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　　Foodjx導讀：結冷膠是繼黃原膠之后于20世紀80年代通過微生物發酵的方法得到的生物多糖，其凝膠性能*。1982年Kang等報道了實驗室規模通過假單孢菌成功生產結冷膠。結冷膠及結冷膠多糖的商業規模生產是Kelco公司成功篩選微生物的結果。1988年日本成功地完成了結冷膠的毒理實驗，并準許結冷膠在食品中應用。
　　
　　1992年美國食品與藥品管理局（FDA）批準結冷膠作為穩定劑和粘結劑在食品中使用，從此成結冷膠為第三種在食品中使用的微生物胞外多糖。歐共體1994年正式將結冷膠列入食品安全代碼（E-418）。1996年我國也批準其作為食品增稠劑、穩定劑，可在各類食品中按正常生產需要適量使用（GB2760-2011）。
　　
　　一、高酰結冷膠的凝膠特性
　　
　　結冷膠是一種陰離子線性多糖，其相對分子質量高達2—3×105道爾頓，具有平行的雙螺旋結構，兩條螺旋通過氫鍵相互作用來穩定。通過顯微鏡觀察結冷膠，發現它是由多股鏈形成的小圈狀結構。高酰結冷膠與低酰結冷膠在結構上的主要區別在于：高酰結冷膠的每個重復單元均有1個?；B接在葡萄糖分子上，其?；譃閮深悾阂活愂且?beta;—l，3鍵連接在葡萄糖分子的第6個碳原子上的乙?；?另一類是以β—1，3連接在葡萄糖分子的第2個碳原子上的甘油基，其中甘油基的平均比例是乙?；?倍。正是由于分子中乙?；透视突拇嬖?，使得高酰結冷膠呈現出與低酰結冷膠不同的性質。
　　
　　結冷膠溶于水后，分子之間會以右旋的方式自動聚集形成雙螺旋結構，再進一步聚集形成三維網狀結構。而陽離子的加入以及對結冷膠溶液加熱后冷卻，能促進分子間的交聯作用，加速雙螺旋形成三維網狀結構。高酰結冷膠的凝膠機理有兩種情況：一種認為，雙螺旋聚合物連接形成顯著的接頭區域，在這種模型中，分子間雙螺旋結構交聯形成規則的晶狀接頭區域，離子鍵可以穩定這種接頭區域;另一種認為，天然多糖由于本身的非均質性、鏈長及程度不同的分支，使得子結構較為復雜，認為該種凝膠機制是通過延伸或分叉形成纖維狀、絞線性的網絡結構。高結冷膠溶于水后，甘油酰基和乙?；煺归_，在結冷膠分子與分子間連接的時候形成一定的空間位阻，對凝膠的形成有一定的影響。因此，高酰結冷膠與低酰結冷膠的凝膠相比，凝膠更柔軟;在高溫下，比低酰結冷膠在構象上更有次序。
　　
　　結冷膠的凝膠過程是結冷膠分子由無規則的卷曲轉變為有序的雙螺旋結構，并形成一個連續的三維網絡結構的過程。隨溫度的上升，結冷膠的黏度迅速下降，冷卻后又恢復到原來的黏度。當溫度降到凝膠溫度后迅速形成凝膠;當高于凝膠溫度時，在水中出現無序的卷曲。當高酰結冷膠溶液冷卻到72℃時形成柔軟、彈性的凝膠，且無溫度滯后性。熱熔膠的冷卻溫度對成膠的性質也有影響，較低的溫度會形成彈性較好的凝膠，而自然冷卻會形成彈性較小的凝膠。
　　
　　在諸多影響結冷膠凝膠形成和質構的因素中，陽離子是zui為重要的因素，因為陽離子是結冷膠成膠的必要條件。二價陽離子對成膠的影響要遠遠地強于一價陽離子，一價陽離子（M+）和二價陽離子（M2+）影響成膠的機理是不同。一價陽離子成膠機理為，雙螺旋結冷膠-M+-水-M+-雙螺旋;二價陽離子的成膠機理為，雙螺旋-M2+-雙螺旋。陽離子對凝膠強度的影響都是隨離子濃度的增大而增強，達到一定臨界濃度后，離子的增多反而會弱化膠體的強度。結冷膠分子的羧基由于靜電的相互排斥，阻礙了螺旋的緊密聚集，而二價陽離子的介入能屏蔽靜電排斥作用。因此隨著陽離子質量分數的提高，凝膠強度也隨之提高。一個陽離子連接一對羧基，對一價陽離子，因為鉀離子連接羧基的能力比較強，所以鉀離子形成的凝膠強度要遠遠地高于鈉離子。一價陽離子形成的凝膠是熱可逆型的，而二價陽離子所形成的凝膠是根據陽離子濃度而定的。研究表明，當添加的鈣離子濃度低于1.8mmol/L時，結冷膠凝膠是熱可逆的;高于1.8mmol/L時，凝膠是不可逆的。如果溶液中共同存在一價、二價離子時，少量的一價離子不能使結冷膠形成足夠的鏈接，同時又減弱了二價離子的作用，當一價離子濃度大到一定的程度時，又以一價離子的影響為主。所以一價離子和二價離子不能同時作用于結冷膠的凝膠。
　　
　　高酰結冷膠分子中存在的甘油?；淖兞私Y冷膠凝膠的三維網狀結構。甘油?；隰然膬炔炕蚋浇苟垠w結構顯得松散，但是由于羥基的存在，它又能形成氫鍵。因此成膠后，高酰結冷膠要比低酰結冷膠分散更加均勻，保水性更好。將高酰結冷膠與低酰結冷膠以不同的比例混合，發現高酰結冷膠含量越高的凝膠持水率越好。高酰結冷膠在無陽離子存在的溶液中，以游離的?；I相互作用形成稀疏的分子間交聯。甘油?；挥陔p螺旋結構的內部，由于氫鍵的鏈接，使得高酰結冷膠出現弱凝膠的特性。
　　
　　二、高酰結冷膠在食品中的應用
　　
　　結冷膠是一種性能優良的微生物代謝膠，具有*的理化性質和全面的功能，其逐漸成為繼卡拉膠、瓊脂和黃原膠之后的的添加劑，主要作增稠劑、凝結劑、懸浮劑和成膜劑，在糖果、果凍、果醬、面包餡料、冰淇淋等食品制造中廣泛使用。但是，由于目前人們對結冷膠生物合成機理缺乏完整的認識，以及在發酵生產中存在生物濃度低、轉化率低及提取費用昂貴等問題，因此嚴重限制了結冷膠的應用。市售結冷膠有高酰結冷膠和低酰結冷膠，它們的酰基含量不同，導致他們不同的流變及凝膠性質。國內外對低酰結冷膠的研究相對較多，但是對高酰結冷膠的研究較少。
　　
　　高酰結冷膠溶解后比較黏稠、內聚性高，使得它適合做增稠劑。高酰結冷膠比低酰結冷膠膠體柔軟，且保水性和彈性都很好。高、低酰結冷膠混合成膠，其可形變能力可達到低酰結冷膠的四倍。這些特點又使得高酰結冷膠有更多的應用價值。
　　
　　在食品工業中，高酰結冷膠能夠賦予食品一種令人愉悅的質地和口感，它所形成的凝膠透明度高，爽脆適度，并能表現出良好的風味釋放特性。高酰結冷膠通?？梢耘c其他食品膠復合使用，使得食品能夠獲得*的感官、質構和穩定性要求，結冷膠和其他食品膠有較好的相容性，針對不同的食品品質要求，通過調節結冷膠與其他食品膠的混合比例就可以達到非常令人滿意的效果。凝膠型食品膠如卡拉膠、瓊脂等雖然與結冷膠的凝膠特性相似，但是結冷膠在風味釋放、酸穩定性、熱可逆性、使用量等方面均明顯的優于卡拉膠和瓊脂。結冷膠具有抗老化的作用，對玉米淀粉糊在儲藏過程中的老化及黏度升高有抑制作用。結冷膠不易導致酶解，為食品加工提供了很好的靈活性。
　　
　　目前高酰結冷膠在食品中的應用：（1）高酰結冷膠*的彈性和膠凝性，使得它可以應用于果凍、果醬、甜食中。（2）高酰結冷膠具有增稠和穩定的作用，可用于飲料、乳制品、冰淇淋、餡料等。（3）高酰結冷膠具有黏著性，可用于糖霜和糖衣。（4）高酰結冷膠具有較強的持水性，可用于蛋糕、奶酪中，可以達到保濕、保鮮、保型的效果。
　　
　　三、高酰結冷膠的發展前景
　　
　　近年來，利用生物技術開發的新產品—微生物多糖，以其安全、無毒、理化性質*等優良特性，越來越受到人們特別是食品學家們的關注，世界上微生物多糖的年產量增長量均在10%以上。結冷膠是我國新型生物技術產業中一種極有發展潛力的食品添加劑。國內目前有多家企業在生產銷售結冷膠。由于結冷膠可以在極低的使用量下產生凝膠透明度高，有其應用優勢，但這些年其發展徘徊不前，應用的食品范圍還是相對較小，主要原因在于其凝膠的脆性有余，彈性不足。盡管這樣，結冷膠凝膠的*性及在部分食品中應用的難以替代性，在市場一直會有需求而很難被淘汰，盡管需求不大，增長也較緩慢，它已經歷了二十多年這樣的發展態勢。
　　
　　結冷膠是世界上*個用生物發酵方法生產的多糖膠質膠凝劑，有著用量低、透明度高、香氣釋放能力強、耐酸、耐酶等優點。2005年之前，國內的市場幾乎*被美國公司壟斷，2005年之后國產結冷膠開始在市場上占的份額越來越大。國內市場的需求量增長很快，而國內公司結冷膠生產規模小，能耗成本高。國外公司能夠生產較多規格的結冷膠，國內廠家能生產的結冷膠規格較少，而高酰結冷膠基本上不能生產，且生產過程中存在能耗高、產物提取繁雜、產品澄清困難、產品的純化困難等難題。近年來,國產高酰基及低酰基結冷膠生產技術已趨于成熟,一些技術難題已經解決,產品性價比也已高于國外產品，如河北鑫合生物化工有限公司。
　　
　　目前國內對結冷膠的基礎研究及應用研究都做得很不夠，而很多結冷膠應用技術僅掌握在少部分專業復配廠家的手中。目前國內對結冷膠尤其是高?；Y冷膠的應用研究還不夠，國外對結冷膠尤其是高酰基結冷膠的研究主要是結合西方飲食特點的食品等產品展開研究，如很多國外消費者喜歡攝食脆性果凍，而我國消費者就很不喜歡食用脆性果凍，喜歡彈性果凍。如何將國產結冷膠尤其是高酰基結冷膠結合我國特色食品或傳統食品進行應用研究是擺在我國膠體行業科技人員面前的一個重要課題。在加強理論研究的同時，加大有關應用的研究，相信高酰結冷膠會有較好的發展前景。