1、 ， 化学与生物工程 收稿日期 ：作者简介 ：吉武科 （），男 ，山西运城人 ，研究员 ，研究方向 ：系列微生物多糖发酵生产技术及产业化 ，：。：可得然胶凝胶特性改变的研究吉武科，张永刚，武琳，严希海，万丽萍（山东省食品发酵工程重点实验室 ，山东 济南；山东省微生物胶工程技术研究中心 ，山东 潍坊）摘要 ：研究了添加两种盐类 （、）对可得然胶凝胶强度的影响 。结果表明 ，能够显著增强可得然胶在高温状态时的凝胶强度 ；能够显著降低可得然胶的凝胶初始温度 ；与 复配 ，其协同作用可大幅提高可得然胶的凝胶强度 、降低可得然胶的使用浓度和凝胶初始温度 ，从而拓展其应用范围 。关键词 ：可得然胶 ；凝胶
2、强度 ；中图分类号 ：文献标识码 ： 文章编号 ：（）可得然胶 （）是由产碱杆菌属 （）的一些变种产生的一种新型的微生物胞外多糖 ，由于其具有在加热条件下形成凝胶的独特性质 ，所以又被称作热凝胶 。可得然胶是由单一的葡萄糖在和位置以，糖苷键连接而成的无分支的均一多糖聚合物 ，属于，葡聚糖家族中较为特殊的一种 。可得然胶的分子结构如图所示 。图 可得然胶的分子结构 可得然胶加热至不同温度时 ，可以形成性质完全不同的凝胶 。其悬浮液在温度范围内加热后冷却可以形成凝胶 ，这种凝胶称为低强度凝胶 （ ）或低硬化凝胶 ，对温度具有可逆性 ，重新加热凝胶会变成溶胶 ，强度较低 ，性质介于琼脂的脆性与明胶的
3、弹性之间 ；将悬浮液在以上加热时不经冷却就可以直接形成凝胶 ，这样形成的凝胶称为高强度凝胶 （ ）或高硬化凝胶 ，对温度具有不可逆性 ，结构坚实并具有高弹性。两种类型凝胶的强度取决于成胶的浓度 、温度 、加热时间 。热不可逆胶的过渡温度与其浓度有关 ，而热可逆胶的过渡温度则与浓度无关 。浓度增大 ，会降低热不可逆胶的成胶温度（），减少终了胶体中热可逆成分的量 ，这说明温度低于时 ，可得然胶浓度的增大会加大胶体粒子在连接区中憎水基之间的相互作用。可得然胶目前已应用于食品工业 ，新的工业用途也正在开发 。随着可得然胶在非食品行业应用范围的逐渐扩展 ，亟待开发适应性较强的可得然胶产品或通过复配其它物
4、质来实现可得然胶热不可逆凝胶初始温度的可变性和高温状态凝胶强度的显著提高 ，从而使可得然胶对一些特殊应用条件更具适应性 。作者通过添加两种盐类 （、），考察其对可得然胶凝胶性能的影响 ，拟为拓宽可得然胶应用领域提供参考 。 实验 材料 、试剂与仪器可得然胶 ，山东中科生物科技股份有限公司 。盐类添加剂、（均为氢键键合促进剂 ），分析纯 ，市售 。型质构仪 ，美国公司 ；分析天平 。 方法在的可得然胶水悬液里加入一定量的，水浴凝胶后 （后续实验除特殊说明外凝胶条件均相同 ），立即用质构仪测定凝胶强度 （高温 ）；再将凝胶正常冷却到室温 ，测定凝胶强度 （低温 ）。以、的纯可得然胶作为对照 。分别
5、添加一定量、复合物 ，考察其对可得然胶凝胶性能的影响 。吉武科等 ：可得然胶凝胶特性改变的研究 年第 期 结果与讨论 添加对可得然胶凝胶性能的影响 （图）图 添加 对可得然胶凝胶强度的影响 由图可知 ，加入后 ，无论是在高温状态或者是冷却到室温 ，均能显著提高可得然胶的凝胶强度 ，高温状态下尤为突出 。单纯可得然胶在高温状态时形成的凝胶强度很低 ，加入后 ，其强度几乎与其冷却后的强度相同 。随着添加量的增加 ，可得然胶的凝胶强度逐渐增强 ，受溶解度的限制 ，其最高添加量在左右 ，宜选择。 添加对可得然胶凝胶性能的影响 （图）图 添加 对可得然胶凝胶强度的影响 由图可知 ，添加对可得然胶在高温状
6、态时的凝胶强度没有显著作用 ，而在凝胶冷却后能够显著提高其强度 ，但是其效果较弱 。研 究 还 表 明 ，随其浓度的增加能够显著降 低 可 得 然 胶 的 凝 胶 初始温度 。 添加复合物对可得然胶凝胶性能的影响（图）由图可知 ，复合物可明显提高可得然胶凝胶强度 ，且与添加量正向相关 。就与对可得然胶凝胶强度的影响作用来看 ，居于主导地位 ，而则起显著强化和稳定的协同作用 。通常纯可得然胶的凝胶强度为左右 ，添加图 添加 复合物对可得然胶凝胶强度的影响 后凝胶强度为左右 ，而加入不同量复合物后 ，凝胶强度最高可提升至左右 。 添加复合物对低浓度可得然胶凝胶性能的影响从降低可得然胶使用成本考虑
7、，研 究 了 添 加复合物对低浓度可得然胶凝胶强度的影响 ，以纯和可得然 胶 凝 胶 强 度 作 为 对 照 ，结 果如图所示 。图 复合物对低浓度可得然胶凝胶强度的影响 由图可知 ，通过添加复合物 ，在不降低凝胶强度 （即使用效果 ）的情况下可显著降低可得然胶的使用浓度 ，即能够显著节约可得然胶的使用成本 。当添加量为、添加量为时 ，可得然胶的使用浓度可降低至，其使用成本降低以上 。 添加复合物对可得然胶凝胶初始温度的影响在可得然胶的应用中 ，许多产品对温度有特定的要求 ，而可得然胶要形成高强度凝胶则必须达到一定的温度 （以上 ），这在一定程度上限制了其应用范围 。复合物在不同的温度下对可得
8、然胶凝胶强度的影响见图。以纯可得然胶在时吉武科等 ：可得然胶凝胶特性改变的研究 年第 期 的凝胶强度作为对照 。图 在不同温度下添加 对可得然胶凝胶强度的影响 由图可知 ，复合物能够在达到理想凝胶强度的同时显著降低可得然胶的凝胶初始温度 ，特别是对低浓度 （）可得然胶的效果极为明显 。这在一定程度上拓展了可得然胶应用的温度范围 。 结论能够显著地增强可得然胶在高温状态时的凝胶强度 ，而对有很好的协同作用 ，使可得然胶凝胶强度进一步提升 。复合物能够降低可得然胶的使用浓度从而降低其使用成本 ，能降低可得然胶的凝胶初始温度从而拓展其应用范围 。总体而言 ，复合物是一种高效 、低廉的可得然胶凝胶强度
9、促进剂 ，对于可得然胶在非食品领域的广泛应用具有非常高的价值 。参考文献 ： ， ， （） ，（）： ， ， ， ，（）： ， ， ， ， （ ，； ，）： ， ， ， ， ， ：； ；亚马逊雨林发现能降解塑料的真菌据报道 ，塑料包装和塑料产品严重威胁着生命赖以生存的许多生态系统 ，这可能使人类陷入最大的人为环境灾难中 。研究人员发现了一种可以降解塑料的真菌 ，从而有望帮助人类消除这个威胁 。康涅狄格州耶鲁大学的一个学生科研小组在亚马逊雨林中发现一种真菌 ，它能降解普通的聚氨酯塑料 ，这是一种应用最为广泛的材料 。数据显示 ，年全球消费了多万聚氨酯原材料 ，其使用率平均每年增长约。研究人员在厄瓜多尔雨林搜寻植物 ，然后分离出内生菌 。研究了这些有机体降解聚氨酯的能力 ，最后确认几种有机体 ，例如小孢拟盘多毛孢的两种不同的分离菌 ，它们不仅具有很强的降解能力 ，还可在缺氧情况下生长时以聚氨酯为唯一碳源 。内生菌是生活在植物内部组织的微生物 ，不会使它们的宿主表现出任何明显的疾病症状 。它们在植物死后发生的降解过程中常扮演关键角色 。耶鲁大学研究人员表示 ，随着对内生菌特性研究的深入 ，他们会发现更多具有降解其它塑料潜力的真菌 。（摘编 ）
