几种极具商业价值的新型微生物多糖的功能及应用
刘清泉
⑤独特的澄清透明性。
结冷胶可溶于冷水，稍微加热即可溶解形成均一透明的溶液。
⑥硬度和弹性、脆性的可调节性。
结冷胶是一种广谱性的胶凝剂。其形成温度、熔化温度、凝胶硬
度和弹性、脆性可以通过加入适合的离子来调节，可以制成热可逆性
凝胶或热不可逆性凝胶。
3．应用范围及领域结冷胶的主要应用领域及典型产品有：1）焙
烤糖果、果冻、果酱和咖喱、低热果酱、人造果酱、面包馅料；
2）合成食品人造水果、人造素菜、人造肉；3）水基凝胶甜点凝
胶、装饰果冻配菜；4）馅饼填料和布丁速食甜点、听装布丁、预烹
布丁、馅饼填料；
5）宠物食品听装肉段、凝胶宠物食品；6）糖衣和糖霜糕点糖衣、
听装糖霜；7）牛奶制品冰淇淋、凝胶牛奶、酸奶、冻奶。4．国内外
市场前景预测国内有几家单位对结冷胶进行了研究，并进行了中试，
但目前尚无工业化规模生产，市场所用的产品全部进口。全球惟一的
结冷胶（Gellangum）生产商是美国斯比凯可公司CPKelco。
由于结冷胶可以在极低的用量下产生凝胶，其0．25％的使用量
就可以达到琼脂1．5％的使用量和卡拉胶1％的使用量的凝胶强度，
现已逐步代替琼脂和卡拉胶。同时，在国外试验室研究及菌种培育中，
结冷胶作为胶凝剂已被广泛采用。结冷胶生产工艺独特，技术要求很
高，特别是工业规模的生产有其独特的技术诀窍。结冷胶的生产成本
仅比黄原胶略高一些，而售价是黄原胶的两倍以上，高达34美元／公
斤，有极高的商业利润和市场前景。
在食品工业中，琼脂和卡拉胶的全世界用量约50牞000—80牞000
吨，中国的用量约为15牞000—25牞000吨。如琼脂和卡拉胶的20％用
量用结冷胶代替，则全世界用量近10牞000吨。目前美国卖到日本的
结冷胶每年约2000吨，中国目前有数百吨依靠进口，价格高达500元
／公斤。除在食品工业中使用外，在化妆品等方面，结冷胶也有较大
的市场份额，专家预测中国近年需求量能达到数千吨。
三、PS－1231多糖（Agrolan）1．性能及化学组成PS－12321多
糖亦称阿克兰胶，是由国内自行选育的、由放射型土壤杆菌（AgrobacteriumradiobacterBiovav
．1）以糖蜜或蔗糖为碳源，经过微生物发酵及一系列生化反应得到
的一种阳离子型丁二酸异多糖。主要由D－葡萄糖、D－半乳糖、丙酮
酸和丁二酸组成。与同类产品相比，它具有更优越的流变学性能和其
他多糖不可替代的功能特性。该多糖具有良好的剪切稀化性能和极好
的稳定性，可与高浓盐溶液配伍并呈现与在淡水中相似的剪切稀化性
能牞还具有可与阳离子染料配伍而不生成沉淀的特性。在同样的条件
下，PS－1231多糖的黏度和悬浮能力均优于黄原胶。微生物多糖PS－
1231的单糖组分与化学构成与黄原胶有显著的差异。
2．PS－1231多糖的增稠性能PS－1231多糖具有高于黄原胶等其
他微生物多糖的增稠性能。特别在低浓度下具有很高的黏度。因此，
实际应用时添加量仅为千分之几。PS－1231多糖具有比目前国内最好
的增稠剂黄原胶更好的增稠性能。
这里值得特别指出的是，多糖PS－1231含有比黄原胶高得多的丙
酮酸含量。据资料报道，丙酮酸含量是微生物多糖内在质量的一个重
要指标。黄原胶的国际标准（FCC）规定丙酮酸不低于1．5％，而PS
－1231多糖中丙酮酸含量高达10％。我们认为，这很可能是PS－1231
多糖具有独特性能的原因所在。
3．国内外市场前景预测PS－1231多糖是国内自行研制并具有自
主知识产权的新产品，由中科院微生物所和山东省食品发酵研究院合
作生产。产品在石油、印染、陶瓷等行业中进行了有规模的应用研究，
取得了理想的效果，现在正在扩大推广中。
黄原胶目前在国际市场的年销售量约为5万吨以上。从性能价格
比来说，PS－1231多糖相当或略优于黄原胶。尽管从PS－1231多糖的
结构、性能及生产工艺诸方面考察，PS－1231多糖用作食品添加剂是
可行的，但由于PS－1231多糖还没有通过中国食品添加剂委员会的批
准，在食品上尚不能应用，所以目前暂时只能在食品外的其他工业产
品中使用。
四、短梗霉多糖（Pullulan）1．概况短梗霉多糖亦称普鲁兰多
糖、茁霉多糖、出芽短梗孢糖。它属于出芽孢梗霉产生的胞外多糖，
是一种由α－葡萄糖苷键构成的多聚葡萄糖，即葡萄糖按α－1，4－
糖苷键结合成麦芽三糖，两端再以α－1，6－糖苷键同另外的麦芽三
糖结合，如此反复连接而成高分子多糖。α－1，4－糖苷键同α－1，
6－糖苷键的比例为2∶1，聚合度为100-5000，分子量为4．8×104
-2．2×106（商品短梗霉多糖平均分子量2×105，大约由480个麦芽
三糖组成）。
短梗霉多糖的研究工作始于德国，英国人在理论方面也做了不少
工作。日本进行了比较系统的生产工艺和产品应用的研究，并取得大
量专利。短梗霉多糖由微生物发酵，经提取纯化、干燥而得。它具有
极好的成膜、黏结、阻气等独特的物化及生物化学性质，产品可广泛
应用于医药、食品、日用化工、建材、造纸印刷、电子等产业，是一
种新型的大分子材料。
短梗霉多糖可由淀粉水解物、蔗糖或其他糖类直接发酵生产。它
有易溶于水、水溶液黏度较低、呈中性、不凝胶化、不离子化的特性，
可任意加工成型，无毒副作用，是一种很有前途的工业用多糖。
2．产生菌种及研制现状短梗霉多糖是由出芽短梗霉（Aureobacidiumpullulans
）分泌的胞外多糖。它是出芽短梗霉在培养液中生长、代谢产生的细
胞外多糖。培养液中一部分糖作为营养源用于生长繁殖，大部分被胞
内复杂的酶系作用生成短梗霉多糖。糖用尽后，短梗霉多糖被分解以
维持细胞的发育。因为短梗霉多糖有广泛用途，我国科研工作者近年
来也对短梗霉多糖生产菌株进行了开发研究。谈家林等对As3．2765
的变异株N28进行发酵条件及中型扩大实验。谷才思和杜立生也分别
从广西桂林马尾松针叶和海水中分离到产胞外多糖的短梗霉。那淑敏
从加拿大切蜂虫茧上分离到了产无色胞外多糖的菌株A22，按照Hermanides－Nijhof
分类系统，它与出芽短梗霉普鲁兰变种（AureobasidumpullulansAm．Var．pullulans）
相似。赵之伟等从昆明西山生长的地石榴叶片上分离到一株野生型出
芽短梗霉Ft1，从Ft1出发经原生质体再生获得一株性状稳定、具有一
定工业价值的变异菌株R45。
除以上所述外，能够生产短梗霉多糖的出芽短梗霉还有多种，它
们形态特征生理变化差异较大，生产短梗霉多糖的能力也不相同，广
谱短梗霉多糖性能优良的菌株通常具有酵母型及菌丝型形态特征，出
芽孢子多而均匀，发酵液中黑色素少或不形成，发酵后处理工序简单
等特点。
3．短梗霉多糖的发酵不同的短梗霉的发酵条件是不同的。研究
发现，碳源、氮源、金属离子、起始离子及磷酸盐的选择均影响发酵
生产转化短梗霉兰多糖。食用淀粉作为碳源比工业淀粉、可溶性淀粉、
葡萄糖等产糖效率更高。各种铵盐如（NH4＋）2SO4，NH4Cl和（NH4＋）2CO3
都可以作为氮源使短梗霉生长，但铵盐的用量对糖的转化率有影响，
NH4＋的最佳作用浓度0．02％。K＋和PO43－能促进短梗霉多糖的产
生，其中K＋的最佳作用浓度范围是0．02％-0．04％，超过0．04％
会抑制短梗霉多糖的产生。发酵的最佳起始pH为6左右。一般产短梗
霉多糖的最适培养温度在28℃左右。
短梗霉多糖产量测定方法：先将发酵液经2500r／min，10min离
心后，取上清液加同等体积的95％乙醇沉淀短梗霉多糖，沉淀的多糖
于80℃烘干称重。
4．短梗霉多糖的性质
短梗霉多糖是无色、无味无臭的高分子物质，性质可以表现于以
下几个方面。
①安全性急性、亚急性和慢性试验、变异源性试验都表明，短梗
霉多糖不引起任何生物学毒性和异常状态，用于食品和医药工业安全
可靠。
②耐热性粉末状短梗霉多糖对热的反映与淀粉相同。与其他高分
子材料不同，它炭化后不产生有毒的气体。
③耐盐性任何浓度的盐分含量均不影响短梗霉多糖溶液的黏度。
因此，用作食品添加剂时不因食盐的存在而起变化。
④耐酸碱性短梗霉多糖是中性多糖，其黏度在常温下受pH3以下
水解则黏度降低。（
