黃原膠是由D一葡萄糖、D一甘露糖
、D一葡萄糖醛酸
、乙酸和丙酮酸構成的五糖重複單位。其中葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸摩爾比為2.8：3.0：2.0。

 

　　黃原膠是由含有糖類(如葡萄糖、蔗糖
、澱粉
、水解澱粉等)的發酵培養基，在適宜的氮源、磷酸氫二鉀和適量的微量元素存在下，由野油菜黃單胞菌菌株作用，進行發酵，再經後提取、幹燥、粉碎等工序製得。

 

　　黃原膠無味、無臭、無毒、食用安全，易溶於水。在水溶液中呈現多聚陰離子
，具有獨特的理化性質。在工業生產中主要作為增稠劑，也可以作為懸浮劑、乳化劑、穩定劑。

 

　　到目前為止，黃原膠被認為是國際上性能最優越的生物膠，被大量應用在食品、果汁
、飲料、飼料、化妝、醫藥、陶瓷

、消防、石油等行業，其市場增長潛力超過所有的親水性膠。本文綜述了黃原膠的結構、性質和生產，敘述了黃原膠在食品行業中的應用。

 

一、結構

 

　　黃原膠是淡白色或淺米黃色粉末

，由五糖單位重複構成
，其主鏈與纖維素相同，即由以β-1，4糖苷鍵相連的葡萄糖構成，三個相連的單糖組成其側鏈：甘(gan)露(lu)糖(tang)一(yi)葡(pu)萄(tao)糖(tang)一(yi)甘(gan)露(lu)糖(tang)。與(yu)主(zhu)鏈(lian)相(xiang)連(lian)的(de)甘(gan)露(lu)糖(tang)通(tong)常(chang)由(you)乙(yi)酰(xian)基(ji)修(xiu)飾(shi)，側(ce)鏈(lian)末(mo)端(duan)的(de)甘(gan)露(lu)糖(tang)與(yu)丙(bing)酮(tong)酸(suan)發(fa)生(sheng)縮(suo)醛(quan)反(fan)應(ying)從(cong)而(er)被(bei)修(xiu)飾(shi)，而(er)中(zhong)間(jian)的(de)葡(pu)萄(tao)糖(tang)則(ze)被(bei)氧(yang)化(hua)為(wei)葡(pu)萄(tao)糖(tang)醛(quan)酸(suan)。

 

　　黃原膠除擁有規則的一級結構外，還擁有二級結構，經X一yi射she線xian衍yan射she和he電dian子zi顯xian微wei鏡jing測ce定ding，黃huang原yuan膠jiao分fen子zi間jian靠kao氫qing鍵jian作zuo用yong而er形xing成cheng規gui則ze的de螺luo旋xuan結jie構gou。雙shuang螺luo旋xuan結jie構gou之zhi間jian依yi靠kao微wei弱ruo的de作zuo用yong力li而er形xing成cheng網wang狀zhuang立li體ti結jie構gou
，這zhe是shi黃huang原yuan膠jiao的de三san級ji結jie構gou，它ta在zai水shui溶rong液ye中zhong以yi液ye晶jing形xing式shi存cun在zai。

 

二、性質

 

　　黃原膠被譽為“工業味精”

，是目前世界上生產規模最大且用途最廣泛的微生物多糖。其主要有以下性質。

 

　　(1)黃原膠無味、無臭、適用安全性強，粘度高
，1％水溶液粘度相當於明膠的100倍，從而可作為良好的增稠和穩定劑。

 

　　(2)獨特的流變性，在剪切作用下，溶液的粘度會迅速下降，一旦剪切作用解除，溶液的粘度會立即恢複

，這種特性賦予食品如冰淇淋、火腿腸、果汁和植物蛋白型飲料、焙烤食品以良好的口感。這種特性也使得黃原膠在石油鑽井和開采中得到廣泛的應用。

 

　　(2)良好的熱穩定性
，在較大的溫度範圍內(一18―130℃)保持特有的功能，是生產冷凍食品和焙烤食品的良好輔料。

 

　　(4)酸堿穩定性，其粘度基本上不受酸堿的影響，在PH值1～12範圍內能保持原有特性，從而使其有廣泛的應用範圍。

 

　　(5)具有極強的抗氧化和抗酶解作用
，即使在次氯酸納、雙氧水、生物活性酶存在的條件下仍能發揮作用。

 

　　(6)具有廣泛的相溶性。與瓜爾豆膠、槐豆膠混合物可產生有益的協同作用。這種結構膠在一定條件下可產生凝膠作用。

 

　　(7)與高濃度鹽類、糖類共存時，仍保持穩定的增稠體係。

 

　　(8)對不溶性固體顆粒和油滴具有良好的懸浮性。

 

　　(9)微波穩定性。已經形成的穩定體係，即使在微波爐中凍結一解凍都對其性能不會產生影響。

 

　　(10)與鹽類、酸堿的配伍性好，與半乳一甘露聚糖的反應性好。

 

三、生產

 

　　生產黃原膠的菌株：黃原膠生產菌株為黃單孢菌屬幾個種，目前工業化生產用菌株主要是甘藍黑腐病黃單孢杆菌，此外菜豆黃單胞菌

、錦葵黃單胞菌和胡蘿卜黃單胞也可作為發酵菌種。

 

　　下圖是黃原膠生產工藝簡圖
，黃原膠的生產受到培養基組成
、培養基條件(溫度、PH值
，溶氧量等)、反應器類型、操作方式(連續式或間歇式)等多方麵因素的影響。菌株可在25℃～30℃下生長
，最適的發酵溫度為28℃，已有研究者提出具體的溫度與生長速率關係的方程。

 

　　黃原膠的提取：相比較而言
，從發酵液中回收產品的成本較高。一般的
，最終發酵液中的組分為：黃原膠：10～30L，細胞：1～10g／L
，殘餘營養物質3～10L
，以(yi)及(ji)其(qi)他(ta)代(dai)謝(xie)物(wu)。由(you)於(yu)高(gao)濃(nong)度(du)的(de)黃(huang)原(yuan)膠(jiao)的(de)存(cun)在(zai)，溶(rong)液(ye)濃(nong)度(du)很(hen)大(da)
，從(cong)而(er)增(zeng)加(jia)了(le)提(ti)取(qu)操(cao)作(zuo)的(de)困(kun)難(nan)，因(yin)此(ci)，宜(yi)先(xian)做(zuo)稀(xi)釋(shi)處(chu)理(li)。提(ti)取(qu)的(de)主(zhu)要(yao)步(bu)驟(zhou)包(bao)插(cha)細(xi)胞(bao)的(de)沉(chen)澱(dian)，黃(huang)原(yuan)膠(jiao)的(de)沉(chen)澱(dian)、脫水、幹燥

、研磨。

 

四、在食品中的應用

 

　　黃原膠作為食品添加劑
，已被許多國家接受。在飲料、糕點、果凍
、罐頭食品
、海產品、肉製品加工等領域中成為重要的穩定劑、懸浮劑、乳化劑
、增稠劑、黏合劑及具高附加值、高質量的加工原料。具體可概括為以下幾個方麵。

 

　　1）耐酸、耐鹽的食品增稠穩定劑

 

　　應用於各種果汁飲料、濃縮果汁、調味料(如醬油、蠔油
、沙拉調味汁)的食品中。黃原膠的穩定效果明顯優於其它膠，具有較強的熱穩定性，一般的高溫殺菌對其不會有影響，可用於各種果汁飲料、果肉飲料、植物蛋白飲料等

，用量0.08～0.3。

 

　　黃原膠優良的耐鹽

、耐nai酸suan堿jian性xing可ke以yi完wan全quan取qu代dai醬jiang油you中zhong的de傳chuan統tong增zeng稠chou劑ji澱dian粉fen等deng，可ke以yi克ke服fu澱dian粉fen沉chen澱dian的de缺que點dian
，且qie能neng使shi醬jiang油you細xi膩ni均jun一yi，提ti高gao掛gua壁bi性xing和he著zhe色se性xing，延yan長chang貨huo架jia期qi。果guo醬jiang
、豆醬等風味調製醬，用黃原膠作增稠穩定劑，使醬體統一，塗拌性好，不結塊，易於灌裝，且提高口感。

 

　　2）食品乳化劑

 

　　作為乳化劑用於各種蛋白質飲料
、乳ru飲yin料liao中zhong
，防fang止zhi油you水shui分fen層ceng和he提ti高gao蛋dan白bai質zhi的de穩wen定ding性xing，防fang止zhi蛋dan白bai質zhi沉chen澱dian，也ye可ke利li用yong其qi乳ru化hua能neng力li作zuo為wei起qi泡pao劑ji和he泡pao沫mo穩wen定ding劑ji，如ru用yong於yu啤pi酒jiu製zhi造zao等deng。在zai以yi豆dou類lei蛋dan白bai為wei主zhu的de乳ru化hua體ti係xi中zhong加jia入ru0.02％的黃原膠後
，乳化性明顯提高，並使混合體係具有高的剪切率和熱誘導的高粘特性。

 

　　3）食品填充劑

 

　　作為穩定的高粘度填充劑，可廣泛應用於各類點心、麵包、餅幹、糖tang果guo等deng食shi品pin的de加jia工gong，在zai不bu改gai變bian食shi品pin的de傳chuan統tong風feng味wei的de前qian提ti下xia
，使shi食shi品pin具ju有you更geng優you越yue的de保bao形xing性xing，更geng長chang的de保bao質zhi期qi，更geng良liang好hao的de口kou感gan
，有you利li於yu這zhe些xie食shi品pin多duo樣yang化hua和he工gong業ye化hua規gui模mo生sheng產chan。在zai各ge種zhong冷leng凍dong食shi品pin生sheng產chan中zhong
，黃huang原yuan膠jiao具ju有you防fang止zhi其qi失shi水shui，延yan緩huan老lao化hua，延yan長chang保bao質zhi期qi的de作zuo用yong。

 

　　4）食品乳化穩定劑

 

　　作為乳化穩定劑應用於冷凍食品
，在冰淇淋、雪(xue)糕(gao)中(zhong)黃(huang)原(yuan)膠(jiao)能(neng)調(tiao)整(zheng)混(hun)合(he)物(wu)粘(zhan)度(du)，是(shi)使(shi)其(qi)具(ju)有(you)均(jun)勻(yun)穩(wen)定(ding)的(de)組(zu)成(cheng)
，組(zu)織(zhi)滑(hua)軟(ruan)，由(you)於(yu)黃(huang)原(yuan)膠(jiao)的(de)粘(zhan)度(du)和(he)溫(wen)度(du)的(de)關(guan)係(xi)有(you)可(ke)塑(su)性(xing)和(he)剪(jian)切(qie)性(xing)能(neng)，故(gu)在(zai)加(jia)工(gong)操(cao)作(zuo)時(shi)粘(zhan)度(du)下(xia)降(jiang)，阻(zu)力(li)減(jian)小(xiao)，有(you)利(li)於(yu)工(gong)藝(yi)進(jin)行(xing)，而(er)在(zai)冷(leng)卻(que)老(lao)化(hua)階(jie)段(duan)，粘(zhan)度(du)恢(hui)複(fu)
，有(you)利(li)於(yu)提(ti)高(gao)膨(peng)脹(zhang)率(lv)，防(fang)止(zhi)冰(bing)淇(qi)淋(lin)組(zu)織(zhi)中(zhong)大(da)冰(bing)晶(jing)的(de)形(xing)成(cheng)，使(shi)冰(bing)淇(qi)淋(lin)口(kou)感(gan)潤(run)滑(hua)細(xi)膩(ni)。

 

　　同時提高了產品的凍融穩定性
，而且在融化時奶油和水混合均勻
，不會產生漿液分離現象。一般老化時間2～3h。用量0.2％～0.4％。

 

　　5）食品黏合劑

 

　　黃原膠可將一些水溶性粉末物質，如褐藻酸鈉、酪蛋白
、甲jia基ji纖xian維wei素su和he聚ju乙yi二er醇chun纖xian維wei素su鈉na鹽yan等deng交jiao聯lian起qi來lai從cong而er製zhi成cheng一yi種zhong黏nian合he劑ji。此ci黏nian合he劑ji用yong於yu食shi品pin加jia工gong，可ke起qi到dao改gai善shan質zhi地di增zeng加jia成cheng膜mo性xing的de作zuo用yong。利li用yong黃huang原yuan膠jiao的de這zhe一yi性xing能neng可ke以yi製zhi造zao粒li狀zhuang糊hu料liao。與yu傳chuan統tong糊hu料liao相xiang比bi

，用yong黃huang原yuan膠jiao製zhi作zuo的de糊hu料liao飛fei散san性xing小xiao
，均jun一yi性xing和he可ke溶rong解jie度du高gao
，流liu動dong性xing及ji填tian充chong性xing能neng好hao，因yin不bu具ju凝ning聚ju性xing固gu保bao存cun性xing優you良liang。

 

　　6）黃原膠在特定食品加工中的應用

 

　　①黃原膠對麵條品質的影響

 

　　(1)黃原膠對麵筋的形成成現出先強化後弱化的趨勢，其中對持水率的影響會影響麵筋其他指標。

 

　　(2)黃原膠對粉質特性呈現出較好的改良作用，而對拉伸特性有弱化影響。

 

　　(3)黃原膠對澱粉的膨脹勢影響不大，對麵粉的起始糊化溫度有規律的降低，在膠體加入量為0.2時峰值黏度最大。

 

　　(4)黃原膠對蒸煮特性有很好的改善，隨著膠體比例的增大，蒸煮特性各項指標降低。

 

　　(5)膠體的加入增大了麵條質構的硬度
、粘合性、咀嚼性，粘附性和彈性
、粘結性
、回複性較空白有所降低。

 

　　②對牛肉品質的改善

 

　　黃原膠改善牛肉的保水性主要基於兩個方麵，一是黃原膠本身就是親水膠體，滲入牛肉組織可提高肌肉的持水能力；二是肉的保水性可通過蛋白質的凝膠狀結構和靜電作用表現出來的，其中肌肉結構蛋白中的肌球蛋白對其保水性具有決定作用。

 

　　pH值是衡量牛肉品質的一個重要參數
，不僅影響牛肉的適口性

、嫩度、烹煮損失和貨架時問
，還與牛肉的係水力、肉色和風味等顯著相關。肌肉pH值接近其蛋白質等電點(5.0～5.5)時，肉的機械強度最大
，嫩度較差
，係水力也較低。生產上通常要求肉品的pH值偏離其等電點。黃原膠溶液浸泡牛肉可提高其肌肉的PH值，因此，添加黃原膠將有利於改善牛肉的保水與質構品質。

 

　　牛肉最大剪切力的大小可以反映牛肉的嫩度，剪切力越小嫩度越好。因此
，0.5％的黃原膠浸泡液可以改善牛肉的嫩度。其原因可能在於：黃原膠可以螯合Ca2+，可能促使肌細胞中的Ca2+轉入肌漿中，由此激活肌漿中的鈣激活酶，促進肌肉蛋白質的水解，致使肌纖維結構中的z線崩解直至消失
，以及使肌節斷裂、肌原纖維小片化，從而嫩化肌肉。

 

五、總結

 

　　黃原膠的水溶液具有獨特的流變特性――剪切稀化，隨著剪切速率增加
，溶液的表觀粘度明顯下降；

 

　　具有增粘性，在較低濃度下即有較大粘度；

 

　　具有良好的水溶性、對熱及酸堿的穩定性、與多種鹽類有很好的相容性。

 

　　這諸多特性使其通過控製產品的流變學行為而顯著改善食品的質地、口感、外觀品質，提高其商業價值，因此在食品中的應用前景非常的廣泛。