寻常的稳定性本身也是一把双刃剑：一方面，它大大地增加了其应用普及度；另一方面，它也产生了一些问题。比如在采油业中，由于使用黄原胶而增加了溶液的粘度，从而大大增加了后续工艺如油料运输及产品纯化的成本。唯有可方便地将其降解才可使得对黄原胶的应用做到“进可攻，退可守”。
(2)关于其构效关系的信息。将侧链上的单糖逐个剥离，研究其性质，并与野生型相比较，从而可得到关于功能的关键组成位点的信息。
(3)可能拥有特殊生物活性的寡糖产品。由于寡糖在无毒害、抗病毒、抑菌、利于肠道双岐杆菌增殖、植物诱抗、提高免疫力¨一等方面有着神奇的功效，因而造就了目前寡糖工程在国际上竞相研究、炙手可热的局面。由植物致病菌分泌的黄原胶所降解的寡糖是否也拥有某种生物活性的疑问也激起了人们强烈的兴趣。
尽管黄原胶的主链与纤维素相同，但由于规则的螺旋结构的保护，以及侧链所产生的位阻，使得一般的蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶等都很难将其降解。多糖的降解，通常可用酸(如盐酸、次氯酸)或强氧化剂(如过硼酸钠、过硫酸铵)，尽管这在实验室效果不错，但在实际应用中，存在环境问题的同时，效果也不理想。
1980年，M、Rinaudo等人第一次报道用一种纤维素酶对处于不规则构象的黄原胶主链进行随机降解，然而，对于一般规则的螺旋构象的黄原胶而言，该酶几乎没有降解作用。随后，1981年，Cripps等人的研究小组发现了一种能以黄原胶为唯一碳源生长的土壤棒状杆菌，命名为NCIB11535。用薄层层析分析其降解产品，降解产物有9种，而对于脱乙酰的黄原胶而言，降解产物只有四种，分别是甘露糖，甘露糖与丙酮酸的缩酮产物，以及两种寡糖产品(专利
WO0030393)。
很多情况下，黄原胶降解酶工作的环境非常恶劣，如高温、高盐等，因此对酶的要求也相当苛刻。1982年，M．C．Cadmus发现了一种耐盐的黄原胶降解酶(专利US4410625)，此酶可在NaC1浓度在4～10％，48℃时仍保持一定的活性。此后陆续发现了数种降解酶，如专利：US4690891，US4996153，US61 10875，WO9839379等。
6 黄原胶的应用
黄原胶由于其独特的性质，因而在食品、石油、医药、日用化工等十几个领域有着极其广泛的应用，其商品化程度之高，应用范围之广，令其他任何一种微生物多糖都望尘莫及。
(1)食品方面：许多食品中都添加黄原胶作为稳定剂、乳化剂、悬浮剂、增稠剂和加工辅助剂。黄原胶可控制产品的流变性、结构、风味及外观形态，其假塑性又可保证良好的口感，因此被广泛应用于色拉调料、面包、奶制品、冷冻食品、饮料、调味品、酿造、糖果、糕点、汤料和罐头食品中。近年来，较发达国家的人们往往担心食品中的热值过高而使自己发胖，黄原胶由于其不可被人体直接降解而打消了人们的这一顾虑。此外，据1985年日本的报道，对十一种食品添加剂进行对比测试，黄原胶是其中最为有效的抗癌剂。
(2)Et用化工方面：黄原胶分子中含有大量的亲水基团，是一种良好的表面活性物质，并具有抗氧化、防止皮肤衰老等功效，因此，几乎绝大多数高档化妆品中都将黄原胶作为其主要功能成分。此外，黄原胶还可作为牙膏的成分实质增稠定型，降低牙齿表面磨损。
(3)医学方面：黄原胶是目前国际上炙手可热的微胶囊药物囊材中的功能组分，在控制药物缓释方面发挥重要作用；由于其自身的强亲水性和保水性，还有许多具体医疗操作方面的应用，如可形成致密水膜，从而避免皮肤感染；减轻病人放射治疗后的口渴等。此外，李信、许雷曾撰文指出，黄原胶本身对小鼠的体液免疫功能具有明显的增强作用¨。
(4)工农业方面的应用：在石油工业中，由于其强假塑性，低浓度的黄原胶(0．5％)水溶液就可保持钻井液的粘度并控制其流变性能，因而在高速转动的钻头部位粘度极小，节省了动力；而在相对静止的钻孔部位却保持高粘度，从而防止井壁坍塌。并且由于其优良的抗盐性和耐热性，因而广泛应用于海洋、高盐层区等特殊环境下的钻井，并可用作采油驱油剂，减少死油区，提高采油率。
人们对黄原胶的发现以及随后对其结构功能进行的大量研究，触发了人类对微生物多糖优良的性质的强烈好奇，引发了发酵史上不小的轰动。迄今半个世纪已过，人们依然没有降低对黄原胶的研究热情(据估计，全世界对黄原胶的需求量每年以7％～8％的速度增长，仅从世界石油组织分析结果显示，近期世界石油行业钻井和3次采油方面需要黄原胶将达90万吨／年～100万吨／年)，相信随着研究的进一步深入以及生产工艺的进一步改进，黄原胶应用潜力仍然很大。
卡拉胶的交互作用特性及其在食品工业中的应用 刘 芳,沈光林,彭志英 (华南理工大学食品与生物工程学院,广东广州 510640) 摘 要 对卡拉胶与电解质、食品胶和蛋白质等之间的交互作用特性进行了研究,同时对卡拉胶在食品工业中的研究进展进行了综述。关键词 卡拉胶;交互作用;应用 Abstract This paper rev iew s the interaction characteristics between Carrageenan and electrolyte,others food g els and protein.T he main applications and research advances of Carrag eenan in food industry are also intro duced in details here in order to provide references for making better use of Carrageenan.Key words carrageenan;interaction characteristics;application * 收稿日期:2000-06-18;修订日期:2000-06-28. 作者简介:刘芳(1971年生),女,云南宣威人,博士研究生,主攻食品生物技术. 0 前 言 食品胶是现代食品工业中不可缺少的食品添加剂,其主要来源有海藻、植物、动物和微生物。在食品加工中,食品胶在增稠、乳化稳定、凝胶、保水、组织结构和结晶控制、成膜等方面起着极为重要的作用。 卡拉胶是一类从红藻中提取出来的水溶性多糖,始于爱尔兰。在20世纪50年代,美国化学学会将它正式命名为Carrageenan 。20世纪60年代Rees 等人[1,2]对卡拉胶的组成和结构进行了深入的研究,证实卡拉胶是由1,3- -D-吡喃半乳糖和1,4- -D-吡喃半乳糖作为基本骨架交替连接而成的线性多糖。根据半酯式硫酸基在半乳糖上连接的位置不同,可分为7种类型,分别用希腊字母 -、!-、?-、#-、?-、%-、&-来表示,目前在工业上生产和使用的卡拉胶主要为 -、?-和?-卡拉胶3种,其分子结构见图1。 图1 3种主要卡拉胶的结构式 卡拉胶的反应活性主要来自半乳糖残基上带有的 半酯式硫酸基(ROSO 3- ),它具有较强的阴离子活性,是一种典型的阴离子多糖。商品化卡拉胶的相对分子质量随着所用原料和生产工艺的不同而有显著性的差异,一般的相对分子质量在105~106之间[3],卡拉胶的相对分子质量对其性能和用途有显著的影响。 卡拉胶性能优良,表现出优异的凝胶特性和流变特性,同时与其它食品胶具有广泛的配伍性和协同增效作用,与蛋白质具有强烈的交互作用和乳化稳定作用。因此,卡拉胶在食品、医药、日化及其它科研领域有着极为重要的应用。虽然卡拉胶的生产历史比琼胶短,但目前卡拉胶的年产量已突破2.5万t,超过琼胶产量1倍多。目前卡拉胶的市场需求量每年仍以5%~10%的速度递增[4]。 1 电解质对卡拉胶流变特性的影响 各种电解质一方面中和了卡拉胶半酯式硫酸基的负电荷,降低了卡拉胶与电解质的相互作用力,减小了大分子的伸展性;另一方面加入的电解质降低了大分子的亲水性,使水化层变薄,导致水溶液的粘度下降,其中磷酸氢二钾和磷酸氢钙对水溶液的影响最大。 添加钾盐、铵盐、钙盐可大幅度提高卡拉胶的凝胶强度,而钠盐对该溶液的影响较小,只有高浓度的氯化钠和碳酸钠才能使卡拉胶的凝胶强度有一定程度的提高,而一些具有螯合作用的钠盐,如焦磷酸钠、六偏磷酸钠会螯合卡拉胶中的一些多价阳离子而降低卡拉胶的 食品添加剂冷饮与速冻食品工业2000(4)
水溶性优良增稠剂-黄原胶 黄原胶是一种微生物多糖，亦称黄单胞多糖，也称汉生胶。黄原胶是国际上新近发展起来的一种新型发酵产品。英文名称为Xanthan Gum商品名有Kelzan（工业级，美国）、Keltrol （食品级，美国）、Xc-Polymer（石油用）等。黄原胶是以淀粉为主要原料，经微生物发酵及一系列生化过程，最终得到的一种生物高聚物。其主要成分为葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸等。分子量达数百万。它具有突出的高粘性和水溶性，独特的流变学特性，优良的温度稳定性和PH稳定性，令人满意的兼容性。 1. 黄原胶的结构 黄原胶分子由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸构成的“五糖重复单元”结构聚合体，分子量在2×106～20×106之间[2]，所含乙酸和丙酮酸的比例取决于菌株和后发酵条件。黄原胶聚合物骨架结构类似于纤维素，但是黄原胶的独特性质在于每隔一个单元上存在的由甘露糖醋酸盐、终端甘露糖单元以及两者之间的一个葡萄糖醛酸盐组成的三糖侧链。侧链上的葡萄糖醛酸和丙酮酸群赋予了黄原胶负电荷。带负电荷的侧链之间以及侧链与聚合物骨架之间的相互作用决定了黄原胶溶液的优良性质。黄原胶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极性共价键结合形成的螺旋复合体。 在低离子强度或高温溶液中，由于带负电荷侧链间的彼此相互排斥作用，黄原胶链形成一种盘旋结构。然而即使电解质浓度的少量增加也会减少侧链间的静电排斥，使得侧链和氢键盘绕在聚合物骨架上，聚合物链伸展成为相对僵硬的螺旋状杆。随着电解质浓度的增加，这种杆状结构在高温和高浓度的状态下也能稳定存在。在离子强度高于0.15mol/L 时，此结构可维持至100℃而不受影响。 一般水溶性聚合物骨架被化学药品或酶攻击、切断后，会丧失其增稠能力。而在黄原胶溶液中，聚合物骨架周围缠绕的侧链使它免于被攻击，所以黄原胶对化学药品和酶攻击的降解具有良好的抵抗性。 2.黄原胶的性能 黄原胶是一种类白色或浅黄色的粉末,是目前国际上集增稠、悬浮、乳化、稳定于一体,性能较为优越的生物胶[3]。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[4]。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更多的官能团，在特定条件下会显示独特性能。它在水溶液中呈多聚阴离子且构象是多样的，不同条件下表现出不同的特性,具有独特的理化性质。具体表现为： 2.1 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结构的特点而经常被使用于食品或其它产品，以提高O/W乳状液的稳定性。但麻建国[5]等的研究发现，只有黄原胶的添加量达到一定量后，才能得到预定的稳定作用。在黄原胶质量分数小于0.001％时，试验体系的稳定性变化不大；质量分数在0.01～0.02％时样品底部富水层出现，但体系无明显分层；质量分数大于0.02％时，乳状液很快分层。只有当质量分数超过0.25％时，黄原胶才能起到提高体系稳定性的作用。 2.2 水溶性 黄原胶在水中能快速溶解，有很好的水溶性。特别是在冷水中也能溶解，可省去繁杂的加热过程，使用方便。 2.3 流变性
卡拉胶复配小知识标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
卡拉胶复配小知识 卡拉胶和槐豆胶，黄原胶和槐豆胶，黄蓍胶和海藻酸钠，黄蓍胶和黄原胶都有相互增效的协同效应，这种增效效应的共同特点是：混合溶液经过一定时间后，体系的黏度大于体系中各组分黏度的总和，或者在形成凝胶之后成为高强度的凝胶。下面就各种常见的胶之间的协同效应分别做简单论述。 1．卡拉胶与其他胶体的复配性能 κ－型卡拉胶所形成的强而脆的凝胶，其收缩脱水性在许多应用中会带来不利。但当与其他胶结合后所引起的组织结构的变化，使之具有很多实用价值，尤其在食品方面，当κ－型卡拉胶加入槐豆胶后其弹性和刚性因之提高，并随着槐豆胶浓度的增加，其内聚力也相应增强。当两种胶的比例达1∶1时，凝胶的破裂强度可相当高，因而产生相当好的可口性。从感官的角度来看，槐豆胶可使κ－型卡拉胶凝胶的脆度下降而弹性提高，使之接近于明胶凝胶体的组织结构，但如槐豆胶的比例过高，凝胶体会愈益胶稠。 在卡拉胶和槐豆胶体系中，卡拉胶是以具有半醋化硫酸酯的半乳糖残基为主链的高分子多糖。槐豆胶是以甘露糖残基组成主链，平均每四个甘露糖残基就置换一个半乳糖残基，其大分子链中无侧链区与卡拉胶之间有较强的键和作用。在槐豆胶和卡拉胶形成的凝胶体系中，卡拉胶的双螺管结构与槐豆胶的无侧链区之间的强键合作用，使生成的凝胶具有更高的强度。而另一种与槐豆胶结构相似，但侧链平均数增加一倍的瓜尔胶，正因为其侧链太密而不具有这么明显的增稠效应。 酰胺化低酯果胶对κ－型卡拉胶的形成没有显着的影响，但由于它具有良好的持水性，酰胺化低酯果胶可降低κ－型卡拉胶的使用浓度，并使凝胶柔软可口。但如增加槐豆胶的复合量，可增加其凝胶的内聚力。采用酰胺化低酯果胶的另一长处是可使凝胶有很好的风味释放能力。但这种果胶的不利因素是可使之呈浑浊状，即由酰胺化低酯果胶配合制成的凝胶甜食，不能像由单纯卡拉胶所制得者那样透明 黄原胶对κ－型卡拉胶有类似的影响，即可形成较柔软、更有弹性和内聚力的凝胶。此外，黄原胶能像κ－型卡拉胶那样降低失水收缩作用，κ－型卡拉胶与魔芋粉配合时，可获得有弹性的、对热可逆的凝胶。魔芋粉可全部或部分取代槐豆胶，而获得卡拉胶与槐豆胶混合体所具有的凝胶结构。瓜尔豆胶不能左右κ－型卡拉胶的收缩析水作用。由于瓜尔豆胶含有两倍量的半乳糖，且未被取代的区域的长度远短于槐豆胶。这就解释了为什么卡拉胶与槐豆胶有良好的共伍作用使用而与瓜尔豆胶无明显共伍作用。); 2．槐豆胶与其他胶体的复配性能 槐豆胶本身无法形成凝胶，由于在槐豆胶的构架上有相对较多的未被取代的甘露糖基，因此与黄原胶等其他胶的相互作用比瓜尔豆胶更为明显。槐豆胶与这些聚合物在溶液中形成复合体而得以形成或加强凝胶作用。槐豆胶与黄原胶、琼脂和卡拉胶、有相互增效作用牞槐豆胶与琼脂、卡拉胶和黄原胶之间的相互作用在商品中具有重要的价值。槐豆胶非常显着的特性就是与黄原胶的协效增稠性和协效凝胶性，可按一定比例同黄原胶复配成为复合食品添加剂后即能成为理想的增稠剂和凝胶剂。最重要是它与琼脂、卡拉胶和黄原胶等亲水胶体有良好的凝胶协同效应，可使复合后的用量水平很低并能改善凝胶组织结构。有学者研究发现，当黄原胶与槐豆胶在总浓度为1％，共混比例为60／40时，它们之间可以达到协同相互作用的最佳效果。同时还发现这种相互协同作用的强弱除了两者的共混比例外，还与槐豆胶的M／G（甘露糖与半乳糖之比）比值有关，此外凝胶的制备温度和盐离子浓度等因素对共混凝胶化也有不同程度的影响据研究槐豆胶与琼胶之间也有较强的协同增效作用，在最适比例下可使槐豆胶的凝胶强度提高16．0％以上。槐豆胶与黄原胶、琼脂和卡拉胶的这种协同增效性能，在食品加工中有很大的使用价值。槐豆胶与其他天然胶产生协同效
卡拉胶特性 特性, 卡拉胶 卡拉胶(Carrageenan)最初起源于爱尔兰南部的卡拉根郡。18世纪开始工业化生产。目前主要的原料为红藻类海藻如麒麟菜及角叉藻、杉藻等。依其半乳糖残基上硫酸脂基团的不同,分为κ-型、ι-型、λ-型。 由硫酸基化的或非硫酸基化的半乳糖和3，6-脱水半乳糖 通过α-1，3糖苷键和β-1，4键交替连接而成， 在1，3连接的D半乳糖单位C4上带有1个硫酸基。 分子量为20万以上。 胶体化学特性 ● 溶解性：不溶于冷水,但可溶胀成胶块状,不溶于有机溶剂，易溶于热水成半透明的胶体溶液.(在70℃以上热水中溶解速度提高； ● 胶凝性：在钾离子存在下能生成热可逆凝胶； ● 增稠性：浓度低时形成低粘度的溶胶,接近牛顿流体，浓度升高形成高粘度溶胶，则呈非牛顿流体。 ● 协同性：与刺槐豆胶、魔芋胶、黄原胶等胶体产生协同作用，能提高凝胶的弹性和保水性； ● 健康价值：卡拉胶具有可溶性膳食纤维的基本特性，在体内降解后的卡拉胶能与血纤维蛋白形成可溶性的络合物。可被大肠细菌酵解成CO2、H2、沼气及甲酸、乙酸、丙酸等短链脂肪酸，成为益生菌的能量源。 在食品中的应用 冰淇淋(雪糕)：预防乳清分离、延缓溶化。甜果冻、羊羹：胶凝剂。 巧克力牛奶：悬浮，增加质感。果汁饮料：使细小果肉粒均匀，悬浮，增加口感。 胶脂牛乳：滑润，增加质感。软糖：优良胶凝剂。 炼乳：乳化稳定。面包：增加保水能力，延缓变硬 加工干酪：防止脱液收缩。馅饼：糊状效应，增加质感。 婴儿奶粉：防止脱脂和乳浆分离。调味品：悬浮剂，赋形剂，带来亮泽感觉。 牛奶布丁：胶凝剂，增加质感。罐装食品：胶凝，稳定脂肪。 冷冻发泡糕点：防止脂肪分离和脱液收缩现象，不易变形。肉食品：肪止脱液收缩，粘结剂。 奶昔：悬浮，增加质感。啤酒工业：澄清剂，稳定剂。 酸化乳品：增加质感，滑腻牙膏：粘结 卡拉胶（也称鹿角菜胶或鹿角藻胶）是从红藻中提起的天然多糖植物胶，广泛应用于食品工业、化学工业及生化、医学研究等领域中。卡拉胶具有形成亲水胶体，凝胶、增稠、
第20章增稠剂（Thickening agents） 20.1 概述 20.1.1 食品增稠剂的定义 食品增稠剂通常指能溶解于水中，并在一定条件下充分水化形成黏稠、滑腻溶液的大分子物质，又称食品胶。它是在食品工业中有广泛用途的一类重要的食品添加剂，被用于充当胶凝剂，增稠剂，乳化剂，成膜剂，泡沫稳定剂，润滑剂等。增稠剂在食品中添加量通常为千分之几，但却能有效地改善食品的品质和性能。其化学成分除明胶、酪朊酸钠等为蛋白质外，其它大多是天然多糖及其衍生物，广泛分布于自然界。 20.1.2食品增稠剂的分类 迄今世界上用于食品工业的食品增稠剂已有40余种，根据其来源，可分为五大类。 （1）由海藻制取的增稠剂海藻胶是从海藻中提取的一类食品胶，.地球上各海域水温变化及盐含量不同。海洋中藻品种多达15000多种，分为红藻、褐藻、蓝藻和绿藻四大类。重要的商品海藻胶主要来自褐藻。不同的海藻品种所含的亲水胶体其结构，成分各不相同，功能、性质及用途也不尽相同。 （2）由植物种子、植物溶出液制取的增稠剂由植物及其种子制取的增稠剂，在许多情况下，其中的水溶性多糖类似于植物受到刺激后的渗出液。它们是经过精细的专门技术而制得的，包括选择、种植和布局。种子收集和处理都具有一套科学方法。正如动植物渗出液一样，这样增稠剂都是多糖酸的盐。其分子结构复杂，常用的这类增稠剂有瓜尔胶、卡拉胶、海藻胶等。 （3）由微生物代谢生成的增稠剂真菌或细菌与淀粉类物质作用产生的另一类用途广泛的食品增稠剂，如黄原胶等，这是将淀粉全部分解成单糖，紧接着这些单糖又发生缩聚反应再缩合成新的分子。这种新分子的大分子链具有以下的特点：每一个葡萄糖残基除了四个碳原子仍保留原有的结构之外，部分或全部地发生羧基部位的部分氧化，大分子或链的交联，羟基上的氧原子被新的化学基取代等反应。由不同植物表皮损伤的渗出液制得的增稠剂的功能是人工合成产品所达不到的，其成分是一种由葡萄糖和其他单糖缩合的多糖衍生物，在它们的多羟基分子中，穿插一定数量对其性质有一定影响的氧化基团，这些氧化基团，在许多情况下，羟基占很大的比例。这些羟基常以钙、镁或钾盐的形式存在，而不以自由羟基的形式存在。阿拉伯胶、黄原胶均属于此类增稠剂。 （4）由动物性原料制取的增稠剂这类增稠剂是从动物的皮、骨、筋、乳等提取的。其主要成分是蛋白质。品种有明胶、酪蛋白等。 （5）以纤维素、淀粉等天然物质制成的糖类衍生物这类增稠剂按其加工工艺可以分为两类：以纤维素、淀粉等为原料，在酸、碱、盐等化学原料作用下经过水解、缩合、化学修饰等工艺制得。其代表的品种有羧甲基纤维素钠、变性淀粉、藻酸丙二醇酯等。 20.2 海藻胶 由于海藻胶在增稠性、稳定性、胶凝性、保形性、薄膜成形性等方面具有显著的优点，加上其独特的保健功能，使之在食品工业中得到了广泛的应用，成为产销量最大的增稠剂之一。本节重点介绍海藻酸及其盐、琼脂、卡拉胶的组成结构、理化性质及其在食品工业中的应用。 20.2.1海藻酸钠(Sodium Algimate ) 别名：褐藻酸钠、藻胶。化学结构：海藻酸和海藻酸盐是直链糖醛酸聚糖。由两种分子
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卡拉胶复配小知识 卡拉胶和槐豆胶，黄原胶和槐豆胶，黄蓍胶和海藻酸钠，黄蓍胶和黄原胶都有相互增效的协同效应，这种增效效应的共同特点是：混合溶液经过一定时间后，体系的黏度大于体系中各组分黏度的总和，或者在形成凝胶之后成为高强度的凝胶。下面就各种常见的胶之间的协同效应分别做简单论述。 1．卡拉胶与其他胶体的复配性能 κ－型卡拉胶所形成的强而脆的凝胶，其收缩脱水性在许多应用中会带来不利。但当与其他胶结合后所引起的组织结构的变化，使之具有很多实用价值，尤其在食品方面，当κ－型卡拉胶加入槐豆胶后其弹性和刚性因之提高，并随着槐豆胶浓度的增加，其内聚力也相应增强。当两种胶的比例达1∶1时，凝胶的破裂强度可相当高，因而产生相当好的可口性。从感官的角度来看，槐豆胶可使κ－型卡拉胶凝胶的脆度下降而弹性提高，使之接近于明胶凝胶体的组织结构，但如槐豆胶的比例过高，凝胶体会愈益胶稠。 在卡拉胶和槐豆胶体系中，卡拉胶是以具有半醋化硫酸酯的半乳糖残基为主链的高分子多糖。槐豆胶是以甘露糖残基组成主链，平均每四个甘露糖残基就置换一个半乳糖残基，其大分子链中无侧链区与卡拉胶之间有较强的键和作用。在槐豆胶和卡拉胶形成的凝胶体系中，卡拉胶的双螺管结构与槐豆胶的无侧链区之间的强键合作用，使生成的凝胶具有更高的强度。而另一种与槐豆胶结构相似，但侧链平均数增加一倍的瓜尔胶，正因为其侧链太密而不具有这么明显的增稠效应。 酰胺化低酯果胶对κ－型卡拉胶的形成没有显着的影响，但由于它具有良好的持水性，酰胺化低酯果胶可降低κ－型卡拉胶的使用浓度，并使凝胶柔软可口。但如增加槐豆胶的复合量，可增加其凝胶的内聚力。采用酰胺化低酯果胶的另一长处是可使凝胶有很好的风味释放能力。但这种果胶的不利因素是可使之呈浑浊状，即由酰胺化低酯果胶配合制成的凝胶甜食，不能像由单纯卡拉胶所制得者那样透明 黄原胶对κ－型卡拉胶有类似的影响，即可形成较柔软、更有弹性和内聚力的凝胶。此外，黄原胶能像κ－型卡拉胶那样降低失水收缩作用，κ－型卡拉胶与魔芋粉配合时，可获得有弹性的、对热可逆的凝胶。魔芋粉可全部或部分取代槐豆胶，而获得卡拉胶与槐豆胶混合体所具有的凝胶结构。瓜尔豆胶不能左右κ－型卡拉胶的收缩析水作用。由于瓜尔豆胶含有两倍量的半乳糖，且未被取代的区域的长度远短于槐豆胶。这就解释了为什么卡拉胶与槐豆胶有良好的共伍作用使用而与瓜尔豆胶无明显共伍作用。); 2．槐豆胶与其他胶体的复配性能 槐豆胶本身无法形成凝胶，由于在槐豆胶的构架上有相对较多的未被取代的甘露糖基，因此与黄原胶等其他胶的相互作用比瓜尔豆胶更为明显。槐豆胶与这些聚合物在溶液中形成复合体而得以形成或加强凝胶作用。槐豆胶与黄原胶、琼脂和卡拉胶、有相互增效作用牞槐豆胶与琼脂、卡拉胶和黄原胶之间的相互作用在商品中具有重要的价值。槐豆胶非常显着的特性就是与黄原胶的协效增稠性和协效凝胶性，可按一定比例同黄原胶复配成为复合食品添加剂后即能成为理想的增稠剂和凝胶剂。最重要是它与琼脂、卡拉胶和黄原胶等亲水胶体有良好的凝胶协同效应，可使复合后的用量水平很低并能改善凝胶组织结构。有学者研究发现，当黄原胶与槐豆胶在总浓度为1％，共混比例为60／40时，它们之间可以达到协同相互作用的最佳效果。同时还发现这种相互协同作用的强弱除了两者的共混比例外，还与槐豆胶的M／G（甘露糖与半乳糖之比）比值有关，此外凝胶的制备温度和盐离子浓度等因素对共混凝胶化也有不同程度的影响据研究槐豆胶与琼胶之间也有较强的协同增效作用，在最适比例下可使槐豆胶的凝胶强度提高16．0％以上。槐豆胶与黄原胶、琼脂和卡拉胶的这种协同增效性能，在食品加工中有很大的使用价值。槐豆胶与其他天然胶产生协同效果，可大大增加其黏度、凝胶能力及强度；根据不同配比，可制成各种弹性或脆性规格的胶胨。如槐豆胶与黄原胶等可形成有弹性的凝胶，胶胨强度取决于两者比例，在pH为8时，
各种食品胶的简介与应用 A-S多糖胶 "AS多糖胶"一种具有独特功能的新型肉类制品添加剂，广泛应用于各种灌肠、火腿肠、午餐肉罐头和肉丸等产品中。该剂为纯天然溶胀型多糖类树脂，在－30℃至160℃的温度范围内保持极强的物化稳定性。除了增稠和稳定等功效外，As多糖胶极具优势的是它独特的成膜包裹特性，可以强力乳化脂肪和减缓淀粉的回生老化，使产品在较长时间内保持良好的结构和口感，很好地解决了肉制品制作中因脂肪与淀粉的增加而产生出的诸多问题。 制作肉类制品，无论是高温还是低温产品，一般投入脂肪10％～15％，能使产品不出油，即可认为效果非常理想。而欲提高原料利用率及降低成本，适量增加脂肪的比例是一项重要手段。此外，增加脂肪后，还可明显提高肉制品的原始香度。但通常来讲，加大脂肪使用量，则须增加淀粉的投入量（每增加5％的脂肪就需要增加2％～3％的淀粉），并且淀粉在肉类制品中的应用，也是为了充实馅料的空隙，提高黏结力，降低成本。然而，随着脂肪、淀粉的增加，产品也就相应地出现较为明显的粉质感和疏松感，且油脂仍然极易渗出，随着时间的延长，产生肠体发硬，有液体渗出，无弹性，切片性能差，不能弯折和伴有强烈的粉质气味等一系列问题。 As多糖胶因其独特的成膜包裹特性，遇水后形成的薄膜网络组织，可将肉粒、水分、脂肪及淀粉等进行层层包容，成为类似于葡萄珠状的一个个微小颗粒，既分散又集中，最终形成一个大的具有紧密结构的整体，使水分和油分等很难从中渗出，明显减缓淀粉的回生老化。且该结构具有很强的稳定性，不易受温度和外界条件变化的影响。添加As多糖胶后，不仅产品成本明显降低，而且可使产品品质大为改善，令其结构柔韧紧密，具有良好的弹性，口感鲜嫩、脆爽、肉粒感强，无粉质气味，弯折不断裂，并可相应延长货架保存期，为企业创造可观的综合经济效益。 目前，该产品已被国内多家大中型肉制品生产加工企业所认可，并批量使用，受到了业内外人士的共同青睐和好评。目前国内市场上主要有两种类型从国外进口的结冷胶销售：高酰和低酰结冷胶。它们外观一般都为奶黄到白色的干燥可自由流动的粉末，在热水或冷水中均可溶解，低酰产品组织坚硬，无弹性，是易碎的胶体；高酰产品组织柔软，富有弹性，是不易碎的胶体，无论是低酰还是高酰结冷胶产品，只需要使用很少量的结冷胶就能非常有效地产生喱状成品，这种多功能胶凝剂能单独使用、高酰低酰按一定比例混合使用、或结合其他胶体复配使用，都可以生产出各种各样精巧有趣的食品。目前结冷胶的主要生产供应商是美国Kelco公司，该公司自上世纪60年代成功地开发出黄原胶后，于上世纪80年代又成功地开发出GellenGum（结冷胶），它具有比黄原胶更为优越的性能。目前国际市场价格约为黄原胶的三倍和瓜尔豆胶的十倍左右。在国际市场上基本上是独家垄断生产，产品在包括中国在内的全世界范围内销售。 1999年约为5000吨以上，市场销售良好，该公司正在逐步扩大生产规模。另据了解，至2000年底，我国尚无规模化生产，结冷胶在我国基本上还属于"国内空白"。 结冷胶的发展前景。巨大的潜在市场，丰厚的利润和良好的发展前景刺激了国内许多化工企业，他们纷纷将结冷胶列为"十五"规划中的发展项目。根据了解的情况来看，目前如山东淄博、山东莱阳、山东枣庄、江西吉安、浙江诸暨和上海等省市近十家企业准备投资建设结冷胶生产装置，规模多为数百吨级以上水平。但由于结冷胶是多糖胶质大家庭中的新成员，对结冷胶的各种性质及其缺点的认识还在不断深入之中。有限的知识也在一定程度上限制了结冷胶的广泛工业应用。另外一个局限性是结冷胶凝胶的高度脆性，亚洲人喜食弹性胶，对以结冷胶为胶凝剂制成的果冻不太欣赏，认为缺乏嚼劲。当然采用含有酰基的天然结冷胶可以制成弹性胶，但天然结冷胶是不透明的，由此带来的应用上的局限性。并且，现阶段结冷
食品研究与开发 F ood Research And Development 圆园19年2月第40卷第3期 DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2019.03.008 可得然胶与卡拉胶和黄原胶复配对 肌原纤维蛋白功能特性的影响 刘骞，商旭，姜帅，曹传爱，孔保华 （东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨150030） 摘要：将可得然胶分别与卡拉胶和黄原胶以不同比例（1∶9、3∶7、5∶5、7∶3、9∶1，质量比）复配，按照0.3%添加量添加到肌原纤维蛋白中，研究复合食品胶对肌原纤维蛋白乳化性和凝胶特性的影响。测定复合蛋白的乳化特性（乳化活性和乳化稳定性）以及复合蛋白的凝胶特性（持水性、质构、白度和微观结构）。研究结果表明，添加两种复合食品胶均能够显著提高肌原纤维蛋白的乳化活性和乳化稳定性（P<0.05），以及显著提高肌原纤维蛋白凝胶的持水性、硬度和弹性（P<0.05），其中以添加可得然胶-卡拉胶复合胶的效果为佳（P<0.05）。同时，添加可得然胶-卡拉胶复合胶对肌原纤维蛋白凝胶白度无显著影响（P>0.05），而添加可得然胶-黄原胶复合胶则会显著降低肌原纤维蛋白凝胶白度（P< 0.05）。另外，添加两种复合食品胶均能显著改善肌原纤维蛋白凝胶结构，使凝胶孔洞减小、结构趋于致密均匀，其中 添加可得然胶-卡拉胶复合胶比例为7：3（质量比）时的效果最佳（P>0.05）。 关键词：可得然胶；卡拉胶；黄原胶；肌原纤维蛋白；乳化特性；凝胶特性 Effect of Curdlan-Carrageenan Complex and Curdlan-Xanthan Complex on the Functional Properties of Myofibrillar Protein LIU Qian，SHANG Xu，JIANG Shuai，CAO Chuan-ai，KONG Bao-hua （College of Food Science，Northeast Agricultural University，Harbin150030，Heilongjiang，China）Abstract：The influences of curdlan-carrageenan complex and curdlan-xanthan complex with different mixing ratio（1∶9，3∶7，5∶5，7∶3and9∶1，mass ratio）on the emulsifying properties and gelling properties of myofibrillar protein（MP）was investigated.The emulsifying activity index（EAI）and emulsifying stability index （ESI）of the composite MP sols，as well as water holding capacity（WHC），texture properties，whiteness and microstructure of the composite MP gels were determined.The results showed that the EAI and ESI of composite MP sols，the WHC，hardness and springiness of composite MP gels were significantly increased with the addition of curdlan-carrageenan complex and curdlan-xanthan complex（P<0.05）.Among these samples，the curdlan-carrageenan complex showed the highest improvement（P<0.05）.Moreover，the whiteness of MP gels showed no obvious changes when curdlan-carrageenan complex incorporated（P>0.05）.However，the addition of curdlan-xanthan complex could significantly decrease the whiteness of MP gels（P<0.05）.In addition，the curdlan-carrageenan complex and curdlan-xanthan complex could significantly improve the composite gel microstructure，which led to the smaller gel holes and more compact and uniform network.In a word，curdlan and carrageenan mixed with7∶3（mass ratio）mixing ratio showed the optimal enhance effect on the emulsifying properties and gelling properties of MP. Key words：curdlan；carrageenan；xanthan；myofibrillar protein；emulsifying properties；gelling properties 基金项目：黑龙江省普通高等学校青年科技创新人才培养计划（UNPYSCT-2016006） 作者简介：刘骞（1981—），男（汉），教授，博士生导师，博士，研究方向：畜产品加工。 基础研究45
黄原胶 黄原胶是以淀粉糖为主要原料，由野油菜黄单胞杆菌经纯种发酵，再经提炼、干燥制得的高分子多糖聚合物。从外表来看，添宝牌黄原胶是一种浅黄色至类白色的可自由流动粉末，无异样味或微带酸味。 从内在的分子结构来看，添宝牌黄原胶是由2.8份D-葡萄糖，3份D-甘露糖和2份D-葡萄糖醛酸，以及丙酮酸和乙酸所组成的“重复单元”以β-1,4糖苷键聚合而成的高分子多糖聚合物。分子侧链上的羟基使其易形成钠、钾和钙等金属盐。分子间可形成双螺旋结构。 从其特性来看，添宝牌黄原胶能溶于冷水或热水。当黄原胶溶解于水基溶液后，会同水结合形成粘稠性的胶体溶液。 添宝牌黄原胶具有以下的优良性能： ?良好的增粘性：添宝牌黄原胶在低浓度下就有较大的粘度。 ?良好的触变性(或称假塑性)：添宝牌黄原胶在温度不变的情况下，会随外界机械力的改变而出现溶胶和凝胶的可逆变化。 ?对酸或碱有良好的耐受性：添宝牌黄原胶在pH值4～10的范围内，溶液的粘度变化不大。 ?对高浓度的盐溶液有良好的耐受性：添宝牌黄原胶在钾离子(K+)、钠离子(Na+)、钙离子(Ca2+)、镁离子(Mg2+)等离子的溶液中，其粘度随溶液浓度的变化不大。 ?对温度无敏感性：添宝牌黄原胶溶液的粘度不会随温度的变化而发生很大的变化。 ?良好的分散作用、乳化稳定作用和颗粒悬浮作用：添宝牌黄原胶由于溶液的高粘度和良好的触变性，因此其是较好的乳化稳定剂和颗粒悬浮剂。 ?在适当的pH条件下，添宝牌黄原胶能同铁离子(Fe3+)、铝离子(Al3+)等高价金属离子形成凝胶。 ?在适当的比例下，添宝牌黄原胶同瓜尔豆胶有相乘作用，极大地增加瓜尔豆胶溶液的粘度。 ?在适当的比例下，添宝牌黄原胶能同刺槐豆胶、魔芋胶(粉)形成弹性可逆凝胶。 由于添宝牌黄原胶具有许多优良的特性，在食品工业、纺织工业、石油采矿、陶瓷制作、精细化工、农业和医药工业等多方面均有成功运用。在这些工业领域中，添宝牌黄原胶充分发挥了它的良好的增粘效果，良好的剪切性能，良好的悬浮效果，以及其对酸、碱、盐、温度的良好的耐受性，为这些工业领域提供了良好的加工性能，使这些工业领域生产出完美的产品。 上海国润生物技术有限公司生产的添宝牌黄原胶的主要使用领域及其功能有：
卡拉胶与黄原胶 1、黄原胶。 黄原胶又称黄胶、汉生胶，黄单胞多糖，是一种由假黄单胞菌属发酵产生的单孢多糖。 其特点是目前国际上集增稠、悬浮、乳化、稳定于于一体．性能最优越的生物胶。 特点如下： ①悬浮性和乳化性，黄原胶对不溶性固体和油滴具有良好的悬浮作用。黄原胶溶胶分子能形成超结合带状的螺旋共聚体，构成脆弱的类似胶的网状结构，所以能够支持固体颗粒、液滴和气泡的形态，显示出很强的乳化稳定作用和高悬浮能力。 ②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，可省去繁杂的加工过程，使用方便。但由于它有极强的亲水性，如果直接加入水小而搅拌不充分，外层吸水膨胀成胶团，会阻止水分进入里层，从而影响作用的发挥，因此必须注意正确使用。黄原胶干粉或与盐、糖等干粉辅料拌匀后缓慢加入正在搅拌的水位，制成溶液使用。 ③增稠性，黄原胶溶液具有低浓度高粘度的特性(1%水溶液的粘度相当于明胶的100倍)，是一种高效的增稠剂。 ④假塑性，黄原胶水溶液在静态或低的剪切作用下具有高粘度，在高剪切作用下表现为粘度急剧下降，但分子结构不变。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。黄原胶假塑性非常突出，这种假塑性对稳定悬浮液、乳浊液极为有效。 ⑤对热的稳定性，黄原胶溶液的粘度不会随温度的变化而发生很大的变化，一般的多糖因加热会发生粘度变化，但黄原胶的水溶液在10—80℃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。1%黄原胶溶液(含1%氯化钾)出25℃加热到120℃．其粘度仅降低3%。 ⑥对酸碱的稳定性，黄原胶溶液对酸碱十分稳定，在PH为5—10之间叫其粘度不受影响，在PH 小于4和大于11时粘度有轻微的变化。在PH3—11范围内，粘度最大使和最小值相差不到10%。 ⑦对盐的稳定性，黄原胶溶液能和许多盐溶液(钾盐、钠盐、钙盐、镁盐等)混溶，粘度不受影响。在较高盐浓度条件下，甚至在饱和盐溶液中仍保持其溶解性而不发生沉淀和絮凝，其粘度几乎不受影响。 ⑧对酶解反应的稳定性，黄原胶稳定的双螺旋结构使其具有极强的抗氧化和抗酶解能力，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。 注：黄原胶在大多数以水为基相体系内完全溶解，但由于它有极强的亲水性，如果直接加入水中而搅拌不充分，外层吸水膨胀成胶团，从而阻止水份进入里层，进而影响作用的发挥，因此必须注意正确使用----→取一份黄原胶用十份或以上的干燥物料，如食品中的糖味精、盐等物调匀，然后慢慢倾倒在搅拌中的水里，浸泡约两小时，继续搅拌至完全溶解后在使用。
化妆品原料介绍之一 主体原料 2.1 油性原料 2.1.1 油性原料是化妆品的主要基质原料，化学中一般分别称为油、脂和蜡。 通常在常温下为液体者为油，固体者为脂。 化妆品中常用橄榄油、澳洲坚果油、霍霍巴油，羊毛脂等。蜡常见的有地蜡、微晶腊等。还有石油烃类，如白油等都是我们常见的。 2.1.2 油性原料具有特殊的物理化学性质 2.1.3 物理性质包括色泽、气味、密度、黏度、熔点、凝固点、膨胀性等，直影响配方的工艺、质量和外观。 一般来说，天然来源的油质原料都有异味和色泽，是配制化妆品的致命弱点，而合成和半合成的原料在气味和色泽上有明显的改善。 油性成分对化妆品的黏度影响很大，而黏度又关系到化妆品的铺展性、涂抹性和稳定性。 2.1.4 在化学指标上，通常用皂化值、碘值等来衡量它的品质。 油脂的皂化值一般在180~200，用来衡量油脂中脂肪酸分子量的大小，皂化值越低，脂肪酸含碳原子数越高，说明脂肪酸分子量越大。反之亦然。 碘值用于衡量油脂的不饱和度，碘值越大，不饱和程度越高，含有较多的不饱和健，在空气中易被氧化，易发生变质腐败等质量问题。 还有一项指标是酸值。酸值是衡量油脂新鲜程度的指标，一般新鲜油
脂的酸值在1以下。 2.1.5其实，油脂的这些化学指标测定品管部更熟悉。我主要谈一些自己做配方的一些体会。 不同的油脂有不同的肤感，其柔润性、黏度、透气性、油腻感等感觉是不同的，其中铺展值表示每分钟在皮肤上铺展的面积，如CETIOL CC 碳酸二辛脂，铺展值比较大，肤感比较清爽，而角鲨烷就保湿、易吸收，所以往往搭配不同的油脂来调节肤感。德国科宁公司就有一个梯度理论，宗旨就是搭配铺展值不同的油脂来获得良好的肤感。 另外，油脂中有一些特殊功效，如茶树油，可以杀菌、治伤口及虫咬，加速复原、治脚气、粉刺、头皮屑等。 不同的配方选用的油脂不同，针对不同的市场选用不同的原料。如针对东北农村市场，往往选用凡士林等滋润度大的油，而针对写字楼的白领，则选用清爽油脂。 2.3 粉质原料 2.3.1 我们生产中的粉料有很多，相信大家都知道以下原料：钛白粉、滑石粉、高岭土、等，这些就是粉质原料。 粉质原料是构成爽身粉、香粉、粉饼、胭脂粉等各种粉类化妆品的基质原料。 2.3.2 作用：滑爽、遮盖、吸收、展延等。 2.3. 3分类： 分为：无机粉质原料滑石粉、高岭土、膨润土、碳酸钙、钛白粉、锌白粉、硅藻土、有机粉质原料硬脂酸锌、聚乙烯粉、纤维素微珠、
黄原胶与卡拉胶复配在果冻中的应用研究 摘要：采用正交试验，研究黄原胶和卡拉胶复配制作果冻的工艺和配方。结果表明：黄原胶与卡拉胶按1：10复配在果冻中的应用较佳，最佳果冻配方为：黄原胶添加量0.1%，卡拉胶添加量1.0%、白砂糖18%、柠檬酸0.10%、青苹果汁3.0%，做出的果冻色泽均匀、半透明，组织状态良好、口感细腻。 关键词：果冻；黄原胶；卡拉胶 黄原胶( Xanthan gum) 是野油菜黄单胞菌( Xanthomonas campestris) 以碳水化合物为主要原料, 经发酵产生的一种微生物胞外杂多糖。其分子结构组成为D-葡萄糖、D-甘乳糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸组成的“五糖重复单元”结构聚合体。黄原胶分子的一级结构是由β-1,4 连接的D-葡萄糖基主链与三糖单位的侧链组成, 其侧链由D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸交替连接而成, 黄原胶分子侧链末端以缩醛的形式含有丙酮酸。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。卡拉胶是由红藻类所属角叉菜科植物中萃取而得。由其中硫酸酯结合型态的不同，可分为κ型、ι型、ě型等。溶于约80℃水，与水结合粘度增加，与蛋白质反应起乳化作用，使乳化液稳定。 现在市场上果冻制品种类繁多，而果冻制作中凝胶剂的不同对产品的性能影响较大，并且复配胶协同作用对凝胶的影响较大。本研究采用黄原胶与卡胶胶复配制作果冻，探讨黄原胶与卡拉胶复配在果冻中的应用。 1、材料与方法 1.1材料与仪器 白砂糖，柠檬酸（食用级），黄原胶（财鑫糖业公司），卡拉胶（汇通生物科技有限公司，金鹰·卡拉胶），青苹果汁，阿贝折光仪，酸度计，电动搅拌器。 1.2工艺流程 黄原胶、卡拉胶干混→溶解 白砂糖→溶解→过滤→加热→调配→杀菌→罐装→冷却→成品 青苹果汁溶解←柠檬酸 1.3操作要点 1.3.1 白砂糖的预处理：白砂糖加适量水加热溶解、过滤备用。 1.3.2 溶胶：将黄原胶、卡拉胶干混均匀后，加入约20倍体积水中，加热搅拌，保持温度在80℃左右，溶胶15 min左右，使胶完全溶解，并且在加热快结束时将溶胶加入料液。 1.3.3 调配：柠檬酸先用少量水溶解，由于它会使糖胶pH值降低，影响果冻胶体成型，操作时料液冷却至70℃左右时再加入柠檬酸，搅拌均匀，以免造成局部酸度偏高。 1.3.4 杀菌：将调配好的料液保持在85℃的水浴中15min中进行杀菌。 1.3.5 罐装：杀菌过的料液趁热进行罐装，密封后倒置。 1.3.6 冷却：自然冷却或放入4℃保鲜柜中冷却至28℃左右，翻转使之自然凝冻即得成品。 1.4产品评分标准 以风味、色泽、口感、组织状态4项感官指标对果冻的质量进行评定，满分100分，其中组织状态30分、风味30分、色泽20分、口感20分。邀请10名有一定经验的人员进行
1 黄原胶及其性质 1.1 黄原胶简介 黄原胶（Xanthan）是由一种植物致病菌野油菜黄单胞杆状细菌（Xanthomonas campestris）产生的一种杂多糖。其相对分子质量在2×106～2×107 ，主链为由葡 萄糖以β-1-4糖苷健连接的纤维素结构，主链的相间的葡萄糖的C3位由线性的甘露糖-葡萄糖酸-甘露糖3糖单元侧链取代。通常情况下，侧链的内侧和末端的甘露糖是乙酰化和丙酮酸化的，这主要取决于它的产生菌株和发酵条件。 黄原胶的黄原胶的骨架类似纤维素，但是带负电荷的侧链之间以及侧链与聚合物骨架之间的相互作用使黄原胶形成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。一般水溶性聚合物骨架被其它化学药品或酶攻击、切断后，会丧失其增稠能力。而在黄原胶溶液中，聚合物骨架周围缠绕的侧链使它免于被攻击，所以黄原胶对化学药品和酶试剂的降解具有良好的抵抗性。 1.2 黄原胶的理化性质 黄原胶是一种集增稠、悬浮、乳化、稳定于一体、性能较为优越的生物胶。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更多的官能团，在特定条件下会显示独特性能。它在水溶液中呈多聚阴离子且构象是多样的，不同条件下表现出不同的特性，具有独特的理化性质。 （1）水溶性和增稠性 黄原胶在水中能快速溶解，水溶性很好，在冷水中也能溶解。吉武科等在25℃下，用NDJ一1型旋转黏度计6 r?min-1时测得质量分数0.1%、0.2%、0.3%、0.7%、0.9% 的黄原胶黏度分别为100 mPa·s、480 mPa·s、l300 mPa·s、5400 mPa·s 和8600 mPa·s。从测试结果看出，黏度随浓度的递减而不成比例地降低，且质量 分数0.3%是高低黏度的分界点。质量分数为0.1%的黄原胶黏度为100 mPa·s 左右，而许多其他胶类在质量分数为0.1%时，黏度几乎为零。由此可见，黄原胶具有低浓度高黏度的特性。 （2）悬浮性和乳化性 黄原胶因为具有显著的增加体系黏度和形成弱凝胶结构的特点而经常被用于食品或其它产品，以提高O/W乳状液的稳定性。但麻建国的研究发现，溶液中黄原胶的添加量达到一定量后，才能得到预定的稳定作用。在黄原胶质量分数小于0.001%时，试验体系的稳定性变化不大；质量分数在0.01%～0.02%时样品底部富水层出现，但体系无明显分层；质量分数大于0.02%时，乳状液很快分层。只有当质量分数超过0.25%时，黄原胶才能起到提高体系稳定性的作用。 （3）流变性 即触变性或假塑性、剪切变稀性。黄原胶的水溶液，在受到剪切作用时，黏度急剧下降，且剪切速度越高，黏度下降越快，如6 r?min-1时质量分数0.3%的黄原胶黏度为1300 mPa·s，而60 r?min-1时黏度还不到原来的1/3，仅为400 mPa·s。 当剪切力消除时，则立即恢复原有的黏度。剪切力和黏度的关系是完全可塑的。当黄原胶与纳米微晶纤维素复配时，能在水中形成高强度的全天然生物胶，其触变性变得更强。
食品添加剂及其分类 关于食品添加剂的定义，《中华人民共和国食品卫生法》规定：“为改善食品品质和色、香、味，以及为防腐和加工工艺的需要而加入的食品中的化学合成或天然物质。”同时明确，“为增强营养成分而假如食品中的天然的或者人工合成的属于天然营养素范围的添加物”也 属于食品添加剂的范畴。 食品添加剂有三方面的重要的作用：①它能够改善食品的品质，提高食品的质量和保藏性，满足人们对食品风味、色泽、口感的要求；②它能够使食品加工和制造工艺更合理、更卫生、更便捷，有利于食品工业的机械化、自动化和规范化；③它能够使食品工业节约资源，降低成本，在极大地提升食品品质和档次的同时，增加其附加值，产生明显的经济效益和社会效益。 （一）防腐剂 防腐剂就是能够杀灭微生物或抑制其繁殖作用，减轻食品在生产、运输、销售等过程中因微生物而引起腐败的食品添加剂。防腐剂可以有广义和狭义之不同。狭义的防腐剂主要指山梨酸、苯甲酸等直接加入食品中的化学物质；广义的防腐剂除包括狭义防腐剂所指的化合物质外，还包括那些通常认为是调味料而具有防腐作用的物质，如食盐、醋等，以及那些通常不直接加入食品，而在食品贮藏过程中应用的消毒剂和防腐剂等。作为食品添加剂应用的防腐剂是指为防止食品腐败、变质，延长食品保存期，抑制食品中的微生物繁殖的物质，但在食品中具有同样作用的调味品如食盐、糖、醋、香辛料等不包括在内。食品容器消毒灭菌的消毒剂亦不在此列。常见的几种防腐剂：苯甲酸及其钠盐（目前食品工业中最常见的防腐剂之一，主要用于饮料等液体的防腐。在偏酸性的环境中，具有较广泛的抗菌谱。） （二）抗氧化剂 能防止或延缓食品成分氧化变质的食品添加剂称为抗氧化剂。抗氧化剂按溶解性可分为油溶性与水溶性抗氧化剂两类。按来源可分为天然的与人工合成的两类。抗氧化剂能够防止或延缓食品氧化反应的进行，但不能在食品发生氧化后使之复原。因此，抗氧化剂必须在氧化变质之前添加。抗氧化剂的用量一般很少（0.0025%-0.1%），但必须与食品充分混匀才能很好的发挥作用。另外，柠檬酸、酒石酸、磷酸及其衍生物均与抗氧化剂有协同作用，起到增效剂的效果。 （三）酸味剂 酸味剂是以赋予食品酸味为主要目的的食品添加剂，它还有调节食品pH的作用。酸味剂分为有机酸和无机酸。食品中天然存在的主要有机酸包括柠檬酸、酒石酸、苹果酸和乳酸等。目前，实际应用的酸味剂主要是这些有机酸。酸均有一定抗菌作用，尽管单独使用酸来抑制防腐所需浓度太大，并且会影响食品感官特性，因而难以实际应用。但是，以足够浓度