结冷胶

结冷胶
结冷胶是继黄原胶之后，美国kelco公司开发的又一新型微生物胞外多糖，其凝胶性能比黄原胶更为优越。

结冷胶是由四个糖分子依次为D-葡萄糖、D-葡萄糖醛酸、D-葡萄糖、L-鼠李糖通过糖苷键连接而成的高分子糖类化合物，其中第一个葡萄糖分子是以β-1，4糖苷键连接。

结冷胶(GellanGum)是美国Kelco公司20世纪80年代开发的一种微生物食用胶。

它是由假单脑杆菌伊乐藻属(Pseudomonaseloden)在中性条件下，以葡萄糖为碳源，硝酸铵为氮源及一些无机盐所织成的培养基中，经有氧发酵而产生的细胞外多糖胶质，是一种新型的全透明的凝胶剂。

目录• 基本结构• 性状• 毒性• 用途及用量• 胶凝特性• 基本结构• 性状• 毒性• 用途及用量• 胶凝特性• 生产工艺流程• 前景展望•
结冷胶-基本结构
结冷胶又称凯可胶，是一种高分子线性多糖，田4个单糖分子组成的基本单元重复聚合而成．其基本单元是由1，3—和1，4—连接的2个葡萄糖残基，1，3—连接的1个葡萄糖醛酸残基，和1，4—连接的1个鼠李糖残基组成。

其中葡萄糖醛酸可被钾、钠、钙、镁中和成混合盐。

并且天然结冷胶合有O—酰基（甘油酰基和乙酰基）。

天然或称高酰基结冷胶可形成高弹性低硬度凝胶。

乙酰化结冷胶通过碱处理除去O—酰基后生成低酰基结冷胶，再经过滤可得到纯化低酰基结冷胶，即商品
50万。

结冷胶-性状
结冷胶干粉呈米黄色，无特殊的滋味和气味，约于150℃不经熔化而分解。

耐热、耐酸性能良好，对酶的稳定性亦高。

不溶于非极性有机溶剂，也不溶于冷水，但略加搅拌即分散于水中，加热即溶解成透明的溶液，冷却后，形成透明且坚实的凝胶。

溶于热的去离子水或整合剂存在的低离子强度溶液，水溶液呈中性。

结冷胶在阳离子存在时，在加热后冷却时生成坚硬脆性凝胶。

其硬度与结冷胶浓度成正比，并且在较低的二价阳离子浓度时产生最大凝胶硬度。

结冷胶一般用量0.05％即可形成凝胶(通常用量为0.1％—0.3％)。

所形成的凝胶富含汁水，具有良好的风味释放性，有入口即化的口感。

结冷胶凝胶的凝固温度在30-45℃范围内，而凝胶的熔化温度既可低于又可高于100℃，这取决于阳离子类型和浓度等条件。

添加黄原胶—槐豆胶到结冷胶中，可使其凝胶硬度降低而弹性增强。

结冷胶-毒性
LD50大鼠口服为5000g/kg体重。

ADI无需规定。

结冷胶-用途及用量
由于结冷胶优越的凝胶性能，目前已逐步取代琼脂、卡拉胶的使用。

结冷胶广泛的应用在食品中，如布丁，果冻，白糖，饮料，奶制品，果酱制品，面包填料，表面光滑剂，糖果，糖衣，调味料等。

也用在非食品产业中，如微生物培养基，药物的缓慢释放，牙膏等。

结冷胶可以增强面制品面条的硬度、弹性、粘度，业有改善口感、抑制热水溶胀，减少断面和减轻汤汁浑浊等作用，加入到制作饼干的面团中，也可以起到改良饼干的层次，使饼干具有良好的疏松度的作用；结冷胶作为稳定剂应用于冰淇淋可提高保型性；用于蛋糕、奶酪饼中，具有保湿、保鲜和保形的效果；结冷胶应用于糖果，可以给产品提供优越的结构和质地，并缩短淀粉软糖胶体形成的时间；也可用于替代果胶制备果酱和果冻，也能用于糕点和水果馅饼填料中；在肉制品和蔬菜类制品的加工过程中，添加结冷胶会使其具有清爽的品味，起到弥补产品口味不足的良好作用。

结冷胶可与其他水溶胶一起使用，用于凝胶宠物食品；可与蔗糖、柠檬酸钠、缓慢溶解性酸（脂肪酸、己二酸）等混合成干料，加入沸水中，制成具有极高透明度的热水甜点凝胶，具有人口后快速破碎，风味释放松好的特点；可替代果胶制作果酱．也可与淀粉结合或部分取代淀粉，用糕点和水果馅饼填料。

根据《食品添加剂使用卫生标准》（GB2760-1996）规定本品可在各类食品中按正常生产需要适量使用。

结冷胶-胶凝特性
热稳定性
结冷胶具有良好的热稳定性，它能承受多个周期的热处理。

结冷胶具有显著的温度滞后性，即胶凝温度远低于凝胶的融化温度。

通常，胶凝温度于20一50℃之间，而融化温度则介于65—120℃。

胶凝温度和融化温度的大小主要取决于凝胶的形成条件，如阳离子的类型和浓度等。

结冷胶的温度滞后性对食品工业具有重要的实用意义。

例如，有些制品要求在加上过程中凝胶后再融化；而其他制品要求在热处理过程中凝胶结构保持稳定。

盐对结冷胶凝胶的影响
纯的结冷胶是一种复合盐，不溶于冷水，但在搅拌下可直接分散于去离子水中，提高水中阳离子的浓度，如硬度中等的水(相当于含CaCO3，180mg／kg)，有助于其在水中的分散。

但Ca2+、Mg2+、Na+、K+等离子(如硬水)能阻止已分散的结冷胶加热水化，阳离子的浓度越高，则即使加热至沸也大法使之水化。

在已经分散的水中，加入少量整合剂(如柠檬酸钠、六偏磷酸钠)，可使分散的结冷胶即使在硬度很高的水中也能水化，只要所加熬合剂的量与Ca2+等的含量适当，甚至可溶于冷水。

热的均匀水化的胶溶液冷却后可直接成为凝胶，但需加入阳离子后方能凝结，并随着阳离子浓度的提高可使凝胶的硬度和模量提高到最大值，但浓度超过一定限度，又会使凝胶体的硬度和模量下降，而且一价阳离子与两价阳离子的最适浓度并不一样。

酸、碱对结冷胶凝胶的影响
绝大多数食品的pH介于4.0一8.0之间，结冷胶凝胶在这个PH范围内，其凝胶强度几乎不随pH变化而变化，而结冷胶应用于食品中时，可以不考虑pH的影响。

美国一些专家研究指出：二价阳离子所形成的结冷胶凝胶。

其强度在pH小于3.5
或大于8.5时，凝胶强度迅速下降；一价阳离子所形成的凝胶，其强度在pH介于3. 5—1L.5之间有微小的波动。

但是，在相同胶浓度的条件下所形成的凝胶，二价阳离子的凝胶强度比一价阳离子的凝胶强度要大得多。

酶对结冷胶藏胶的影响
美国一些科技人员曾将各种酶(包括果胶酶、α—淀粉酶、β—淀粉酶、纤维素酶、褐藻酸酶、木瓜蛋白酶、脂肪酶等)添加于结冷胶溶液中，结果发现，任何一种酶对结冷胶溶液的粘度以及凝胶的强度均没有影响，由于具备这种性质，结冷胶可以替代琼脂作为微生物培养基的胶凝剂。

与其他胶类的配伍性
在复配时，槐豆胶、瓜尔豆胶、CMC、黄原胶等非凝胶性水溶胶，对结冷胶凝胶体的组织特性无明显影响。

但如加入明胶、黄原胶与槐豆胶的混合物、淀粉等凝胶性水溶胶时，可使组织结构发生明显变化。

结冷胶-生产工艺流程
发酵液→预处理→洗涤脱色→溶胶脱酰→凝胶压榨→干燥粉碎→成品
结冷胶-前景展望
结冷胶作为微生物代谢胶，生产周期短，不受气候和地理环境条件的限制，可以在人工控制条件下利用各种废渣、废液进行生产，再加上其安全无毒，理化性质独特等优良特性，在食品工业中有着广泛的应用前景。

虽然结冷胶生产取得了许多成果,但还存在一些问题,如产量低；用于通气搅拌的能源高；提纯用的有机溶剂耗量大；有机溶剂的回收较困难等。

因而如果能利用基因工程手段将产胶基因转移到嫌气性微生物中正常表达，从而在无氧或微氧条件下生产则可降低成本。

总之,通过基因工程手段筛选优质多糖产生菌，并利用现代生物技术构建具有多种优异性能的基因工程菌与细胞工程菌来提高结冷胶产率与质量,将是未来结冷胶生产与研究的发展方向。