仪器信息网APP

选仪器、听讲座、看资讯

立即体验

当前位置：仪器社区 >食品检测 > 食品添加剂 > 帖子详情

CNS_20.042_可得然胶

enhua

2021/06/20

食品添加剂

许嘉嘉

目录

第1章可得然胶的介绍4

1 .1 可得然胶的简介4

1.1.1 可得然胶的发现4

1.1.2 可得然胶的结构4

1.1.3 可得然胶的性质5

第2章可得然胶的合成6

2.1 可得然胶的形成6

2 .2 可得然胶的合成途径6

2 .3可得然胶合成的基因8

第3章可得然胶的应用8

3 .1 可得然胶在食品中的应用8

3.1 .1 肉制品9

3.1.2 水产制品9

3.1.3 面条类9

3.1 .4焙烤食品9

3.1.5冷冻食品10

3.1.6甜食10

3.1.7色拉酱10

3.1.8特殊食品10

3.1.9淀粉冻10

3.1.10豆腐面11

3.1.11果冻11

3.1.12薄片状成型食品11

3 .2 可得然胶对人体生理方面应用11

第 4 章食品添加剂可得然胶的国家标准12

4.1 范围12

4 .2 技术要求12

4 .2.1 感官要求12

4 .2.2 理化指标13

4 .2.3 微生物指标13

第五章总结13

参考文献14

随着全球经济与科技的发展，我国食品行业日趋多样化、方便化、营养化、全球化，而食品添加剂作为现代食品制作工艺中不可或缺的成分，往往会起到关键性的作用。可得然胶作为食品添加剂中冉冉升起的新星，在2006年就得到我国卫生部的批准，将其作为微生物食用胶应用于食品行业。具有很好流动性能的可得然胶是一种无色无味的白色粉末，为线性分子结构，是一种水不溶性的葡聚糖，由400?500个葡聚糖残基组成，属于食品纤维，可悬浮于水中，吸附30倍以上的水，它的结构容易受到加热温度、可得然浓度、pH值以及糖类食盐淀粉的影响，在相同的加热温度下可得然浓度越高，其胶体强度会越大，当pH值在 2?10的范围内时，它的凝胶结构相对稳定，淀粉会增加可得然胶的硬度，而糖类和食盐会降低凝胶的强度。

第1章可得然胶的介绍

1.1可得然胶的简介

1.1.1可得然胶的发现

可得然胶，又名热凝胶，最初是由日本的原田笃也教授于1964年从土壤中分离细菌Alcaligenes faecalis var.myxogenes10C3时发现的。该多糖的水悬浮液有在高温下凝固的特点，并且可以形成富有弹性的凝胶，因此原田教授将其命名为Curdlan。1996年美国FDA批准可得然胶可以作为增稠剂、稳定剂用于食品工业中。1989年在美国、日本、韩国等国家地区开始生产和使用可得然胶。2006年5月中国批准了可得然胶可以作为食品添加剂应用于食品工业。[1]

1.1.2可得然胶的结构

可得然胶是由葡萄糖以β-1,3-糖苷键形式所构成的水不溶性葡聚糖，分子式为(C6H10O5)n，n>250(400-500)，结构式如图1-1所示。作为商品，有CD-1型(加有瓜尔豆胶15%)、CD-3型(加有槐豆胶15%)、CD-7型(加有瓜尔豆胶4%、蔗糖脂肪酸酯14%、谷蛋白14%)等多种型号。可得然胶和其他β-1,3-葡聚糖都可以使用苯胺蓝染色来鉴别，当染料结合β-1,3-葡聚糖时变成蓝色。它的结构容易受到加热温度、可得然浓度、pH值以及糖类食盐淀粉的影响，在相同的加热温度下可得然温度越高，其胶体强度会越大，当pH值在2～10的范围内时，它的凝胶结构相对稳定,淀粉会增加可得然胶的硬度，而糖类和食盐会降低凝胶的强度。可得然胶按照其凝胶特性还可以分为低度胶体中和胶体和高度胶体，其产生区别的关键在于温度的控制，其胶体强度随着加热温度的上升而提高，通常情况下，在食品工业中可得然胶会以高度胶体的形式被使用。

图1-1

1.1.3可得然胶的性质

（1）溶解性：可得然胶不溶于水，但能在冷水中很容易分散，经高速搅拌处理后能形成更均匀的分散液、可得然胶能完全溶解于氢氧化钠、磷酸三钠、磷酸三钙等pH12以上的碱性溶液中，不溶于酒精及其它几乎所有的有机溶液。

（2）凝胶性：可得然胶可根据加热程度分别形成低度胶和高度胶二种不同性质的胶体。当把可得然胶分散液从55℃加热到65℃后再冷却到40℃以下时，形成热可逆性的低度胶。把低度胶再加热到60℃时，就能回复到原有的分散液状态。当把可得然胶分散液加热到80℃时，形成坚实的热不可逆性的高度胶。

（3）热稳定性：可得然胶的交替具有耐高温、耐热稳定性，在高温加热的条件下保持较强的稳定性。

（4）耐冷冻性：可得然胶也可以应用于冷冻食品中，其结构稳定不会因为反复冻融而发生变化[2]

（5）包油性：可得然胶凝胶具有极强的包油性。将3%凝胶多糖和各种浓度的玉米油混合液均质后在95C、10min加热时，随含油量的增加，其凝胶强度和脱水率均减少。当含油量达到24%时凝胶在生成过程和生成后仍否发生迪分离k将拿涠凝胶夹在两板间压榨，仅能除去部分水分，油仍残留在干燥物中，含量可达85%.并且此干燥物易吸水而恢复凝胶状态。另外，B一蒎烯、沉香醇等樟脑类物质和脂溶性维生素都可以包含于凝胶多糖凝胶，都可以得到去除水后的干燥物，而这些疏水性物质并不受到损失[3]。

第2章可得然胶的合成

2.1可得然胶的形成

可得然胶在加热到不同的温度时可以形成性质完全不同的凝胶。低度凝胶和高度凝胶。把可得然胶的水分散液加热到约55~65C后再降温至约40C以下，形成热可逆性的低度凝胶，其强度较低。当这种低度凝胶再被加热到约60C时，能恢复到原有的分散液状态。低度凝胶被搅拌而粉碎后，仍能通过加热再形成低度凝胶和高度凝胶:把可得然胶的水分散液加热到约80C以上时，形成结构坚实并具有高弹性的的高度凝胶。高度凝胶是热不可逆的，不会随加热温度的升高而恢复液态，一旦被粉碎就不能再恢复到原状。可得然胶在食品加工行业的应用主要是基于其第二种凝胶的特性。可得然胶在多价阳离子(如Ca*、Mg°*)的存在下，在碱性溶液中也可以形成凝胶:当用酸或二氧化碳中和可得然胶碱溶液，或用蒸馏水对其碱溶液透析时，也可以形成凝胶。这两种非加热凝胶都具有可逆性。

2.2可得然胶的合成途径

葡萄糖在粪产碱杆菌中的代谢途径如图2-1所示，葡萄糖代谢的氧化途径主要有两种：(1)周质葡萄糖脱氢酶将葡萄糖氧化成葡萄糖酸，然后将葡萄糖酸转运到细菌细胞质中并通过葡萄糖酸激酶转化为６－磷酸葡萄糖酸；(2)葡萄糖进入细胞质在葡糖激酶转化作用下生成葡萄糖－６－磷酸，其可进一步被氧化成６－磷酸葡萄糖酸盐或在磷酸葡萄糖变位酶的作用下转化为萄糖－１－磷酸盐[4]。磷酸葡萄糖变位酶的作用是凝胶多糖生物合成的第一个关键步骤。另外，磷酸葡萄糖酸酯可以随后通过磷酸戊糖途径或Entner-Doudoroff途径分解代谢[5]。此外，甘油醛－３－磷酸（GAP）在氮源被限制的条件下可以进入糖酵解途径或通过糖合成途径再生，细胞趋向于合成生物多糖。该发酵过程发生在菌种细胞内，涉及多种酶的协同作用，如葡萄糖激酶、葡萄糖磷酸变位酶、P-1，３－葡聚糖合成酶等，最终导致UDP－葡萄糖聚合产出可得然胶，并分泌到胞外基质中。

图2-1

图2-1粪产碱杆菌中可得然胶合成的代谢网络示意图。6-P-G，6-磷酸葡萄糖酸; AcCoA，乙酰辅酶A; DHAP，磷酸二羟丙酮; F-6-P,果糖-6-磷酸;FDP，果糖-1,6-二磷酸酯: G-1-P，葡萄糖-1-磷酸; G-6-P，葡萄糖-6~磷酸;GAP，甘油醛-3~磷酸; KDPG，2-酮-3-脱氧-6~磷酸葡糖酸;PEP，磷酸烯醇丙酮酸;PQQ，吡咯并喹啉奎宁; PQQH2，二氢醌PQQ; PYR，丙酮酸;Ri-5-P,核糖-5-磷酸;UDPG，UDP-葡萄糖;脂质-P，类异戊二烯脂质-磷酸盐;脂质-P_G，类异戊二烯脂质-磷酸葡萄糖。

2.3可得然胶合成的基因

由于大多数研宄集中在优化可得然胶的工业化生产工艺，很少有关于遗传和分子调节可得然胶生产。已经鉴定出四个基因对于ATCC31749中的可得然胶的生产是必需的。可得然胶合成酶基因（crdS）在于负责从糖核苷酸、UDP－葡萄糖转移葡萄糖到正在延伸的｛３－１，３－葡聚糖聚合物链上［6］。在相同的假定的操纵子中，有另外两种被认为有助于可得然胶合成基因，它们分别是crdA和crdC。这些基因与已知蛋白质序列没有显着的同源性，并且它们在可得然胶生产中的作用仍是未知的［7］。磷脂酰丝氨酸合酶基因（pssAG）被证明是生产高分子量可得然胶所需的，表明膜组成在可得然胶合成中的重要性［8］。推定的调节基因crdR对于可得然胶生产也是必需的，但是该基因仍然需要表征。除了鉴定涉及可得然胶生产的基因，还需要探索控制可得然胶生产的调节机制。由于氮限制对于可得然胶生产是必需的，很多研宄己经涉及了氮调节系统的基因。ntrBC的突变体不能产生可得然胶，这表明氮信号级联可以调节可得然胶合成操纵子的转录。然而，对于crd操纵子，没有发现RpoN依赖性启动子［9］。在pH值５．５的条件下来增强的可得然胶生产的机制也是受到关注的领域。土壤杆菌属的蛋白质组学研宄表明在pH值为７和pH值为５．５的蛋白质水平上显示出较高量的参与可得然胶合成途径的蛋白质，包括凝乳糖合酶，UTP－葡萄糖－１－磷酸尿苷酰转移酶和＿葡萄糖变位酶［10］。虽然最近的遗传和蛋白质组学研宄已经鉴定出可得然胶生产重要的基因，但是在表达这些基因和阐明土壤杆菌属中可得然胶合成的调节方面仍有许多工作值得探索。

第3章可得然胶的应用

3.1可得然胶在食品中的应用

3.1.1肉制品

可得然胶在50°~60°C时吸水率达最大值, 非常适合应用于香肠或肉制品中,以提高其持水性。碎猪肉中增加0.5%~1%的可得然胶烹制成的香肠, 可降低硬度,提高嫩度和弹性,效果优于大豆和蛋清蛋白;可得然胶可抑制蛋白的热聚集变性,防止香肠等肉制品的脱水脱汁,改善其口感;若添加到肉制品如火腿、香肠中可以提高其含水率,使产品更加柔软口感更好。当添加0.2%~1%的可得然胶时,可以使制得的汉堡包具有柔嫩、多汁的口感,并可以使制作的汉堡包有较高的产率。可得然胶对香肠、午餐肉、汉堡包等肉食制品具有保水、保油性效果。[11] 在肉类食品当中，可得然胶作为增稠剂时，我们可以利用其凝胶特性,将其添加在火腿肠、熏肉香肠、酱卤肉品等肉类食品产当中，按生产的要求后，适量的添加可得然胶，使产品的口感、外观、储存时间得到质的飞跃,从而大大提高销售量以及尽可能的减少生产成本[12]。

3.1.2水产制品

可得然胶还可用于水产制品，如鱼肉糕、油炸鱼肉糕、鱼圆、冷冻鱼肉糜等,可以增强制品弹性、有咬劲,同时使硬度增加，还便于成型操作。使用量一般为鱼肉糜量的0.7%。使用时先将可得然胶调制成低强度凝胶，再加入鱼肉糜中。

3.1.3面条类

利用可得然胶的热致凝胶,并在高温下保持一定形状的性质, 可应用于挂面和方便面中防止面条在汤中的软烂现象,提高面条的弹性。由于可得然胶在高温下仍可保持极好的形状和性质,当面团中添加可得然胶后，制得的面条具有良好的质构和外形,可以在加热煮沸的过程中保持面汤的清澈,这种面条韧性和柔软性都得以提高,具有较好的口感。另外将可得然胶的悬浮液与豆奶混合,挤压至沸水中可以制得豆腐面条，在煮食或炒食时保持很好的外观。可得然胶应用于方便面、荞麦面、切面时，可以增强面条的硬度、弹性、粘度等，改善口感、抑制热水溶胀、减少煮烂、汤汁混浊。

3.1.4焙烤食品

可得然胶在加热成胶后可以使制得的这类产品香脆可口。糕点，如蛋糕、奶酪饼等中添加可得胶,具有保湿,保鲜和保形效果。加工时外观不凹陷,加工后保湿性良好，即使进行冷藏也不会产生老化发沙现象,使用量一-般为0.1%~0.4%。另外，可得然胶用于流动性馅心，由于其胶凝作用使馅保持适当的形状，便于操作。改变其添加量可调节馅的硬度和形状。用于蜂蜜、奶油、沙司类风味馅心。

3.1.5冷冻食品

可得然胶形成的凝胶具有良好的耐冷冻性,所以可以用来制作需要冷冻处理的凝胶类食品。将含可得然胶0.5% ~5%的水状悬浮液加热至5580°C, 然后停止搅拌,冷却，或者将两体积的沸水与一体积的含可得然胶的水混合，冷却制得凝胶,将混合物冷却后得到冷冻产品,这种产品可以在室温下经融化食用。将不同成分的含可得然胶的混合物放在容器中加热便可以制作出多层的具有美观外形的凝胶制品。可得然胶作为稳定剂应用于冰淇淋可提高其保形性,与其他稳定剂复配使用效果更好。

3.1.6甜食

可得然胶可以吸收高浓度的糖分并可有效地抑制凝胶脱水，所以可以用来制作甜果酱及甜点类食品。如可将蜂蜜等粘稠含糖配料与可得然胶混和制成片或粒状,方便地用于三明治的馅中。

3.1.7色拉酱

含可得然胶的流体呈假塑性,故可以作为增稠剂、稳定剂应用于色拉酱等流体食品中，赋予产品奶油样的口感,增加无脂食品的粘度，并可以极大地提高产品质量。

3.1.8特殊食品

可得然胶不会被人体消化。因此,可以作为低脂或无脂食品很好的膨胀剂,用于制作低热量或无热量食品，可以使人们在享用到品质绝佳的产品的同时无须担心摄入能量过多对身体健康的影响。另外,可得然胶还可以制作糖尿病人专用食品，如用于制作低热量色拉调味汁。

3.1.9淀粉冻

可得然胶应用于淀粉冻，可以使淀粉冻含水量显著增加，风味更加突出，且口感改善，具有羊羹那样的滑嫩口感。另外，利用其凝胶的耐热性还可以制得用微波加热后食用的热冻食品。

3.1.10豆腐面

可得然胶的热成形性可以用于生产新的食品，如制作面条形状的豆腐。将可得然胶用于食品中，通过细孔挤压到热水中可制作面条状食品。4%的可得然胶与豆腐凝固剂混合使用于豆乳中，挤压加热可制得豆腐面。制成的豆腐面既可以用冰冷却后浇_上调味汁食用，也可以加热后食用，不会出现加热溃散现象。这种豆腐面可冷冻，冷藏保存、再经加热烹煮也不会变形或熔化。

3.1.11果冻

利用可得然胶所特有的可以形成低强度凝胶和高强度疑胶的性质,可以制得由不同色、香、味组成的果冻。以制作- -种三层色、香、味分别呈现不同风味的三层凝胶果冻来说明可得然胶在其中的应用。生产工艺要点为:先将三种不同风味的配料分别调配成悬浮液后加热,温度不超过70°C,然后首先将第一层用料充填入容器中，冷却使之形成低强度凝胶;其次将第二层用料充填入同一容器中，冷却使形成低强度凝胶;再次将第三层用料充填入同-容器中并使之形成低强度凝胶，密封。最后加热杀菌形成高强度凝胶,各层之间紧密连接而成一-体。可得然胶还可用于制做绿茶风味的果冻，这种果冻可冷冻保藏，食用前可以微波解冻。[13]

3.1.12薄片状成型食品

可得然胶用于草莓酱、蜂蜜、梅肉酱、蛋黄酱等粘稠而不易操作的风味物,可以制作草莓片、蜂蜜片、梅鲤鱼片、蛋黄酱片等，这些薄片可以直接作为风味小食品食用，也可以用于夹心、夹馅、卷寿司芯等。蔬菜、水果、肉类制品都可以用可得然胶制成薄片状食品。这些食品可进行冷冻保存，并且在使用时加热也不溶化。利用可得然胶的薄片形成性以及中和反应所得到的凝胶,经脱水干燥后可重新吸水形成凝胶的特性，可以制成薄片食品和干片状凝胶(可复水)。[14]

3.2可得然胶对人体生理方面应用

当然，可得然胶的功能不仅仅局限于食品方面，它对人体的生理方面也有一定的帮助，它在人体内可以改善盲肠脂肪代谢，调节肠内微生物菌群，有利于预防结肠癌、心脑血管疾病和糖尿病的缓解。有大量的研究证实由于肥胖导致的高血压、糖尿病以及痛风、睡眠呼吸暂停综合征等疾病的发病率近年来显著升高。而可得然胶不仅可以作为食品品质的改良剂，还可以作为脂肪的替代品，可得然胶可以吸附30 %的蔬菜油，并且本身低脂肪低卡路里可以作为低脂肪不饱和酸来替代饱和脂肪酸，如素食腊肠，能够减少食品的脂肪含量，从而降低与肥胖相关疾病的发生几率。[16]

第4章食品添加剂可得然胶的国家标准

4.1 范围

本标准适用于以土壤杆菌属（Agrobacterium biovar1）细菌粪产碱杆菌（A.faecalis var.）或放射性土壤杆菌（A.radiobacter）为产生菌，以蔗糖或葡萄糖等为主要原料，经特定的生物发酵并经提纯、干燥、粉碎而成的食品添加剂可得然胶。[17]

4.2技术要求

4.2.1感官要求

4.2.2理化指标

4.2.3微生物指标

第五章总结

我国食品添加剂中胶体种类繁多，据研究表明可得然胶与其他典型胶体相比如卡拉胶、琼脂、魔芋粉，其耐冷冻性能最好；与琼脂、蛋白粉和明胶相比，其pH凝胶范围最大，并且可得然仅仅需要加热便可以形成凝胶，而其他胶凝剂需要额外的步骤才能形成凝胶，如需要加热再冷却等，由此可见可得然胶在传统的典型胶体中表现突出，前景广阔。［18］近年来我国一直推行创新驱动发展战略，科技创新的观念渗透到我国发展的各行各业，可得然胶的开发利用也不例外，许多潜在的创新型产品应运而生，例如制成冲剂或与蛋白粉炒制面粉混合可作为早晚餐食用后具有饱腹感的膳食纤维；用于制作糖尿病人专用的食品，如用于制作低热量色拉调味汁。不仅如此可得然硫酸酯药物的研制与规模化生产将会在我国治疗与预防AIDS方面取得重大进步，推动我国医疗事业的发展。综上所述，可得然胶是一种蕴藏多种功能的物质，具有咼耐冷冻性、咼热稳定性、pH稳定范围广泛等优点，不仅对我国的食品行业会有卓越贡献，还在医疗事业的发展过程中占有一席之地，因此可得然胶在我国的发展前景十分广阔。

参考文献

[1] 高红亮，刘晓霞土壤杆菌产可得然胶发酵工艺优化及其性质的研究

[2] 曾凡宾.新型食品增稠剂中的新星--可得然胶[J].食品安全导刊,2013(09):21-26.

[3] 张海龙，关志炜，杨俊杰.可得然胶的性质及应用

[4] F.J.Letisse, F. P. ChevaLLereau, J. L. Simon, et al .The influence of metabolic network structures and energy requirements on xanthan gum yields[]. Biotechnol.Lett. 2002 (99): 307-317.

[5] M.H.Sawyer , P. Baumann, and L. Baumann .Pathways of D-fructose and D-glucose cataboLism in marine species of Alcaligenes, Pseudomonas marina,and Alteromonas communis. Arch. Microbiol. 1977(112): 169-172.

[6] T.Karmezis, F. Brisse .R. H. Marchessault .Topological characterization of an inner membrane (1-3)-?-glucan(curdlan) synthase from Agrobacterium sp. strain ATCC 31749[J].Glycobiology 2003,13(10): 693-706.

[7] S.J. StasinopouLos, F. Brisse,T.Dudley,et al. Detection of two loci involved in (1-3)-B-glucan(curdlan) biosynthesis by Agrobacterium sp. ATCC3 1749, and comparative sequence analysis of the putative curdlan synthase gene[J]. Glycobiology.1999.9(1):31-41.

[8] T Karmezis,O.Ralf,T .Miral,et al.Cloning and characterization of the phosphatidylserine synthase gene of Agrobacterium sp. strain ATCC 31749 and effect of its inactivation on production of high -molecular-mass (1-3)-?-D-glucan (curdlan) [J] J. Bacteriol. 2002,184(15):4114-4123.

[9] M.McIntosh, B.A. Stone, and V A. Stanisich, Curdlan and other bacterial(1-3)-β-D-glucans[J].Appl. Microbiol. Biotechnol.2005(68):163-173.

[10] L.H.Jin,O.Briess , T.Ruby,et al.Proteomic analysis of curdlan-producing Agrobacterium sp. In response to pH downshift[J]. J. Biotechnol.2008, 138(3-4):87-87.

[11] 刘咏梅,孙俞典.可得然胶在食品加工领域的应用前景，2095-1205（2019）09-71-02

[12] 张丽丽.可得然胶一胶多能[J].农产品加工(创新版),2012(08):29-30.

[13] 刘贻添.魔芋胶与可得然胶复配在果冻工艺中的应用[J].福建轻纺,2019(01):42-46.

[14] 陈艳燕,孙瑾,尹胜利,胡国华.新型食品添加剂增稠剂—可得然胶在食品工业中的应用[J].中国食品添加剂,2007(03):134-138.

[15] 胡国华编著功能性食品胶，北京:化工出版社，2004.1.

[16] 黄瑜萍，王赞，郭雅玲.乌龙茶烘焙技术原理分析[J].福建茶叶,2017(2):24-26.

[17] GB 28304-2012 食品安全国家标准食品添加剂可得然胶

[18] 阳景阳，冯红钰，何文，等.花香型黄观音红茶加工技术及内含物分析[J].安徽农业科学,2018(34):155-157.

相关话题

近期热榜

热门活动

猜你喜欢最新推荐热门推荐

品牌合作伙伴

日立科学仪器

珀金埃尔默仪器（上海）有限公司（PerkinElmer）

珀金埃尔默仪器（上海）有限公司（PerkinElmer）

日本电子株式会社

赛默飞世尔科技

马尔文帕纳科

上海仪电科仪

梅特勒托利多

布鲁克核磁

举报帖子

点赞用户

好友列表

加载中...

正在为您切换请稍后...