[发明专利]改进的黄原胶

说明书

发明领域

本发明涉及具有改进的特征的新黄原胶、用于制备所述黄原胶的方法以及包含所述黄原胶的组合物和产品。具体而言，本发明涉及由下列或者它们的衍生物或后代获得的黄原胶以及从这些菌株生产黄原胶的方法：野油菜黄单胞菌菌株(Xanthomonas campestris)、菜蓟属变种(pathovar cynarae)CFBP 19、胡桃属变种(juglandis)CFBP 176、天竺葵变种(pelargonii)CFBP 64、菜豆变种(phaseoli)CFBP 412或ATCC 17915、celebenois ATCC 19046、或者corylina CFBP 1847。

发明背景

多糖黄原胶是由微生物野油菜黄单胞菌产生的并且具有式I中所示的主要结构，其显示在图2中。

黄原胶是由β-1，4连接的D葡萄糖单元的纤维素主链组成的，其在交替的葡萄糖残基上由三糖侧链取代。所述三糖侧链由被葡萄糖醛酸分隔的两个甘露糖单元构成。大约一半的末端甘露糖单元连接至丙酮酸基团且非末端残基通常携带乙酰基。侧链上的羧基使得胶分子为阴离子性的。黄原胶具有的分子量为大约2x10⁶道尔顿，相比于大多数多糖，其具有窄的分子量分布。对黄原胶纤维进行的X-射线衍射研究鉴别出了右旋的五折螺旋构象。在这种构象中，侧链与主链排列一致并稳定总体的构象。在溶液中，侧链缠绕纤维素样的主链从而保护它。人们相信这是在不利条件下黄原胶的出色稳定性的原因。

使黄原胶区别于其它水状胶质增稠剂的两个关键功能是其流变能力和其与半乳甘露聚糖协同相互作用的能力。

流变能力可被表征为在低剪切速度时产生非常高的粘性以及假塑性流动，这为成品提供了悬浮稳定性并且为容易地填充、浇注和抽吸提供了更高剪切速度下的低粘性。

黄原胶也具有与半乳甘露聚糖(例如瓜尔豆胶、肉桂胶、塔拉胶和槐豆胶)以及结构上类似的多糖(例如魔芋葡甘聚糖)相互作用的能力。这种相互作用引起粘性的协同性增加(在瓜尔豆胶的情形中)或者形成强的自我支持凝胶(如在槐豆胶和魔芋葡甘聚糖的情形中见到的)。

这些功能被用于食品应用的广泛范围中，通过控制黄原胶的结构和制造过程而使这些功能最大化将提供高性能的黄原胶，这在使用成本方面对消费者是真正有益的。

协同

最初的研究(Morris，E.R.，Rees，D.A.，Young，G.，Walkinshaw，M.D.and Darke，A.“Order-Disorder transition for a bacterialpolysaccharide in solution.A role for polysaccharideconformation in recognition between Xanthomonas pathogen and itsplant host.”J.Mol.Biol.，110(1977)1-16.)提出了这样的模型：其中半乳甘露聚糖的未经取代的无半乳糖(光滑)区域(在魔芋甘露聚糖的情形中是无葡萄糖的)结合至有序状态的黄原胶。这一模型被用于解释具有不同取代程度的半乳甘露聚糖之间相互作用程度方面的差别。随后的研究显示出在将混合物加热到超过黄原胶的卷曲-螺旋转换的温度以后，相互作用增强了，这被解释为结合以黄原胶的纤维素主链在有序状态时而发生的证据。备选的解释是，当水状胶质在凝胶的凝点之下的温度被混合时，它们形成次等的被破坏的网络，而融化与复位产生了更强的凝聚性的凝胶。

当半乳糖取代减少时，缔合的程度/强度增加了。例如槐豆胶(其具有17-26％的半乳糖含量)与黄原胶形成自我支持凝胶，而瓜尔豆胶(其具有33-40％的半乳糖含量)形成弱的凝胶网络，这产生粘性的协同增加。还已知半乳甘露聚糖的分子量影响其与黄原胶的相互作用。分子量越低，见到的与黄原胶的相互作用越弱。已报导了增加溶剂的离子强度减少黄原胶与半乳甘露聚糖/葡甘露聚糖之间的缔合：例如，增加盐浓度或降低pH引起更弱的凝胶或混合物中更低的粘性。

黄原胶分子结构和其对功能的影响