結(jié)冷膠的結(jié)構(gòu)與特性

結(jié)冷膠是在有氧條件下由伊樂假單胞菌產(chǎn)生的，后確認(rèn)為少動鞘脂單胞菌。結(jié)冷膠是組成與結(jié)構(gòu)類似的8種微生物多糖中的一種。這8種微生物多糖為：結(jié)冷膠、沃侖膠、鼠李膠、S-657 、S-88、 S-198、NW-11、PS-P4，它們具有相同的主鏈結(jié)構(gòu)，所不同的是它們的側(cè)鏈基團(tuán)的數(shù)目和位置以及含有或不含有乙酰基。

結(jié)冷膠類多糖在水溶液中的物理性質(zhì)差別很大。它們的水溶液都具有高粘性和高熱穩(wěn)定性，在水溶液中結(jié)冷膠形成高粘性或弱的凝膠，但經(jīng)堿脫乙酰基處理后在不同陽離子的情況下，可形成硬而脆的凝膠。結(jié)冷膠可形成熱可逆凝膠，類似于瓊脂和明膠，也能形成鹽誘導(dǎo)的凝膠，類似海藻膠和卡拉膠，這些性質(zhì)是結(jié)冷膠的應(yīng)用具有多樣性。

結(jié)冷膠類多糖中的每一種多糖，其固有的粘性依賴于它們的結(jié)構(gòu)和是否存在乙酰基結(jié)冷膠形成凝膠以及其強(qiáng)度和穩(wěn)定性依賴于溶液中陽離子類型和濃度、乙酰化程度不同而異。

結(jié)冷膠的生產(chǎn)

從生物技術(shù)觀點(diǎn)來說，少動鞘脂單胞菌最重要的共同特征是分泌結(jié)冷膠、沃侖膠、鼠李膠等結(jié)冷膠類胞外多糖，既然這類微生物能夠分泌，特別的有潛在商業(yè)應(yīng)用價值的多糖，我們有理由期望能夠分離到新的少動鞘脂單胞菌，能夠生產(chǎn)主鏈結(jié)構(gòu)相似但流變特性不同的具有商業(yè)應(yīng)用價值的胞外多糖。

結(jié)冷膠合成的生物途徑

微生物胞外多糖的生物合成因菌種不同而發(fā)生在生長的不同階段和環(huán)境條件下。按合成位點(diǎn)和合成模式的不同，微生物胞外多糖的生物合成分兩種類型即同型多糖的合成與異型多糖的合成。

提供糖基核苷酸的活性前體假定為UDP葡萄糖、TDP鼠李糖和UDP葡萄糖醛酸，作為重復(fù)四糖單位合成結(jié)冷膠的單體供體。

伊樂假單胞桿菌利用葡萄糖主要經(jīng)由糖酵解途徑和磷酸戊糖途徑，葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟撬狨セ蚱咸烟橇姿狨ィ缓筠D(zhuǎn)變?yōu)榱姿崞咸烟撬狨ァ?/p>

結(jié)冷膠的提取和純化

提取多糖的一般方法是將發(fā)酵液稀釋若干倍以降低其粘性，然后通過離心分離作用分離多糖。

其他有效的提取胞外多糖的方法有：不加攪拌地滴加一定量的表面活性劑到發(fā)酵液中進(jìn)行相分離，然后回收包含較純多糖的上清液。

結(jié)冷膠的在食品和醫(yī)藥中的應(yīng)用

在食品工業(yè)中,結(jié)冷膠不僅僅是作為一種膠凝劑,更重要的是它可提供優(yōu)良的質(zhì)地和口感。結(jié)冷膠具有良好的風(fēng)味釋放性和穩(wěn)定的特性。它可用于改進(jìn)食品組織結(jié)構(gòu)液體營養(yǎng)品的物理穩(wěn)定性食品烹調(diào)和貯藏中的持水能力。

天然結(jié)冷膠的粘性使它成為用于治療眼疾的最主要藥品。它還可應(yīng)用于藥物的緩慢釋放。

結(jié)冷膠在食品中的應(yīng)用

功能

用途

粘著性

糖霜、糖衣

涂膜性

蜜餞、糖果

乳化性

色拉調(diào)料

微膠囊

粉狀調(diào)味料

成模性

人造腸衣

澄清劑

酒類

泡味穩(wěn)定劑

啤酒

凝膠性

果凍、餡料、甜食等

抗結(jié)晶劑

冷凍食品、糖漿

穩(wěn)定劑

冰淇淋、色拉調(diào)料

增稠劑

果醬、肉腸、餡料等

結(jié)冷膠替代瓊脂

結(jié)冷膠形成的凝膠表現(xiàn)出明顯的熱穩(wěn)定性和高度的透明性。由于這些特性，使結(jié)冷膠可用于嗜熱微生物菌種培養(yǎng)基中代替瓊脂。

結(jié)冷膠的其他應(yīng)用

作為牙膏的凝膠成分用于人體清洗液、發(fā)膠、化妝品、房間除臭劑、凝膠可用結(jié)冷膠，并且比目前使用的角叉膠刺槐豆膠等混合膠用量少；天然結(jié)冷膠同淀粉混合可用于造紙工業(yè)。

結(jié)論與展望

由于結(jié)冷膠類胞外多糖具有冷、熱條件下形成熱可逆凝膠及結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的多樣性這些新的特性，因而使其在過去十多年的食品、醫(yī)藥和生物制藥工業(yè)、電泳固定化細(xì)胞和固定化酶等方面具有重要作用。結(jié)冷膠的低產(chǎn)率加工步驟的繁瑣及高成本損害了微生物生產(chǎn)結(jié)冷膠的經(jīng)濟(jì)可行性。人們期待更加經(jīng)濟(jì)地利用廉價可再生資源作為原料發(fā)酵生產(chǎn)結(jié)冷膠。

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