凝結多糖是一種化學物質。凝結多糖(凝膠多糖,多糖滿量程一140)，又稱凝結膠、凝膠多糖、由微生物產生的熱凝膠由β淀粉組成(1→3)由糖苷鍵組成的水不溶性葡聚糖是一種多糖，其懸浮液加熱后可形成硬而有彈性的熱不可逆凝膠和熱可逆凝膠。

凝結多糖

大阪大學的原田教授于1964年從土壤中分離出這種細菌，并將其命名為Alcaligenesfacealis var．粘基因(10C3)的細菌產生的(結果發現，土壤桿菌―許多保存下來的rium菌株可以產生這種多糖)凝結多糖具有許多特殊的性質糖可以形成熱不可逆的凝膠，其具有可食用的和各種工業用途。1989年，日本和韓國開始將其用作食品膠。FDA于1996年批準其作為食品穩定劑、增稠劑用于食品配料中。凝結的多糖因此成為第二種黃原膠、是繼結冷膠之后，FDA發酵生產的第三種食品多糖，為凝結多糖的進一步推廣應用提供了更廣闊的空間。凝結多糖的應用和食品開發也達到了一個新的水平。日本、加拿大等國已有生產，日本和臺灣省已開發應用于多種食品中。目前，江蘇省食品發酵研究所微生物發酵生產凝固多糖的工藝已基本完成工業化試驗，正在進行實際工業化生產的準備工作。

凝結多糖完全由d組成-葡萄糖殘基通過β葡萄糖醛酸苷連接(C-1和C-3連接形成一個線性β-1→3)葡聚糖。分子式為(C6H10O5)n通常大于250，分子量約為44000 ~ 100000，無支鏈結構。它的一級結構(圖1)是個長鏈。凝結多糖由于分子間的相互作用和分子間氫鍵的結合，可以形成更復雜的三級結構。x射線衍射分析表明，凝結多糖具有β三螺旋結構。凝結的多糖，加熱成高強度膠，右手是6重3股螺旋體，能形成穩定的硬桿狀結構。

凝結多糖不溶于水和許多有機溶劑，但溶于堿液、蟻酸、二甲基亞砜，通常溶于能打破氫鍵的物質的水溶液中。其紅外吸收光譜在890cm波數處顯示出β鍵的特征-1處有吸收峰。凝聚多糖易被剛果紅和苯胺藍染色，而不被甲苯胺藍和亞甲基藍染色，其染色性穩定，與凝聚多糖的濃度和聚合度成正比。凝結的多糖具有觸變性當其水懸浮液緩慢加熱時，其粘度在54℃左右急劇上升，在62℃左右達到一定水平，在78℃左右再次上升，粘度隨溫度升高而增加。凝結多糖是一種不能被人體消化的多糖、一種極其安全的多糖添加劑，不會產生熱量，毒性試驗是放入109口/kg的凝聚多糖未發現異常。

凝結多糖的懸浮液在加熱時可以是無色的、無味道、無味凝膠不同于一般的膠凝劑，除了加熱還需要其他條件才能形成凝膠(例如加熱后冷卻ca計的存在或特定的pH和蔗糖濃度)凝結多糖因其獨特的凝膠特性而在食品工業中具有特殊的用途。

凝膠形成

凝結多糖根據加熱溫度的不同可以形成兩種不同性質的凝膠。將其水分散液(2%以上)加熱至54 ~ 80℃，再冷卻至40℃，可形成熱可逆的低強度凝膠再次加熱到70℃時，凝膠會再次溶解，類似瓊脂。如果凝結的多糖被加熱到80℃以上(80～130℃)幾分鐘后會形成具有不可逆熱量的高強度凝膠，冷卻至室溫再加熱也不會溶解。形成的熱不可逆凝膠在室溫下質地脆硬，在加熱蒸煮過程中硬度下降，彈性不下降，長時間蒸煮也不會溶解或腐爛。

影響凝膠強度的因素

a．濃度對凝聚多糖的凝膠強度有一定影響

隨著凝結多糖濃度的增加，其強度增加，從約3%開始時凝膠強度急劇增加，高于同濃度瓊脂的凝膠強度它的凝膠特性介于瓊脂的脆性和明膠的延展性之間。

b．pH值對凝膠強度的影響

凝結多糖對pH值適應性強，在pH 2 ~ 10范圍內具有良好的成膠性能。

c．無機鹽對凝膠強度的影響各種無機鹽對混凝多糖的凝膠強度影響不大，但Na2B407能顯著增強凝膠強度。

凝膠性質

凝結多糖凝膠在凍融條件下能保持穩定，這使其在眾多膠凝劑中脫穎而出。Yukihiro Nakao等人的研究表明，多糖凝膠在4℃保存20小時對凝膠強度沒有影響，會使多糖凝固、瓊脂、卡拉膠經冷凍(一40℃)解

冷凍處理后，凝結多糖的凝膠強度變化不大，而瓊脂、卡拉膠的凝膠強度為1/10和1/5，而且凝膠塊變成海綿狀質地，解凍后失水。

凝聚多糖凝膠具有很強的含油性3%不同濃度的凝固多糖和玉米油的混合物均質化后，在95℃加熱、加熱10min時，凝膠強度和脫水率隨含油量的增加而降低。當含油量達到24%凝膠形成期間和之后不會發生油分離。將含油凝膠擠在兩塊板之間只能除去部分水分，油仍殘留在干物質中，含量為85%并且干燥的物質吸收水分以恢復凝膠狀態。另外，β一蒎烯、凝固的多糖凝膠中可含有芳樟醇脂溶性維生素等樟腦類物質，可得到脫水后的干燥品，且這些疏水性物質不流失。

擠壓凝結多糖的未加熱凝膠以除去水，可以獲得干薄片這種薄片易吸水膨脹形成再生凝膠，利用這一特性可制成各種可食用薄片和即食果凍。將含有15%凝聚多糖的NaOH水溶液可通過制膜設備擠入酸性溶劑中制成凝膠狀薄膜，并可干燥制備。這種薄膜透明，易膨脹但不溶于熱水，強度是纖維素薄膜的1/3～1/4。因此，它適合作為各種食品的薄膜。

1965年，日本的德原 s 0saka大學從土壤中分離出10C3，發現該菌株產生一種胞外葡聚糖琥珀酸酯該葡聚糖發酵液的粘度很高，當加熱到100℃時，該多糖形成凝膠，并測定了其普遍適用的培養基成分。1966年，TokuyaHarada等人發現了10C3的自發突變體(10C3K)它在生產琥珀酸方面與親本植物不同

葡聚糖產生一種不溶性的胞外多糖，通過β葡萄糖醛酸結合鍵，由C1和C3位的D葡萄糖殘基完全連接，形成線性β1(1―3)葡聚糖，之后發現這種多糖可以被靛藍特異染色。1983年，加拿大多倫多大學的Lawford和Phillips在ATCC21680的連續限氮培養中獲得了高產自發突變菌株ATCC31749。

產生凝結多糖的菌株的典型譜系如圖2所示

在國內，賀國慶等人從水稻土中分離篩選出幾株產堿桿菌，用γ射線輻照和硝基胍誘變處理，獲得一株多糖產量高的菌株、一株產聚糖性能優良的菌株C125。他們還用60上標Coγ射線照射GM24的細胞和原生質體，發現60C07射線對GM24原生質體的誘變效果明顯好于其細胞。

凝結多糖發酵培養基

葡萄糖是制備凝固多糖的最佳碳源。蔗糖和玉米淀粉是工業化生產凝固型多糖的最佳原料。凝結多糖是一種次生代謝產物，在細菌生長的穩定期合成氮源的相對短缺有利于其大規模合成。在簡單的特定培養基中，保持pH中性和高濃度的碳源可以轉化為高產率(50%的凝結多糖；凝結的多糖也可以通過細胞懸浮在不含氮源的僅含D葡萄糖和碳酸鈣的培養基中合成。產生的凝結多糖可以通過其水不溶性進行分離。根據經驗，理想的組成比例如下：葡萄糖50.0g，酵母粉8.0g，K2HP04 0.1g，(NH4)2HPO4 0.8g，MgS04 0．3g檸檬酸鉀0.3g，FeCl3O 0.25g，自然pH。

由胞外多糖(EPS)在細胞周圍以粘性聚合物的形式形成網絡結構。因此，在凝結多糖的生產過程中，即使大量稀釋，也很難將胞外多糖從細胞中分離出來。

在食品行業應用

凝膠多糖具有良好的保水性等加工適應性、耐冷凍性、耐熱性、粘附性和成膜性廣泛應用于食品工業的各個領域。已經開發并應用了適合不同食物的各種特殊制劑。凝膠多糖既可作為食品添加劑，也可作為食品的主要成分。

1.1在肉制品中的應用

凝膠多糖在50 ~ 60℃時吸水率最高，適用于肉制品。在肉類加工中，凝膠多糖可以提高香腸和火腿的持水性添加0.2～1%明膠多糖，烹飪后形成軟、多汁高產的漢堡包。此外，由于其成膜性，可用于漢堡包、炸雞表面覆膜，減少了產品在燒烤過程中的失重，肉汁濃郁，口感滑嫩。覆膜方法是5%凝膠多糖、5%淀粉、94.5%將水混合分散均勻，將涂好的食品浸泡在其中515秒，取出，在125130℃的油浴中加熱3040秒，脫脂冷卻，然后速凍或冷藏，調理時再加熱烘烤或油炸。

1.2在面制品中的應用

凝膠多糖在中式面條中的應用、蕎麥面、切面條時，可以增強面條的硬度、彈性、粘度等，提高口感、抑制熱水溶脹、減少煮爛、減輕湯汁混蝕。用量為小麥粉的05.3～1%，常用量0.4%制備時，先將凝膠多糖與小麥粉混合，再與其他原料混合制成面粉。豆腐是日本和中國的傳統食品它有柔軟的質地，它是4%將凝膠多糖與豆腐凝固劑混合用于豆漿中，通過擠壓和加熱可以制成豆腐面條，賦予其不同的質地，豆腐也可以高溫滅菌或冷藏。

1.3在水產品中的應用

凝膠多糖用于水產品，如魚糕、油炸魚肉糕、魚肉圓、冷凍魚糜等，可以增強產品的彈性、有咬口，同時增加其硬度，方便成型操作。一般用量為0.7%使用時，先將凝膠多糖制成低強度凝膠，然后添加到魚糜中。

1.4在烘焙產品中的應用

利用凝膠多糖的保濕和保形特性，凝膠多糖也可以添加到蛋糕中，如蛋糕、奶酪餅等中。加工時外觀不凹陷，加工后保濕性好即使冷藏也不會造成老化和起砂，使用量一般為0.1～0.4%面包用凝膠多糖、餅餡的流動性由于凝膠化可以保持其應有的形狀，便于操作。硬度和形狀保持性可以通過改變其添加量來調節。如蜂蜜、奶油、醬香餡，用量一般為2 ~ 5%

1.5在冷凍產品中的應用

凝膠多糖作為穩定劑可以提高冰淇淋的保形性。凝膠多糖與其他穩定劑的組合效果最好。使用量一般為0.2～0.3%一個冰淇淋的配方和操作要點如下：全脂煉乳12、脫脂乳粉8.無鹽奶油15.5、砂糖3.飴糖5.蛋黃1.乳化劑（OM）2、香料（香蘭素）1、水55、凝膠多糖0.2。首先混合，然后熱處理至85℃，均質（100MPa）

1.6在其他產品中的應用

用于草莓醬的凝膠多糖、蜂蜜和蛋黃醬很粘，很難處理，可以用來做草莓片、蜂蜜片和蛋黃醬片等，這些切片可以作為小風味的食品直接食用，也可以用來做三明治、夾餡、卷壽司芯等。蔬菜、水果、肉制品可以用凝膠多糖做成薄片。這些食物可以冷凍保存，加熱也不會溶解。凝膠多糖作為生產素食香腸的關鍵成分，使這種香腸具有全脂香腸的質地和口感。還可以替代奶酪制品中的脂肪，防止酸奶和低脂酸性奶油脫水收縮。大多數牛奶加工的巴氏殺菌溫度適用于凝膠多糖的凝膠。凝膠多糖也可用于制作綠茶風味的果凍，食用前可冷凍保存和微波加熱。凝膠多糖含有膳食纖維98.6%，可用作低熱、減肥、預防便秘的功能性食品成分等，生產保健食品。

在化工工業應用

化工用凝膠柱的填充材料一般是葡聚糖。科學家研究了用凝結多糖代替葡聚糖作為色譜柱的填料，取得了良好的分離效果。目前國外已經開始為此生產凝固多糖。混凝多糖和活性炭制備的混合物能有效去除中草藥中的重金屬元素，特別有利于中藥的發展；但在化妝品工業中用作增稠劑、懸浮劑、穩定劑、保濕劑和流變改進劑也很有效，因此它們可以用于各種類型的化妝品中。

凝膠多糖是一種新型微生物多糖，具有許多獨特的功能。自1997年美國衛生組織批準凝膠多糖作為食品添加劑以來，凝膠多糖的功能特性在食品工業中得到了淋漓盡致的體現，應用范圍不斷擴大。除了用于食品工業外，最近有科學家研究了凝膠多糖代替葡聚糖作為填料在化學工業中的應用，并取得了良好的分離效果。

目前，國外已經開始為此生產凝膠多糖。凝膠多糖在化妝品工業中用作增稠劑、懸浮劑、穩定劑、保濕劑和流變改進劑也很有效，因此它們可以用于各種類型的化妝品中。據專家分析，凝膠多糖的需求量將為30%增長的速度，世界形勢處于供不應求的狀態。但國內對凝膠多糖的研究還處于認識階段，離工業化生產還有很大距離因此，加快凝膠多糖的發展對調整我國農村產業結構具有重要意義、提高農產品的附加值、增加農民和農民收入起著重要的作用。