黃原膠的結(jié)構(gòu)與功能

黃原膠的結(jié)構(gòu)與功能

黃原膠（ep）是由植物病原體的野生黃瓜黃單胞菌（xcc）產(chǎn)生的胞外糖。為了將其釋放到環(huán)境中的大碳氫化合物，被稱為粘液層。公司稱之為黃原膠、漢生膠、穆頓膠等。由于黃原膠是Xcc的重要致病因子之一,因此它是植物病理學(xué)家感到不好對付的對象。但是,由于EPS具有其它天然膠(主要指植物膠)不可比擬的特殊理化性質(zhì),因而在其它行業(yè)卻有著重要的作用。它既是目前國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)的幾種微生物多糖中最具特色的一種,也是世界上生產(chǎn)規(guī)模最大、用途最廣的微生物多糖。1側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的觀察黃原膠是由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸組成的酸性雜多糖。分子量為2×106-5×106道爾頓。1975年,Jansson等人闡明黃原膠分子由“五糖單元”聚合而成,其結(jié)構(gòu)如圖1—1。黃原膠的“五糖單元”的主鏈由兩個D-葡萄糖分子經(jīng)β-(1,4)糖苷鍵連接構(gòu)成。在一個D-葡萄糖分子上連接一個由兩個D-甘露糖和一個D-葡萄糖醛酸組成的側(cè)鏈。側(cè)鏈的甘露糖殘基不同程度地被乙?；虮；?。不同來源的菌株和不同培養(yǎng)條件所產(chǎn)生的黃原膠結(jié)構(gòu)基本相同,但側(cè)鏈的?；潭炔煌?因而乙酸和丙酮酸的含量不同。[2~5]完整的黃原膠分子呈現(xiàn)以許多側(cè)鏈的纖維素為骨架組成的線性結(jié)構(gòu)。因為側(cè)鏈含羧酸,所以黃原膠分子在水溶液中呈現(xiàn)多聚陰離子。在水溶液中,天然的黃原膠分子帶電側(cè)鏈反向纏繞纖維素主鏈,使其形成類似棒狀的鋼性結(jié)構(gòu),這是黃原膠的一級結(jié)構(gòu)。黃原膠分子間靠氫鍵維系可形成雙股螺旋,這是黃原膠的二級結(jié)構(gòu)。黃原膠分子雙股螺旋結(jié)構(gòu)間靠微弱的非共價鍵結(jié)合,排成整齊的“超級接合帶狀”的螺旋共聚體,這是三級結(jié)構(gòu)。2黃原膠的特性黃原膠無味,無臭,無毒,食用安全,易溶于水。在水溶液中呈多聚陰離子,具有獨特的理化性質(zhì)。具體表現(xiàn)為:(1)在極寬的剪切率和濃度范圍內(nèi)保持極高的假塑性;(2)在熱水和冷水中有良好的溶解性,黃原膠在很低的濃度下仍具有較高的粘度,如1%濃度的粘度相當于明膠的100倍左右,增稠效果顯著;(3)有良好的增粘性和懸浮能力,在低濃度下具有較高的粘度;(4)有很高的穩(wěn)定性,耐酸堿、高鹽環(huán)境,抗高溫、低溫冷凍,抗生物酶解,抗污染能力強;(5)可同多種物質(zhì)(酸、堿、鹽、表面活性劑、生物膠等)互配,具有滿意的兼容性;(6)有良好的分散作用、乳化穩(wěn)定作用。3黃原膠添加量對食品品質(zhì)的影響黃原膠在食品工業(yè)中主要作為增稠劑、懸浮劑、乳化劑和穩(wěn)定劑,在某些苛刻條件下(如pH值為3~9,溫度80~130℃),它的性能基本穩(wěn)定,比明膠、海藻膠、果膠等優(yōu)越。一般而言,食品中黃原膠的添加量為0.01%~0.8%。下面簡述黃原膠在各類食品中的應(yīng)用。3.1延長貨架期的特點黃原膠是重要的穩(wěn)定劑,在比較典型乳化劑中使用黃原膠,由于它具有獨特的PH穩(wěn)定性,故能延長貨架期,這一特性造成易泵動調(diào)節(jié)和灌注性能調(diào)節(jié)以及改善色拉的粘著性。在此類食品中黃原膠的一般用量在0.1%~0.5%。3.2玉米飲料的復(fù)配加工在飲料中添加黃原膠,可有效地延長果肉飲料的懸浮時間,增加穩(wěn)定性,同時提高水果和巧克力飲料的口味。在顆粒型新鮮甜玉米飲料的加工過程中,采用1.0%的黃原膠和0.08%的魔芋膠與其他食品添加劑配伍,能起到穩(wěn)定飲料和懸浮顆粒的作用。加工玉米飲料具有玉米的特殊香味,口感細膩,顆粒的懸浮性良好,流動性好,無糊口和其他不良的感覺。在植物蛋白飲料的加工中,如花生植物蛋白飲料的加工,麻子蛋白飲料的加工,葵花飲料的加工等,選用適量的黃原膠與其他穩(wěn)定增稠劑交互使用,能減少乳化劑的用量,并且使產(chǎn)品穩(wěn)定性良好。采用黃原膠為主體的復(fù)配膠所制的植物蛋白飲料在口感上有很大的優(yōu)勢。趙容鐘等發(fā)現(xiàn)黃原膠與瓜爾豆膠復(fù)配時花生乳穩(wěn)定性最好,黃原膠與瓜爾豆膠最佳復(fù)配比例為1∶2,最佳復(fù)配用量為0.05%。采用羧甲基纖維素鈉(CMC)—黃原膠,當CMC濃度在0.1%,黃原膠濃度在0.4%時,用于帶顆粒飲料的加工,就能在大于4小時的時間段中取得極佳的懸浮能力。當CMC濃度在0.2%,黃原膠濃度在0.5%時,就有了“永遠”的懸浮能力。3.3利用黃原膠在面包中的作用黃原膠用于焙烤食品可以增加持水性,改善組織結(jié)構(gòu)。它能與淀粉結(jié)合,抑制淀粉老化,延長焙烤好的商品面包和冷藏生面團的貨架期;在烤制松軟的商品面包時,黃原膠還可以作為一種替蛋物,特別是減少蛋清用量而不影響外觀及味道。把黃原膠加到面包涂抹醬中,能阻止脫水收縮,從而防止醬體水份被面包吸收。在制蛋糕時加少量的黃原膠能得到較大焙烤體積的蛋糕。固體顆粒物如葡萄干和果仁在烘烤過程中用黃原膠可防止干硬。把0.1%~0.4%的黃原膠加入焙烤食品中,就可以達到保護食品的濕度,抑制其脫水收縮,延長貯存期的效果。3.4肉的持水性黃原膠用于肉制品中,比如作為香腸、注射鹽水火腿混合物的穩(wěn)定劑,可以增加持水性,肉組織滑嫩,彈性好,耐貯存。方紅美等發(fā)現(xiàn):利用0.5%的黃原膠溶液浸泡牛肉,可顯著提高牛肉的保水性、pH值,并可降低牛肉的最大剪切力(p<0.05),改善了牛肉的嫩度,但也帶來牛肉色澤的明顯劣變。3.5黃原膠的穩(wěn)定性罐頭食品中加入黃原膠,便于生產(chǎn)過程的粘度控制,可使物料便于泵送與灌裝,且易于保持產(chǎn)品的外觀。黃原膠具有熱穩(wěn)定性,可取代部分淀粉,改善了殺菌時蒸汽的穿透能力并縮短殺菌時間。由于黃原膠與槐豆膠混合到一起會形成凝膠,罐頭食品生產(chǎn)常利用這一特性,使湯凍化,結(jié)合水分,抑制脫水收縮。3.6黃原膠在乳狀液中的應(yīng)用黃原膠用于乳品生產(chǎn)中,可以增加協(xié)同性,穩(wěn)定乳性,能提高牛奶的穩(wěn)定性,提高奶油保形力。加入黃原膠可使牛奶在攪動時穩(wěn)定,使冰淇淋在攪打時起泡膨脹更好;在甜點心中,可防止混合物分離;黃原膠的假塑性促進干酪涂抹食品的生產(chǎn),它與半乳甘露糖一起用可使鄉(xiāng)村干酪甜點避免脫水收縮。何強等研究了黃原膠復(fù)配穩(wěn)定劑對冰淇淋品質(zhì)和流變性的影響,復(fù)配穩(wěn)定劑加入冰淇淋后,提高了冰淇淋的膨脹率和抗融化性。3.7黃原膠的用量黃原膠和糖都能賦予制品一定的組織結(jié)淀,但黃原膠能降低熱量(約0.5kal/g)。添加黃原膠可有效地降低淀粉和糖的含量,且不影響口感及其它感官性質(zhì)。3.8提高持水性添加黃原膠可使食品在若干次冷凍—解凍過程中保持穩(wěn)定,提高持水性,減少冰晶的形成,并可使脫水食品水化復(fù)原速度加快,保持色澤味道。黃原膠與其它親水膠體混合能給予冷食滑潤的結(jié)構(gòu)并改善貨架期及耐受異常的熱沖擊。3.9淀粉軟糖/蜜果脯的加工黃原膠用于糖果與蜜餞中可提高溫度穩(wěn)定性,使產(chǎn)品易于加工制作。在加工淀粉軟糖或蜜餞果脯等配方中加入0.5g/L的黃原膠和槐豆膠,能夠改進加工性能,大大縮短加工時間。含有0.5g/L~7.5gL黃原膠的巧克力液體糖果,貯藏穩(wěn)定性大為提高。3.10減少食品消化對添加不同比例的黃原膠所進行的探索性研究表明黃原膠可明顯改善測試菜點的口感、組織狀況、光澤度,賦予適口