[发明专利]改性吉兰糖胶的组合物、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及有特定效果的新型改性吉兰糖胶(gellan gum)组合物以及吉兰糖胶的改性方法。本发明也涉及用于食品或非食品领域的含吉兰糖胶的产品的生产方法，以及由这种新型改性吉兰糖胶构成的含糖胶产品。

糖胶又称氢化胶体，是多糖类物质。多糖是单糖结构单元的聚合物，自1900年左右就已使用。糖胶的应用在整个20世纪尤其是过去40年中一直增加，今天它们已应用于各种产品和工艺中。某些微生物能够生产性质不同于传统来源糖胶的多糖。这种微生物生产的多糖的最好实例就是黄原胶。最近公布的实例是魏兰糖胶(welan gum)、鼠李胶(rhamsan)和吉兰糖胶(gellan gum)。

于1978年首次发现的吉兰糖胶是由Sphingmonas Elodea[过去叫伊乐藻假单胞菌(Pseudomonas Elodea)]类菌株，尤其是ATCC31461菌株[Kang,K.S.等，EP12552；USP4326052、4326053、4377636以及4385125]生产的。工业上这种糖胶是由在含适当碳源、有机和无机氮和磷源以及适当微量元素的培养基上含水培养微生物所得的细胞外产品。发酵是在无菌状态下进行的，严格控制通气、搅拌、温度和pH值[Kang等，Appl.Environ.Microbiol.,43,(1982),1086]。发酵完成后，在回收糖胶之前，将所产生的粘稠培养液用巴氏法杀死活细胞。有几种办法回收糖胶。直接从培养液中回收的糖胶为天然或高酰基[HA]形式；经过碱脱酰基处理后回收的糖胶为低酰基[LA]形式。已发现糖胶中存在的酰基对其性质影响显著。

组成吉兰糖胶的糖类是摩尔比2∶1∶1的葡萄糖、葡糖醛酸和鼠李糖。它们联结在一起得到线性四糖重复单元的基本结构[O’Neill M.A等，Carbohydrate Res.,124,(1983),123和Jansson,P.E.等，Carbohydrate Res.,124,(1983),135]。在天然或高酰基[HA]形式中，存在两种酰基取代基：乙酸基和甘油酸基。两种取代基分布在相同的葡萄糖残基上，平均来说，每个重复单元上有一个甘油酸基，每两个重复单元上有一个乙酸基。而在低酰基[LA]形式下，酰基被脱除，得到基本上没有这样基团的线性重复单元。光散射和特性黏度测量表明，低酰基[LA]糖胶分子质量约为5×10⁵道尔顿[Grasdalen,H.等，CarbohydratePolymers,7,(1987),371]。X光衍射分析表明，吉兰糖胶以三重、左旋、平行双螺旋形式存在[Chandreskaran等,Carbohydrate Res.,175,(1988),1:181,(1988),23]。

低酰基[LA]吉兰糖胶，在有促进胶凝作用的阳离子，特别是象钙、镁这样的二价阳离子存在的条件下，冷却形成凝胶体。所形成的凝胶体硬而且脆。高酰基[HA]吉兰糖胶在形成凝胶体时无须阳离子存在，所形成凝胶体的结构和流变学特性很大程度上受酰基取代基影响，因此高酰基[HA]吉兰凝胶体的性质明显有别于低酰基[LA]吉兰凝胶体。高酰基[HA]凝胶体一般是软而有柔性，没有热滞后现象。

低酰基[LA]吉兰糖胶的典型胶凝温度为30～50℃，这取决于所存在的阳离子的性质和浓度。高酰基[HA]吉兰糖胶的典型胶凝温度为70℃左右。高酰基[HA]吉兰糖胶的较高胶凝温度，在某些应用中可能有好处，例如防止水果漂浮用的水果填充剂(fruit fillings)。然而在其它应用中，例如即食果冻和糖果，较高的胶凝温度可能在沉淀之前带来预胶凝问题。

通过适当混合高、低酰基吉兰糖胶，可以得到很宽范围的凝胶结构。然而，已证实[HA]、[LA]糖胶混合物在与各单个组分相应的温度下会显示出两种不同构象的转换[Morris,E.R等，CarbohydratePolymers,30,(1996),165-175]。但没有发现形成[HA]、[LA]两种分子都存在的双螺旋的迹象。这说明在混合体系中仍然存在与高酰基[HA]吉兰糖胶高胶凝温度相关的问题。