细菌多糖及其在食品工业中的应用
由微生物产生的多糖是什么
引言概述:微生物产生的多糖（polysaccharides）是一类由微生物合成的复杂碳水化合物，具有广泛的应用和潜在的生物医学价值。
微生物包括细菌、真菌、藻类等，可以通过生物发酵或生物合成的方式合成多种多糖。
这些多糖以其特殊的结构和性质，如高度分支的链状结构和生物相容性等，吸引了科学家们的广泛关注。
本文旨在深入探讨由微生物产生的多糖的定义、产生方式、结构特点、应用领域以及未来的研究方向。
正文内容:一.由微生物产生的多糖的定义1.多糖的基本概念和组成2.微生物合成多糖的特点及分类二.由微生物产生的多糖的产生方式1.生物发酵产生多糖的基本过程与条件2.生物合成产生多糖的相关酶及合成途径三.由微生物产生的多糖的结构特点1.多糖的化学结构和物理性质2.多糖的分支结构和链状结构的影响四.由微生物产生的多糖的应用领域1.生物制药领域中的多糖应用2.食品工业中的多糖应用3.医药领域中的多糖应用4.环境保护领域中的多糖应用五.由微生物产生的多糖的研究方向1.高效生产多糖的工艺改进2.多糖的结构与功能关系研究3.多糖的生物活性研究4.多糖的修饰与功能化研究5.多糖的临床应用前景研究总结:由微生物产生的多糖具有广泛的应用潜力，其特殊的结构和生物相容性使其在生物制药、食品工业、医药和环境保护等领域中得到了广泛关注。
微生物发酵和生物合成是制备多糖的两种常见方法，结构特点主要包括分支结构和链状结构的影响。
目前，多糖研究的重点主要集中在高效生产、多糖结构与功能关系、生物活性、修饰与功能化以及临床应用等方向。
未来，随着科技的进步和研究深入，微生物产生的多糖将继续展现其巨大的潜力和应用前景。
茁霉多糖的微生物发酵及在食品工业中的应用
其透气 性 ，在 制膜 时 添 加 一 些糖 类 如 山梨 醇 、甘 油 等
可增 加 膜 的 韧 性 。
茁霉多糖 无 明 显 毒性 ，用 于食 品 和 医药 等 工 业 是
安全 的 。
霉 多糖在食 品工业 中的应 用。
ｐ ｌ ｌ ｓ 产 生 胞 外 多 糖 ，用 旋 光 、部 分 酸 水 解 、甲 ｕ ｕａ 能 ｌ ｎ
基 化 分 析 及 远 红 外 光 谱 发 现 此 葡 聚 糖 主 要 由 ａ ，４ 一１ 一 糖 苷 键 和 ａ ，６ ～１ 一糖 苷 键 组 成 ，过 氧 化 和 甲基 化 分 析 表 明 ，ａ ，４ 一１ 一糖 苷 键 和 ａ １ ６ 一 ， 一糖 苷 键 的 比 例 为
×１。 ×１ 。 至 １ ０ ～２×１ ０ ～６ ０ 降 ×１ ０ ，尽管 改 变培 养条
件 （ 起 始 ｐ 值 、磷 浓 度 和 碳 源 等 ） 可 改 变 多糖 的平 如 Ｈ
均分子 量 ，但 这些调 整通 常都会使 多糖产 量降低 。
由于出芽短 梗 霉 的 生 活史 中复 杂 的 多态 性 及 茁霉
层 培 养 后 期 ，发 酵 液 黏 度 降 低 ，积 累 的 多 糖 分 子 量 由 ３
成 。 由于茁 霉 多糖 独 特 的 结 构 和性 质 ，在 医 药 、食 品
等 行业具 有广 泛的应用 前景 。
ｌ 茁 霉 多糖 的 结 构 和 性 质
Ｂ ｍｉｒ发 现 了 Ｐ ｌ ｌｒａ （ 为 Ａｕ ｅ ｂ ｓｄｕ ） ｅ ｅ ｕｌ ａｉ 现 ｕ ｒｏ ｏ ｉｉｍ ，
茁 霉 多 糖 （ 称 为 短 梗 霉 多 糖 ，普 鲁 兰 ，ｐ ｌ ｌ ） 又 ｕｌ ａ ｕｎ 是 由 出芽 短 梗 霉 （ ｕｅｂ ｓ ｉ ｐ ｌ ａ ｓ Ａ ｒ ａｉ ｕ ｕｌ ｎ ）产 生 的 胞 外 ｏ ｄ ｍ ｕ 多糖 ，主 要 是 由 麦 芽 三 糖 通 过 ａ ，６ 一１ 一糖 苷 键 连 接 而
微生物在食品添加剂中的应用
微生物在食品添加剂中的应用摘要综述了食品微生物在增稠剂、乳化剂、防腐剂、食品色素、增鲜剂、营养强化剂等食品添加剂生产中的应用，并对其应用前景进行了展望。
关键词微生物；食品添加剂；应用食品添加剂指一类“为改善食品品质和色、香、味以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质”。
食品添加剂对于食品工业的发展起着非常重要的作用，它能增加食品的保藏性、防止腐败变质；改善食品的感官性状；有利于食品加工操作、适应生产的机械化和连续化；保持或提高食品的营养价值；满足其他特殊需要[1]。
早期，食品添加剂一般以化学合成为主。
近年来，随着生活水平的提高，人们越来越崇尚回归自然，安全健康的绿色食品成为食品发展的潮流；而化学合成添加剂的安全性问题日益暴露出来，这与绿色食品的发展格格不入，开发天然、无毒的食品添加剂成为研究的热点。
天然食品添加剂来源主要有动物、植物、微生物。
但是由于动植物的生产周期较长，生产效率低，受环境的影响大，而且提高动植物生产食品添加剂的手段较难实现，而微生物由于自身的特点使其在生产食品添加剂方面具有许多独到的优点：①生产周期短、效率高；②生产原料便宜，一般为农副产品，成本低；③培养微生物不受季节、气候影响；④微生物反应条件温和，生产设备简单；⑤有较易实现的提高微生物产品质量和数量的方法[2]。
因此，通过微生物生产食品添加剂成为极具前途的产业，近十几年来，研究、开发并利用微生物生产食品添加剂已经得到了很大的发展。
现将微生物在食品添加剂生产中的主要应用介绍如下。
1微生物多糖应用于增稠剂、乳化剂的生产利用生物技术开发的新型发酵产品—微生物多糖，以其安全、无毒、理化性质独特等优良特性，越来越受到人们的关注。
到目前为止，已大量投产并得到广泛应用的微生物多糖主要有黄原胶，结冷胶、短梗霉多糖、热凝胶，它们已作为乳化剂、悬浮剂、增稠剂、稳定剂、胶凝剂等广泛应用于食品工业中。
常见微生物多糖在食品中的应用及生产菌种见表1。
微生物在食品工业中的应用(可打印)
细菌在食品工业中的应用1.1 食醋食醋是我国劳动人民在长期的生产实践中制造出来的一种酸性调味品。
它能增进食欲，帮助消化，在人们饮食生活中不可缺少。
在我国的中医药学中醋也有一定的用途。
全国各地生产的食醋品种较多。
食醋按加工方法可分为合成醋、酿造醋、再制醋三大类。
其中产量最大且与我们关系最为密切的是酿造醋，它是用粮食等淀粉质为原料，经微生物制曲、糖化、酒精发酵、醋酸发酵等阶段酿制而成。
其主要成分除醋酸(3%～5%)外，还含有各种氨基酸、有机酸、糖类、维生素、醇和酯等营养成分及风味成分，具有独特的色、香、味。
1.1.1 生产原料目前酿醋生产用的主要原料有：薯类如甘薯、马铃薯等；粮谷类如玉米、大米等；粮食加工下脚料如碎米、麸皮、谷糠等；果蔬类如黑醋栗、葡萄、胡萝卜等；野生植物如橡子、菊芋等；其他如酸果酒、酸啤酒、糖蜜等。
还需要疏松材料如谷壳、玉米芯等，使发酵料通透性好，好氧微生物能良好生长。
1.2 发酵乳制品发酵乳制品是指良好的原料乳经过杀菌作用接种特定的微生物进行发酵作用，产生具有特殊风味的食品，称为发酵乳制品。
它们通常具有良好的风味、较高的营养价值、还具有一定的保健作用。
并深受消费者的普遍欢迎。
常用发酵乳制品有酸奶、奶酪、酸奶油、马奶酒等。
发酵乳制品主要包括酸奶和奶酪两大类，生产菌种主要是乳酸菌。
乳酸菌的种类较多，常用的有干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、乳酸乳杆菌、乳酸乳球菌、嗜热链球菌等。
由于双歧杆菌的引入，使酸奶在原有的助消化、促进肠胃功能作用基础上，又具备了防癌、抗癌的保健作用。
双歧杆菌因其菌体尖端呈分枝状(如Y型或V型)而得名。
双歧杆菌是无芽孢革兰氏阳性细菌，专性厌氧、不抗酸、不运动、过氧化氢酶反应为阴性，最适生长温度为37~41℃。
初始生长最适pH6.5~7.0，能分解糖。
双歧杆菌能利用葡萄糖发酵产生醋酸和乳酸(2：3)，不产生CO2。
双歧杆菌使鲜乳中的乳糖、蛋白质水解成为更易为人体吸收利用的小分子以外，主要产生双歧杆菌素。
细菌多糖及其在食品工业中的应用
由于细菌纤维素具有很强的亲水性、持水性、凝 胶特性、稳定性及完全不被人体消化等特点，使之成 为一种很具有吸引力的食品基料，可作为增稠剂应用于 食品工业中，亦可作为固体食品的成型剂、分散剂和 结合剂等[20]。
in use. In this paper, existing exploitations and application foreground in food industry by using several bacterial polysaccha-
rides were introduced, including the structure, characteristic and synthesis pathway of bacterial polysaccharides as well as their
天然结冷胶为阴离子型线性多糖，具有平行的双螺 旋结构。每一基本单元是由β- 1 ，3 - D - 葡萄糖，β- 1 ， 4-D-葡萄糖酸和α-1，4-L-鼠李糖按摩尔比2:1:1组成(图 1 ) 。这些单体形成线形四糖聚体单位，并含有甘油酰基 和乙酰基，相对分子质量为 5 × 10 5Da [7,8]。
许多不同属的细菌都可以产生此类多糖，主要有土 壤杆菌属、根瘤菌属和产碱杆菌属等。此外还发现假 单胞菌属(Pseudomonas)等也能分泌半乳葡聚糖[15]。土 壤杆菌属所见报道较多，华南理工大学生物科学与工程 研究中心从土壤中筛选到一株能加热成凝胶的放射形土 壤杆菌胞外多糖— Curvielan[16]。Harada 等人[17]比较了土 壤杆菌属、产碱杆菌属和根瘤菌属所产多糖的结构发 现，三者多糖的主链都是相同的，只是酰化方式不同。
H 2C
C=O
O
＜1/2
多糖的生物活性研究与食品应用探索
多糖的生物活性研究与食品应用探索多糖是一类具有多个糖分子组成的生物大分子，广泛存在于植物、动物和微生物中。
近年来，关于多糖的生物活性研究引起了科学界的广泛关注。
不仅仅因为多糖具有良好的生物相容性和生物降解性，更因为多糖具有丰富的生物活性，包括抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、降血糖等多种作用。
抗氧化是多糖常见的生物活性之一。
自由基的产生是人体新陈代谢过程中不可避免的产物，但过多的自由基会导致细胞损伤和各类疾病的发生。
多糖中的多个羟基基团与自由基发生反应，从而起到抗氧化的作用。
研究表明，多糖具有抗氧化作用的同时还可以提升人体自身的抗氧化能力，有效减轻自由基对人体的伤害。
免疫调节是多糖重要的生物活性之一。
免疫系统是人体的防御系统，对于保护人体免于病菌的侵袭起着举足轻重的作用。
研究表明，多糖可以通过调节机体的免疫系统增强人体免疫力，提高机体对病原菌的抵抗力。
此外，多糖还可以调节免疫细胞的活性，增强机体对抗肿瘤细胞的能力，因此多糖在肿瘤治疗方面也有一定的应用潜力。
抗肿瘤是多糖重要的生物活性之一。
肿瘤是现代医学面临的严峻挑战之一，寻找对肿瘤有特异性抑制作用的药物成为科学家们的研究方向之一。
多糖通过激活人体的免疫系统，增强对肿瘤细胞的杀伤作用，起到抗肿瘤的作用。
研究还显示，多糖还可以调节肿瘤细胞的凋亡和增殖，从而达到抑制肿瘤生长的效果。
虽然目前的研究还处于初级阶段，但多糖作为一种相对安全无毒的生物活性物质，具有很大的研究和应用潜力。
降血糖是多糖另一个重要的生物活性。
随着现代生活方式的改变，高血糖已成为一种常见的慢性病。
多糖作为一种保持血糖平稳的天然物质，具有降低血糖的作用。
研究表明，多糖可以通过减缓糖的吸收速度和促进胰岛素的分泌来降低血糖。
与传统的药物相比，多糖具有副作用小、无依赖性等优点，因此在降血糖领域也有较大的应用潜力。
除了研究多糖的生物活性，科学家们还在不断探索多糖在食品方面的应用。
多糖作为一种原料，可以用于食品添加剂、保健品等的开发。
不同因素对微生物多糖溶液黏度的影响
不同因素对微生物多糖溶液黏度的影响不同因素对微生物多糖溶液黏度的影响微生物多糖是一种广泛存在于自然界中的多糖物质，具有很强的黏性与水溶性，是生物体的重要成分和广泛应用的稀有资源。
而微生物多糖的黏度又是其性质之一，它的测定与研究对于多糖的生产、提取、纯化和应用等方面具有很重要的意义。
因此，本文将从影响微生物多糖溶液黏度的不同因素的角度分析并探讨微生物多糖的黏度性质。
一、分子结构的影响微生物多糖分子结构的差异是影响其黏度的重要因素，分子量、分子结构单元数量、糖基之间的化学键、糖基之间的建立方式等都会影响微生物多糖的溶液黏度。
首先，分子量越大，微生物多糖的黏度就越高，这与其在水中形成聚集体相关。
其次，微生物多糖的结构单元数量和糖基之间的化学键数量将决定其结构层数及其分子间的张力大小，从而对黏度产生影响。
最后，不同的糖基之间的建立方式也是影响其黏度大小的重要因素。
如在多肽中，糖基之间的交联会加强不同糖基之间的互相作用力，从而使溶液的黏度增加。
二、pH值的影响微生物多糖的pH值对其黏度也产生了明显的影响。
在不同的pH值下，微生物多糖的分子结构发生变化，从而影响黏度。
当pH值过低或过高时，会导致微生物多糖的分子结构缩紧、破坏，水分子进入分子之间发生反应，从而导致分子间斥力增大，致使微生物多糖的黏度降低。
三、离子强度的影响离子强度也是影响微生物多糖黏度的重要因素。
微生物多糖的黏度可受离子强度的影响而改变，由于离子的存在会阻碍多糖分子组成的聚集体之间的弱相互作用力，使这些聚集体成熟的颗粒结构得到较好的稳定，导致溶液成为高粘度。
但过高的离子浓度则会产生阻力，导致微生物多糖的黏度降低。
四、温度的影响微生物多糖的黏度也受温度的影响。
随着温度的升高，分子间的引力会减弱，分子的运动速度也会加快，从而导致微生物多糖的黏度降低。
但是，当温度过高时，由于聚集体的分解与稳定之间的平衡发生改变，导致部分聚集体的分解难度增加，从而使得微生物多糖的黏度增加。
乳酸菌发酵产生的细胞外多糖类黏性物质研究
乳酸菌发酵产生的细胞外多糖类黏性物质研究乳酸菌是一种被广泛应用于食品工业中的微生物。
其主要功能在于发酵食品，使其具有更好的口感和营养价值。
除此之外，乳酸菌还可以产生许多有益于人体健康的物质，比如细胞外多糖类黏性物质。
乳酸菌通过代谢细胞外多糖，来形成其特有的胶原质结构，使得细胞表面具有黏性，使得细胞能够黏附在各种物质的表面，同时也可以保护乳酸菌，避免其被各种不良物质侵蚀和氧化。
乳酸菌产生的细胞外多糖类黏性物质不仅在食品工业中具有重要的作用，同时也在医药领域得到广泛应用。
细胞外多糖类黏性物质是一种由多种单糖和有机酸构成的聚合物。
其结构可以是线性或者分支状，同时也具有很高的分子量。
在细菌细胞壁中，这些细胞外多糖类黏性物质是由多个单糖单元排列在一起，形成非常结实的网状结构。
这种强韧的网状结构不仅可以维持菌体的整体性，同时也可以让乳酸菌能够在敌视环境中存活下来。
不同菌株的乳酸菌在产生细胞外多糖类黏性物质时，会产生不同的化学结构和生理特性。
其中最常见的种类包括多种多糖聚合物，比如聚醣、果胶、低聚糖和异麦芽糖等等。
其中，异麦芽糖在当前的研究中表现出了很强的生物活性。
这种异麦芽糖的生物活性可以通过体外和体内的实验来证明，其主要作用在于增强机体的免疫力和抗炎能力。
除异麦芽糖外，乳酸菌产生的其他细胞外多糖类黏性物质也有很强的生物活性，比如聚醣。
一些研究表明，聚醣可以通过激活机体免疫细胞来增强身体的免疫效果，同时也可以减少肠道细菌的滋生，减轻消化不良和消化系统疾病的症状。
这些研究成果都为利用乳酸菌发酵产生的细胞外多糖类黏性物质来进行常见疾病的治疗提供了更多的证据和思路。
需要注意的是，在乳酸菌发酵产生的细胞外多糖类黏性物质的研究中，尚存在许多问题需要解决。
首先是如何从乳酸菌中分离出足够的细胞外多糖类黏性物质。
此问题涉及到细胞外多糖类黏性物质的提取和纯化，需要通过科学技术手段来解决。
其次，不同的乳酸菌在不同的生长条件下，产生的细胞外多糖类黏性物质有很大的差异。
多糖在食品工业中的应用现状
多糖在食品工业中的应用现状作者：黄远标来源：《现代食品》 2017年第7期摘要：在现代食品工业当中，多糖应用比较广泛，这种高分子化合物由醛糖和酮糖组成，大多存在于高等植物体内，在藻类和动物体内也很常见，在自然界中，是一种含量丰富的聚合物，本文对多糖在食品工业中的应用展开研究，为多糖的开发和应用提供参考。
关键词：多糖；食品工业；应用现状近年来，随着科学技术的发展，我国食品加工行业的技术进一步发展，其中多糖的应用给食品加工带来更多益处。
多糖具有更多生物功能，可以构成细胞外结构物质，还可以构成遗传物质和酶等，多糖具有多种药理，是人类应用药品的良品，在食品工业中的应用也非常广泛。
1 微生物多糖的特性和具体应用1.1 黄原胶1.1.1 结构特性微生物多糖中，黄原胶应用比较广泛，多糖的产生和野生黄单细胞菌有很大关系，这种多糖是一种酸性胞外的杂多糖，其分子构成主要为D- 葡萄糖和乙酸等物质，其中一级结构以D- 葡萄糖基为主链，分子的侧链末端以丙酮酸为主，丙酮酸的含量影响着多糖的性质。
黄原胶结构比较独特，具有良好的增粘协效性和低浓度高黏性，良好的分散特性使微生物多糖在食品加工业的应用比较广泛[1]。
1.1.2 具体应用黄原胶可以用于制作蛋糕，改善蛋糕结构，使蛋糕缝隙均匀，更具有弹性，延长蛋糕保质期；在奶油和乳制品中，应用黄原胶可以使乳制品结构更加坚实，香味散发更好，品尝起来更加细腻；如果黄原胶应用于饮料中，会使饮料有爽口的感觉，应用于果汁中，可以使液体更加分明，应用于啤酒制作中，可以使气泡效果更好，黄原胶在其他食物中的应用更加广泛，例如果冻和果脯等食品。
1.2 结冷胶1.2.1 结够特性这种多糖由伊乐藻假单细胞菌发酵而来，在发酵时需要添加碳水化合物，以阴离子线性为主，拥有双螺旋结构，基本组成单元是四个糖分子。
结冷胶用量较低时可以形成透明凝胶，这种多糖可以使凝胶含有大量汁水，释放性良好，入口即化，稳定性良好，在储藏过程中，内部结构不会随着时间和温度而改变。
微生物多糖在食品中的应用
微生物多糖在食品中的应用摘要：多糖在食品工业、医药及石油工业上有着广泛的用途。
微生物多糖具有生产周期短,不受季节、地域和病虫害条件限制的特性,有较强的市场竞争力和广阔的发展前景。
本文主要介绍了微生物多糖的来源及其在食品工业中的应用。
关键词：微生物多糖;生物合成;应用引言：近二十年来,随着分子生物学和细胞生物学的发展,以及对膜的化学功能、免疫物质的化学研究及新药物资源的研究开发,发现多糖与免疫功能的调节、细胞与细胞的识别、细胞间物质的运输、癌症的诊断与治疗等有着密切的关系。
近年来又发现多糖的糖链在分子生物学中具有决定性作用。
此外它还能控制细胞的分裂和分化,调节细胞的生长和衰老。
多糖在食品工业、医药、发酵工业及石油工业上也有着广泛的应用。
微生物多糖的应用1、微生物多糖在食品工业的应用微生物多糖在食品工业中的应用比较广泛,可以用作食品添加剂、抗凝剂,保鲜剂等。
已经获得工业应用的有结冷胶、黄原胶、海藻糖、琼脂糖、凝结多糖等。
凝结多糖可用于多种食品中如果冻、面条、香肠、汉堡包、冰淇淋、微波食品等。
作为一种食品添加剂,它可以改善产品的持水性、粘弹性、稳定性,并有增稠作用。
它既可以粉末加入也可以悬浮液添加,浓度在0. 4 %～6. 0 %之间任意选择。
凝结多糖凝胶介于琼脂的脆性与明胶的弹性之间,并且在p H3～9. 5稳定,而琼脂在p H4. 5以下就不能形成凝胶。
凝结多糖形成的凝胶能迅速吸收蔗糖,适于做果冻。
利用其热胶凝特性将凝结多糖悬浮液挤压至沸水中即可使豆制面条成型,而且在以后的热处理过程中面条形状不会改变也不会溶解。
豆腐是日本和中国的传统食品,它具有柔软的质构,加入凝结多糖将豆腐做成面条状,赋予它不同的质构,还可将豆腐进行高温消毒,也可冷藏。
凝结多糖在50～60℃的水分吸收率最大,这一性质使它适于应用在肉制品中。
在肉类加工中,凝结多糖能改善香肠和火腿的持水性,在汉堡包中加入0. 2 %～1 %的凝结多糖,烹调后形成松软、多汁和高产量的汉堡包。
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空间构 型变化
新的凝胶
微观解释
图 3 凝结多糖的凝胶特性 Fig.3 Gel-forming characteristic of curdlan
※专题论述
食品科学
2006, Vol. 27, No. 04 257
糖。Robison 等[2]报道的放射形土壤杆菌(A.radiobacter) SE-04 所产多糖 PS-SE-04 是一个含有 17 个糖残基的重复单 元，这是目前发现重复单元最长的半乳葡聚糖，葡萄糖 与半乳糖的比例为 15:2，丙酮基和丁二酸基占 2%～4%。
in use. In this paper, existing exploitations and application foreground in food industry by using several bacterial polysaccha-
rides were introduced, including the structure, characteristic and synthesis pathway of bacterial polysaccharides as well as their
食品等相关领域进行利用[3]。日本专利[4]中也有报道用由 土壤杆菌属和根瘤菌属分泌的环槐聚糖(Cyclosophoran) 包裹食品成分( 维生素) 和药物。本文综述了几种细菌多 糖的开发现状及其在食品工业中的应用前景，系统介绍 了其结构、功能及生物合成途径，列举了几种细菌多 糖在食品行业中的应用，并展望了其发展前景。
Guiyang 550003, China；2.Key Laboratory of Microbial Engineering, College of Life Sciences, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China)
Abstract：Polysaccharides are the essential component in many kinds of artificial foods, applied as thickener, suspending agent
收稿日期：2005-08-30
*通讯作者
基金项目：中国博士后基金(2003033496)；贵州大学基金课题(校科合博基字[2001 年]001 号)
作者简介：李静( 1 9 8 1 - ) ，女，硕士研究生，研究方向为应用微生物。
256 2006, Vol. 27, No. 04
食品科学
※专题论述
C H 2O H O
OH OH
OH
C H 2O H O
O
OH OH
C H 2O H O
O
OH
n
OH
图 2 凝结多糖的结构 Fig.2 The structure of curdlan
1966 年日本的 Harada 和 Coworkers 从土壤中分离出 一株粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis var. mgxogenes)10C3 菌株以及后来又发现的土壤杆菌属的许多菌株[8]均可产生 凝结多糖。凝结多糖具有很好的热稳定性。将凝结多 糖粉末分散于水溶液中，加热悬浮液至不同的温度其凝胶 特性及在电镜下观察到的微观结构如图 3 所示[9][13,14]，作者 认为其热稳定性与其微观结构有一定的关系。凝结多糖 的另一特性是在冷冻和解冻下均能保持稳定，凝胶在 pH3～9.5 范围内稳定[9]。 1.3 半乳葡聚糖
维素(Bacterical cellulose)等。 1.1 结冷胶
虽然目前已开发的微生物多糖种类很多，但迄今为 止允许广泛用做食品添加剂的微生物多糖只有黄原胶和 结冷胶[5]，除美国外，还有其他十几个国家批准其用作 食品添加剂。我国于 1996 年批准其在各类食品中[6]作为 食品增稠剂和稳定剂使用(GB20.000, INS418)。
宏观现象
凝结多糖 悬浮液
(55～60℃) 至 40℃以下
低凝固点的热 可逆性凝胶
80℃
不可逆高凝 固点凝胶
＞ 100℃
凝胶强 ＞ 140℃ 度增大
强度更大 的新凝胶
100～200A 宽 的长纤维
宽的微纤பைடு நூலகம்和 一些长的微丝
分子疏水键 相互作用
网状结构, 微丝交 错成复杂微纤维
更强的 疏水作用
更宽的 粗纤维
H 2C
C=O
O
＜1/2
CH2 O
O
O
CO O-M + O
OH
C H 2O H O
O OH
CH3
O
O
OH O H
OH
C C C H 2O H
OH
OH OH
OH
＞1/2
图 1 结冷胶的结构 Fig.1 The structure of gellan gum
1.2 凝结多糖 凝结多糖是继黄原胶、结冷胶之后又一种新的微生
天然结冷胶为阴离子型线性多糖，具有平行的双螺 旋结构。每一基本单元是由β- 1 ，3 - D - 葡萄糖，β- 1 ， 4-D-葡萄糖酸和α-1，4-L-鼠李糖按摩尔比2:1:1组成(图 1 ) 。这些单体形成线形四糖聚体单位，并含有甘油酰基 和乙酰基，相对分子质量为 5 × 10 5Da [7,8]。
1 几种主要细菌多糖概述
随着对微生物多糖研究的深入，世界上微生物多糖 的产量和年增长量均在 10% 以上，而一些新型微生物多 糖年增长量在 30% 以上[1]，到目前为止，已生产或应用 于工业中的细菌多糖主要有：结冷胶(Gellan gum)、凝 结多糖(Curdlan)、半乳葡聚糖(Galactoglucans)和细菌纤
未知
由于细菌纤维素具有很强的亲水性、持水性、凝 胶特性、稳定性及完全不被人体消化等特点，使之成 为一种很具有吸引力的食品基料，可作为增稠剂应用于 食品工业中，亦可作为固体食品的成型剂、分散剂和 结合剂等[20]。
细菌纤维素是当今国内外生物材料研究的热点之 一。一般认为合成纤维素是植物特有的功能，但少数微 生物也能合成纤维素。如醋酸杆菌属(Acetobacter)、土 壤杆菌属、假单胞杆菌属、无色杆菌属(Achromacter)、 产碱杆菌属、气杆菌属( A e r o b a c t e r ) 、固氮菌属 (Azotobacter)、根瘤菌属、八叠球菌属(Sarcina)和动胶 菌属(Zoogloea)等属中的某些种，它们合成的纤维素统 称为细菌纤维素，但其大分子结构随产生菌的不同而异 (表 1)[18,19]。细菌纤维素是由纯的 D —葡萄糖聚合而成， 不掺杂其它多糖。
表 1 细菌纤维素产生菌 Table 1 Bacterial cellulose and its producing strains
属名 醋酸杆菌属 无色杆菌属
气杆菌属 土壤杆菌属 产碱杆菌属 假单胞杆菌属
根瘤菌属 八叠球菌属
动胶菌属
纤维素结构 由带状物构成的胞外薄膜
细纤维 细纤维 短的小纤维 细纤维 无明显的小纤维 短的小纤维 无定形纤维素
applications in food industry. Finally, developing trends of bacteria polysaccharides were prospected.
Key words: bacteria；polysaccharide；food；application
许多不同属的细菌都可以产生此类多糖，主要有土 壤杆菌属、根瘤菌属和产碱杆菌属等。此外还发现假 单胞菌属(Pseudomonas)等也能分泌半乳葡聚糖[15]。土 壤杆菌属所见报道较多，华南理工大学生物科学与工程 研究中心从土壤中筛选到一株能加热成凝胶的放射形土 壤杆菌胞外多糖— Curvielan[16]。Harada 等人[17]比较了土 壤杆菌属、产碱杆菌属和根瘤菌属所产多糖的结构发 现，三者多糖的主链都是相同的，只是酰化方式不同。
半乳葡聚糖具有很多独特的性能，如耐酸碱、耐 高盐，低浓度具有高粘度，并在较高的温度范围内稳定 等，可以作为增稠剂、凝胶剂、成膜剂、抗结晶剂、 保水剂等而广泛应用于石油、轻化工和食品等领域。
半乳葡聚糖是一类由葡萄糖、半乳糖组成的杂多 糖，通常含有丙酮酸、乙酸及丁二酸取代基，丁二酸 型多糖或琥珀聚糖是指含有丁二酸取代基的半乳葡聚
物发酵生产的多糖，已被 F D A 推荐应用于食品中。这 种食品添加剂由美国 Takeda 股份有限公司生产，1989 年 起在日本、韩国、台湾广泛使用[ 9 ] 。
凝结多糖又叫热凝胶，热凝多糖，不溶于水，完 全由 D- 葡萄糖残基经β - 葡萄糖苷键在 C1 和 C3 联接形成
的β-1，3- 葡聚糖，相对分子质量为 44000～80000Da(图 2)，聚合度为 400～500[10,11]。此后又发现凝结多糖的(1 → 3)- β-D- 葡聚糖能专一地被靛蓝染色[9][12]。由于其水 悬液加热便可以形成凝胶特性，故在食品生产领域被广 泛应用。
or gelatinizing agent. Those polysaccharides usually come from higher plants, algae or some kinds of mushrooms. Recently, great
attentions are paid to bacterial polysaccharides because of their stable structure and function, inexpensive price and low dosage
半乳葡聚糖具有优越的理化性质和一些独特的性 能，如低浓度和低剪切速率时呈现高粘度，剪切稀化， 对 p H 变化的稳定性，对高浓度盐溶液特别是阳离子染 料的可配伍性等[3]。如 Curvielan 浓度在 0.1% 时粘度即 可达到 5 0 m P a ·s ，在 p H 3 ～1 0 内表现优良的耐酸碱性 能，粘度几乎不受 p H 的影响[16]。 1.4 细菌纤维素