愛華網(wǎng)國產(chǎn)結(jié)冷膠的發(fā)展現(xiàn)狀及前景
華東理工大學(xué)胡國華
結(jié)冷膠(Gellangum)是近年來最有發(fā)展前景的微生物多糖之一，是繼黃原膠之后又一能廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)的微生物代謝膠。結(jié)冷膠是世界上第一個也是迄今為止唯一的一個用生物發(fā)酵方法生產(chǎn)的多糖膠質(zhì)膠凝劑，有著用量低、透明度高、香氣釋放能力強(qiáng)、耐酸、耐酶等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)冷膠的常見凝膠是一種脆性膠，對剪切力非常敏感，食用時有入口就化的感覺。結(jié)冷膠過去稱多糖PS-60，于1978年首次發(fā)現(xiàn)，在1992年就迅速得到美國FDA的許可可以應(yīng)用于食品飲料中，歐共體也于1994年將其正式列入食用安全代碼（E－418）表中，我國在1996年批準(zhǔn)其作為食品增稠劑、穩(wěn)定劑使用（GB2760-96），可在各類食品中按正常生產(chǎn)需要適量使用。
結(jié)冷膠在國際市場上原來基本上是獨(dú)家壟斷的生產(chǎn)格局已經(jīng)被打破，最近幾年來，結(jié)冷膠已在我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自主規(guī)?；a(chǎn)，我國企業(yè)通過技術(shù)攻關(guān)已掌握的結(jié)冷膠的生產(chǎn)技術(shù)具有自主知識產(chǎn)權(quán)。
一、國產(chǎn)結(jié)冷膠的研發(fā)背景
隨著我國食品添加劑工業(yè)朝著“天然、營養(yǎng)、多功能”的方向發(fā)展，食品膠在食品添加劑和食品工業(yè)中的地位將進(jìn)一步得到提高。實(shí)行改革開放以來，我國食品膠的研究和生產(chǎn)開發(fā)都取得了可喜的成績，但與一些食品業(yè)較發(fā)達(dá)的國家相比（目前在這些發(fā)達(dá)國家的食品市場上很難找得到未添加食品膠的食品），還有不小的差距，并且這種差距還有可能拉大。所以，充分利用我國豐富的生物資源，加大力度研究開發(fā)出一些具有廣闊應(yīng)用前景和自主知識產(chǎn)權(quán)的食品膠產(chǎn)品，同時加強(qiáng)在食品中的應(yīng)用研究，是擺在我國科技人員面前一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)。
我國食品膠的生產(chǎn)開發(fā)近來發(fā)展很快，但總體來說還處于較年輕的階段，從品種到質(zhì)量，從應(yīng)用的深度和廣度，都還有進(jìn)一步發(fā)展的巨大潛力。目前世界上允許使用的食品膠品種約60余種，我國允許使用的約有40種，目前在我國食品工業(yè)中應(yīng)用時間較長并應(yīng)用較廣泛的食品膠是CMC、明膠、瓊脂、黃原膠、卡拉膠、海藻酸鈉、魔芋膠、瓜爾豆膠、變性淀粉、果膠、阿拉伯膠和刺槐豆膠等。
結(jié)冷膠產(chǎn)品工業(yè)創(chuàng)始于美國，以前只有美國一家公司生產(chǎn)。面對國外的技術(shù)封鎖及國外產(chǎn)品的強(qiáng)大壓力，國內(nèi)浙江天偉生化工程有限公司等幾家生物化工企業(yè)團(tuán)結(jié)一致，加大產(chǎn)學(xué)研結(jié)合力度，在基礎(chǔ)研究、技術(shù)和市場等方面加大研究開發(fā)力度，調(diào)動各方面的積極因素，已順利和快速地推進(jìn)了我國結(jié)冷膠產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國有關(guān)科研院所從95年起開始研究結(jié)冷膠發(fā)酵和生產(chǎn)技術(shù)，97年完成中試鑒定，2002年產(chǎn)品正式上市，浙江天偉生化工程有限公司等企業(yè)這幾年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，產(chǎn)品產(chǎn)量和銷售量呈直線上升的態(tài)勢，產(chǎn)品不僅占領(lǐng)國內(nèi)約一半的市場份額，并且已出口到美國、加拿大等北美地區(qū)，并且出口量呈逐年遞增之勢，可見，國產(chǎn)結(jié)冷膠產(chǎn)品得到了國際市場尤其是美國企業(yè)的認(rèn)可。隨著對結(jié)冷膠各種特性認(rèn)識的深化和國內(nèi)企業(yè)逐漸能自主生產(chǎn)結(jié)冷膠，同時隨著生產(chǎn)廠商規(guī)模效益提高，價格下降，國產(chǎn)結(jié)冷膠正在成為深受中國食品應(yīng)用廠家和消費(fèi)者喜歡的一個產(chǎn)品。
二、國產(chǎn)結(jié)冷膠的性能
結(jié)冷膠是80年代繼黃原膠之后開發(fā)的最有市場的食品微生物多糖之一，與其它食品膠相比，結(jié)冷膠存在著明顯的優(yōu)勢，某些特性優(yōu)于黃原膠，由于它具有優(yōu)異的性能、使用量低以及是微生物發(fā)酵而來具有快速生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，所有這些，使得結(jié)冷膠在很短時間內(nèi)被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中。美國FDA和歐洲等國家都批準(zhǔn)了結(jié)冷膠在食品中的應(yīng)用。中國1996年也批準(zhǔn)了結(jié)冷膠作為食品添加劑在食品中的應(yīng)用。由于結(jié)冷膠可以在極低的使用量下產(chǎn)生凝膠，0.25％的使用量就可以達(dá)到瓊脂15％的使用量和卡拉膠1％的使用量的凝膠強(qiáng)度，現(xiàn)已逐步代替瓊脂和卡拉膠在食品工業(yè)上的應(yīng)用。
結(jié)冷膠能溶于冷水，但形成凝膠的條件是（1）需要先加熱；（2）有一定量的鹽離子存在。這樣結(jié)冷膠溶液才會冷卻后形成熱可逆型凝膠，凝膠的強(qiáng)度、形成溫度及融化溫度都與鹽離子濃度和種類密切相關(guān)。凝膠有良好的穩(wěn)定性，耐酸，耐高溫，熱可逆，還能抵抗微生物及酶的作用。在高壓蒸煮和烘烤條件下都很穩(wěn)定。在酸性產(chǎn)品中也很穩(wěn)定，而以PH在4.0～7.5條件下性能最好。貯藏時其質(zhì)構(gòu)不受時間和溫度的變化而變化。結(jié)冷膠使用方便，略加攪拌即分散于水中，加熱即溶解成透明的溶液，冷卻后，形成透明但堅(jiān)實(shí)的凝膠。結(jié)冷膠是一種線性聚合物，當(dāng)有電解質(zhì)存在時可形成凝膠。無論是單價陽離子，如鈉和鉀，還是二價陽離子，如鎂和鈣，都可用于與低酰基型結(jié)冷膠生成堅(jiān)實(shí)、脆性凝膠。但是最大凝膠硬度和模數(shù)是在非常低的二價陽離子濃度時產(chǎn)生的。大約0.5mM的鈣和鎂離子等于約150mM鉀和鈉離子在0.5％凝膠中所生成的最大凝膠模數(shù)和硬度。低?；徒Y(jié)冷膠凝膠的模數(shù)和硬度隨膠濃度的增加而增加，而凝膠脆性和彈性保持相對不變。而純化產(chǎn)品由于較高的多糖含量，在任何特定膠濃度時都有較高的硬度和模數(shù)。很明顯，膠濃度、離子濃度是相互依存的兩個參數(shù)，可用于調(diào)節(jié)產(chǎn)生最佳凝膠硬度和模數(shù)。
結(jié)冷膠另一有意義的特點(diǎn)是它可形成熱可逆凝膠，類似于瓊脂和明膠，也能形成鹽誘導(dǎo)的凝膠，類似海藻膠和卡拉膠。這些性質(zhì)進(jìn)一步增加了結(jié)冷膠應(yīng)用的多樣性，比如，低?；Y(jié)冷膠溶于去離子水或有一種多價螯合劑存在時溶于低離子強(qiáng)度溶液，隨后加入二價陽離子就可制備冷水凝膠。
目前國內(nèi)市場上國產(chǎn)結(jié)冷膠以兩種商品形式出售，即低乙酰基(LA)結(jié)冷膠及高乙酰基(HA)結(jié)冷膠。低乙?；Y(jié)冷膠能形成堅(jiān)固而脆的凝膠。相反，高乙?；Y(jié)冷膠形成軟的有彈性的凝膠。通過將上述兩種形式結(jié)冷膠混合有可能生產(chǎn)各種新型的具有多種應(yīng)用價值的結(jié)冷膠產(chǎn)品。高酰和低酰結(jié)冷膠，它們外觀一般都為奶黃到白色的干燥可自由流動的粉末，在熱水或冷水中均可溶解，低酰產(chǎn)品組織堅(jiān)硬，無彈性，是易碎的膠體；高酰產(chǎn)品組織柔軟，富有彈性，是不易碎的膠體。無論是低酰還是高酰結(jié)冷膠產(chǎn)品，只需要使用很少量的結(jié)冷膠就能非常有效地產(chǎn)生喱狀成品，這種多功能膠凝劑能單獨(dú)使用、高酰低酰按一定比例混合使用、或結(jié)合其它膠體復(fù)配使用，都可以生產(chǎn)出各種各樣精巧有趣的食品。脫乙酰結(jié)冷膠也被用在微生物培養(yǎng)基上替代瓊脂，透明度優(yōu)于瓊脂膠，此外，脫乙酰結(jié)冷膠凝膠良好的透明性與結(jié)實(shí)性，也可用在植物組織培養(yǎng)方面。
結(jié)冷膠是用生物發(fā)酵方法得到的多糖膠質(zhì)凝膠劑，有著用量低，透明度高，香氣釋放能力強(qiáng)，耐酸，耐酶等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)冷膠可在各類食品中廣泛應(yīng)用。在食品工業(yè)中，結(jié)冷膠不僅僅是作為一種膠凝劑，更重要的是它可提供優(yōu)良的質(zhì)地和口感，并且結(jié)冷膠的凝膠是一種脆性膠，對剪切力非常敏感，食用時有入口即化的感覺。結(jié)冷膠具有良好的風(fēng)味釋放性和在較寬pH范圍內(nèi)穩(wěn)定的特性。它可用于改進(jìn)食品組織結(jié)構(gòu)、液體營養(yǎng)品的物理穩(wěn)定性、食品烹調(diào)和貯藏中的持水能力。結(jié)冷膠與其他食品膠有良好的配伍性，以增進(jìn)其穩(wěn)定性或改變其組織結(jié)構(gòu)。
根據(jù)作者的應(yīng)用研究證實(shí)，國產(chǎn)結(jié)冷膠的膠凝性、懸浮性和增稠性等性能已比較理想，性價比要明顯高于國外產(chǎn)品。以懸浮性為例，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，以國產(chǎn)結(jié)冷膠為懸浮劑的飲料不僅懸浮效果十分理想，添加量少，透明度高，并且它耐酸性強(qiáng)，在飲料貯藏過程中表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性，已完全能替代卡拉膠和國外進(jìn)口的結(jié)冷膠產(chǎn)品。
三、國產(chǎn)結(jié)冷膠在食品中的應(yīng)用
在食品制造中，國產(chǎn)結(jié)冷膠并不僅僅作為一種膠凝劑，更重要的是它可提供優(yōu)良的質(zhì)地和口感。在食品工業(yè)上，國產(chǎn)結(jié)冷膠常常與黃原膠、瓜爾豆膠、瓊脂和羧甲基纖維素等膠體混合使用，還可以改良淀粉，使其獲得最佳的產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)和穩(wěn)定性。
由于結(jié)冷膠優(yōu)越的凝膠性能，在食品、制藥、化工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，目前已逐步代替瓊脂、卡拉膠使用。在食品工業(yè)中，結(jié)冷膠主要作為增稠劑、穩(wěn)定劑，可用于飲料、面包、乳制品、肉制品、面條、糕點(diǎn)、餅干、起酥油、速溶咖啡、魚制品、雪糕、冰淇淋等食品中，可用做生產(chǎn)低固形物含量果醬及果凍的膠凝劑，也用于軟糖、甜食及寵物罐頭中。如結(jié)冷膠應(yīng)用于中華面、蕎麥面和切面等面制品時，可以增強(qiáng)面制品面條的硬度、彈性、粘度，也有改善口感、抑制熱水溶脹，減少斷條和減輕湯汁渾濁等作用；結(jié)冷膠作為穩(wěn)定劑（與其它穩(wěn)定劑復(fù)配使用效果更好）應(yīng)用于冰淇淋中可提高其保型性；結(jié)冷膠在糕點(diǎn)如蛋糕、奶酪餅中添加，具有保濕、保鮮和保形的效果。
（一）懸浮飲料
根據(jù)作者的應(yīng)用研究證實(shí)，以結(jié)冷膠為懸浮劑主劑的飲料不僅懸浮效果十分理想，并且它耐酸性強(qiáng)，在飲料貯藏過程中表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性，而這是其它用來做懸浮劑的植物膠體所不具備的優(yōu)點(diǎn)。
（二）糖果
結(jié)冷膠的一個優(yōu)點(diǎn)是它適合冷和熱填充加工工藝，作為填料使得終產(chǎn)品能抗熬煮。結(jié)冷膠能在高糖濃度時生成凝膠。但是，因?yàn)楦咛菨舛饶茏柚菇Y(jié)冷膠水合，所以在制備高固體糖果時必須使結(jié)冷膠預(yù)先水合在低濃度糖中，然后通過煮沸濃縮達(dá)到最終糖濃度。結(jié)冷膠應(yīng)用于糖果，其主要作用是給產(chǎn)品提供優(yōu)越的結(jié)構(gòu)和質(zhì)地，并縮短淀粉軟搪膠體形成的時間。如在淀粉軟搪中添加0.075%的結(jié)冷膠，可使凝膠形成時間從24～80h縮短至12h左右。
（三）果凍、果醬
結(jié)冷膠水合時應(yīng)用螯合劑如檸檬酸鈉，隨后加入酸，釋放凝膠化所需的鈣離子，可用于制備果醬，這種應(yīng)用中，結(jié)冷膠是果膠有用的替代品。通常，果凍、果醬的制造是使用果膠作為凝膠劑，用結(jié)冷膠代替果膠作為膠凝劑，不但可降低使用量，而且提供更佳的質(zhì)地和口感。例如，生產(chǎn)低固形物果醬(38％)，結(jié)冷膠使用量約是0.2％，即可制得完美的低固形物果醬，若使用低甲氧基果膠或卡拉膠，則它們的用量分別為0.8％和1%。
（四）人造食品
使用結(jié)冷膠生產(chǎn)人造食品明顯比使用其它食品膠的效果要好，特別是生產(chǎn)人造水果塊。例如，生產(chǎn)人造多香果塊，結(jié)冷膠的使用量是0.7％，但若使用海藻膠代替結(jié)冷膠，則海藻膠的使用量為1.0％，而且，其加工性能遠(yuǎn)不及結(jié)冷膠，結(jié)冷膠可使人造果塊在殺菌過程中不融化，并且在加工過程中保持著其完好的特征外形。
（五）餅餡和布丁
結(jié)冷膠還能與淀粉結(jié)合或部分取代淀粉，用于糕點(diǎn)和水果餡餅填料中.餅餡和布丁這類食品，通常是凝膠結(jié)構(gòu)或質(zhì)地稠度大，過去一般使用淀粉或淀粉與蛋白質(zhì)、磷酸鹽混合物來維持這類食品的特征結(jié)構(gòu)。然而，使用淀粉的產(chǎn)品形體不穩(wěn)定，口感也一般，在使用變性淀粉代替一般淀粉后，這些缺陷才得以改善、若使用結(jié)冷膠代替部分變性淀粉，所得產(chǎn)品形體更加穩(wěn)定，口感能得到很大的提高。
（六）焙烤制品
結(jié)冷膠性質(zhì)與瓊脂相似，而其使用量比瓊脂的使用量低得多，因此，在焙烤制品中常取代瓊脂來霜飾焙烤制品，主要是控制水分含量．如在糕點(diǎn)的霜飾料中，結(jié)冷膠約使用景是0.3％，而瓊脂用量在2.0%以上，是前者的7倍。
（七）乳制品
結(jié)冷膠也可用于奶基產(chǎn)品中，結(jié)冷膠加熱到75℃可直接水合于奶中。在酸性奶制品中(如酸奶、發(fā)酵酸性稀奶油或直接酸化的奶凝膠)，必須加入另一種水溶膠(如CMC或瓜爾膠)充當(dāng)膠體保護(hù)劑，并且保護(hù)奶蛋白的沉淀。在乳制品中，結(jié)冷膠可取代卡拉膠、明膠、褐藻膠和果膠的使用，并能為提供更優(yōu)質(zhì)的凝膠和稠度。在使用量方面，結(jié)冷膠比其它食品膠具有優(yōu)越性。如在香草型水果蛋糕中，結(jié)冷膠的使用量是0.3％，而淀粉、海藻膠的用量分別是3.0％和1.2％，0.4％的卡拉膠或者1.0％的淀粉才能獲得近似的質(zhì)構(gòu)。結(jié)冷膠也可以使用在冰淇淋中作為穩(wěn)定增稠劑，而且它的用量非常低。
（八）結(jié)冷膠在寵物食品中的應(yīng)用
結(jié)冷膠在聽裝寵物凝膠食品中已有成功的應(yīng)用，凝膠寵物食品是卡拉膠-槐豆膠-KCL凝膠的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。結(jié)冷膠可與其他水溶膠一起使用，比如瓜爾豆膠和黃原膠可用于控制脫水收縮，黃原膠和槐豆膠復(fù)配膠可降低脆性。結(jié)冷膠在凝膠寵物食品中可取代大約一半量的卡拉膠混合物。
（九）結(jié)冷膠在水基凝膠食品中的應(yīng)用
具有極高透明度的熱水甜點(diǎn)凝膠可通過蔗糖、食品級螯合劑(如檸檬酸鈉)、緩慢溶解性酸(如脂肪酸、己二酸)和結(jié)冷膠的混合物來制備。所有這些配料如單一干混合物一樣加入沸水中，檸檬酸鈉除去水中的鈣離子，促使膠體溶解，然后，脂肪酸緩慢溶解，降低溶液pH，釋放凝膠化所需的鈣離子。雖然這種產(chǎn)品看上去象凝膠樣甜點(diǎn)凝膠，但其結(jié)構(gòu)不同于明膠凝膠，入口后快速破碎，風(fēng)味釋放極好。
另外，結(jié)冷膠形成的凝膠表現(xiàn)出明顯的熱穩(wěn)定性和高度的透明性。由于這些特性，使結(jié)冷膠可用于嗜熱微生物菌種培養(yǎng)基中代替瓊脂。以結(jié)冷膠為基礎(chǔ)的植物培養(yǎng)基可解決因瓊脂的不純而產(chǎn)生的問題。
四、國產(chǎn)結(jié)冷膠的發(fā)展前景
近年來利用生物技術(shù)開發(fā)的新產(chǎn)品—微生物多糖，以其安全、無毒、理化性質(zhì)獨(dú)特等優(yōu)良特性，越來越受到人們特別是食品學(xué)家們的關(guān)注，世界上微生物多糖的年產(chǎn)量增長量均在10%以上，黃原膠、結(jié)冷膠等新型微生物多糖年增長量均在30%以上，它們已作為乳化劑、懸浮劑、增稠劑、穩(wěn)定劑，膠凝劑、成膜劑和潤滑劑等廣泛應(yīng)用于食品、制藥、石油、化工等多個領(lǐng)域。
近幾十年來，由于微生物胞外多糖在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能及生產(chǎn)方面所具有的特別優(yōu)勢而得到大力研究和開發(fā)，有逐步替代食品、醫(yī)藥等工業(yè)傳統(tǒng)上使用的高等植物和海藻膠的趨勢，微生物胞外多糖結(jié)冷膠是具有重要商業(yè)價值的多糖。微生物多糖結(jié)冷膠是我國新型生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中一種極有發(fā)展?jié)摿Φ氖称诽砑觿?，結(jié)冷膠生產(chǎn)成本僅比黃原膠略高一些，而目前售價是黃原膠的數(shù)倍，高達(dá)300～400元/kg，有極高商業(yè)利潤和市場前景。
國產(chǎn)結(jié)冷膠的發(fā)展前景十分看好，除了前面提到的結(jié)冷膠產(chǎn)品自身諸多性能優(yōu)勢外，還有很重要的一點(diǎn)，國外結(jié)冷膠產(chǎn)品通過近十年來在中國的推廣應(yīng)用，已經(jīng)為國產(chǎn)結(jié)冷膠的發(fā)展開辟了很好的應(yīng)用、市場渠道。對于這一點(diǎn)，國內(nèi)結(jié)冷膠生產(chǎn)企業(yè)一定要充分加以利用。
由于結(jié)冷膠具有冷、熱條件下形成熱可逆凝膠及結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的多樣性這些新的特性，因而使其過去十多年在食品、醫(yī)藥、電泳、固定化細(xì)胞和固定化酶等方面具有重要作用。但結(jié)冷膠的低產(chǎn)率、加工步驟的繁瑣及高成本損害了微生物生產(chǎn)結(jié)冷膠的經(jīng)濟(jì)可行性，人們期待更加經(jīng)濟(jì)地利用廉價可再生資源作為原料發(fā)酵生產(chǎn)結(jié)冷膠。對于結(jié)冷膠類胞外多糖及其他靠發(fā)酵生產(chǎn)的胞外多糖，影響發(fā)酵的最重要因素是發(fā)酵液粘性，需要進(jìn)行結(jié)冷膠發(fā)酵方面的研究來克服因高粘性而引起的物質(zhì)傳輸方面的障礙。同樣，改進(jìn)現(xiàn)有的分離過程或使用新的結(jié)冷膠分離方法的研究開發(fā)，應(yīng)該與重新設(shè)計(jì)其發(fā)酵工藝同步進(jìn)行。目前工業(yè)化生產(chǎn)所遇到的問題是：產(chǎn)量低、用于通氧攪拌的能源高，提純用有機(jī)溶劑耗量大。如果能夠從生物技術(shù)的角度，通過先進(jìn)的物理、化學(xué)誘變、細(xì)胞融合、基因克隆、PCR技術(shù)，誘變得到高產(chǎn)菌株；將產(chǎn)膠基因轉(zhuǎn)移到嫌氣性微生物中正常表達(dá)，從而在無氧或微氧條件下生產(chǎn)以降低成本。那么，結(jié)冷膠的生產(chǎn)及應(yīng)用前景無可限量。
由于結(jié)冷膠是多糖膠質(zhì)大家庭中的新成員，對結(jié)冷膠的各種性質(zhì)及其缺點(diǎn)的認(rèn)識還在不斷深入之中。有限的知識也在一定程度上限制了結(jié)冷膠的廣泛工業(yè)應(yīng)用。盡管如此，相信隨著對結(jié)冷膠各種特性的認(rèn)識的深化，隨著生產(chǎn)廠商規(guī)模效益提高，價格下降，結(jié)冷膠會成為深受中國消費(fèi)者喜歡的一個產(chǎn)品。與結(jié)冷膠類似，近年來，一些較新型并頗有市場前景的其它食品膠包括亞麻籽膠、凝結(jié)多糖、普魯蘭糖、海藻酸丙二醇酯等已在我國食品工業(yè)中開始應(yīng)用（或即將開始應(yīng)用），且應(yīng)用范圍日趨廣泛，但它們在國內(nèi)的用量還不是很大，尚有很大的市場發(fā)展空間。很重要的一個原因在于這些食品膠是近年來出現(xiàn)的新產(chǎn)品，許多方面還未被人們所認(rèn)識，應(yīng)用開發(fā)研究工作落后，實(shí)際上這些新型食品膠本身的性價比都較高，它們一些優(yōu)異的性能還未合理地應(yīng)用到食品中去。針對這些新型食品膠尤其是我國已自主開發(fā)生產(chǎn)的食品膠品種，在各種食品產(chǎn)品中的應(yīng)用都需要做大量的進(jìn)一步的研究工作。當(dāng)然，國內(nèi)生產(chǎn)開發(fā)結(jié)冷膠的企業(yè)也應(yīng)該提高產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)含量，開發(fā)生產(chǎn)出產(chǎn)品質(zhì)量特性更好的國產(chǎn)結(jié)冷膠。
另外，還需要注意的是，由于對國內(nèi)外市場和產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平不清楚，若國內(nèi)企業(yè)盲目上馬，無節(jié)制地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)能力，對外沖擊國際市場時，各生產(chǎn)廠無序競爭，對內(nèi)爭奪已有市場時，竟相壓價，導(dǎo)致整個產(chǎn)業(yè)利潤滑坡，發(fā)展困難，會造成不必要的損失。
國產(chǎn)結(jié)冷膠發(fā)展形勢：又好又快
華東理工大學(xué)胡國華
近年來，一些較新型并頗有市場前景的微生物食品膠包括結(jié)冷膠、可得然膠、普魯蘭糖等已在我國食品工業(yè)中開始應(yīng)用，且應(yīng)用范圍日趨廣泛。其中以結(jié)冷膠(Gellangum)的發(fā)展前景尤為看好，它是當(dāng)前我國繼黃原膠之后又一廣泛應(yīng)用于食品和其它工業(yè)的微生物膠。結(jié)冷膠于1978年首次發(fā)現(xiàn)，在1992年就迅速得到美國FDA的許可可以應(yīng)用于食品飲料中，歐共體也于1994年將其正式列入食用安全代碼（E-418）表中，我國在1996年批準(zhǔn)其作為食品增稠劑、穩(wěn)定劑使用（GB2760-96），可在各類食品中按正常生產(chǎn)需要適量使用。近年來，我國自主生產(chǎn)的結(jié)冷膠產(chǎn)品發(fā)展迅速，生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)正在走向成熟，這給國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)帶來一定的發(fā)展機(jī)遇，但在如何生產(chǎn)出更高質(zhì)量的結(jié)冷膠尤其是高酰結(jié)冷膠及擴(kuò)大應(yīng)用范圍等方面也面臨一些挑戰(zhàn)。
一、國產(chǎn)結(jié)冷膠的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著我國食品添加劑工業(yè)不斷朝著“安全、高效”的方向發(fā)展，食品膠在我國食品添加劑和食品工業(yè)中的地位正在得到明顯提升。我國食品膠的生產(chǎn)開發(fā)近年來發(fā)展很快，從品種到質(zhì)量，從應(yīng)用的深度和廣度，但都還有進(jìn)一步發(fā)展的巨大潛力。目前我國允許使用的食品膠約有50種。近年來，結(jié)冷膠、可得然膠、普魯蘭糖等微生物膠在我國應(yīng)用范圍和應(yīng)用量擴(kuò)大明顯。其中來源于天然（安全）、添加量很少（高效）的結(jié)冷膠作為一種性能優(yōu)良的懸浮穩(wěn)定劑和凝膠劑在食品、醫(yī)藥、化妝品和日化產(chǎn)品等產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用，并越來越受到廣大應(yīng)用廠家和消費(fèi)者的青睞。
結(jié)冷膠產(chǎn)品創(chuàng)始于美國，以前只有美國一家公司生產(chǎn)，但到本世紀(jì)初其在國際市場上獨(dú)家壟斷的生產(chǎn)格局已經(jīng)被完全打破，而我國在這方面起到了重要的推動作用。我國有關(guān)科研院所從95年起開始研究結(jié)冷膠發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)，97年完成中試鑒定，2002年結(jié)冷膠已在我國浙江實(shí)現(xiàn)自主規(guī)?；a(chǎn)，我國企業(yè)通過技術(shù)攻關(guān)掌握的結(jié)冷膠的生產(chǎn)技術(shù)具有自主知識產(chǎn)權(quán)。產(chǎn)品問世5年來，分布在浙江、河北等地區(qū)的國內(nèi)數(shù)家結(jié)冷膠企業(yè)已經(jīng)擴(kuò)大規(guī)?；a(chǎn)，產(chǎn)品產(chǎn)量和銷售量總體呈大副上升的態(tài)勢，產(chǎn)品不僅暢銷國內(nèi)市場，并且已出口到日本、美國、加拿大等北美地區(qū)，并且出口量呈逐年遞增之勢，可見，國產(chǎn)結(jié)冷膠產(chǎn)品得到了國際市場尤其是美國應(yīng)用企業(yè)的認(rèn)可。國產(chǎn)結(jié)冷膠產(chǎn)品不僅包括低酰結(jié)冷膠，上面提到的數(shù)家企業(yè)已經(jīng)或正在開發(fā)生產(chǎn)高酰（天然）結(jié)冷膠，同時微生物膠產(chǎn)品如可得然膠、普魯蘭糖也都在進(jìn)行前期研究開發(fā)，以期作為企業(yè)貯備投產(chǎn)產(chǎn)品。
另外，作為國產(chǎn)結(jié)冷膠發(fā)展相對較為成熟的一個重要標(biāo)志，結(jié)冷膠質(zhì)量指標(biāo)的國家標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過數(shù)年的研究制訂，可望在今后不長時間內(nèi)頒布實(shí)施，該質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)將不低于甚至高于國外有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水平。
二、國產(chǎn)結(jié)冷膠的優(yōu)良性能
目前國內(nèi)市場上國產(chǎn)結(jié)冷膠以兩種商品形式出售，即低乙酰基(LA)結(jié)冷膠及高乙酰基(HA)結(jié)冷膠。低乙?；Y(jié)冷膠能形成堅(jiān)固而脆的凝膠，而高乙酰基結(jié)冷膠形成軟的有彈性的凝膠。通過將上述兩種形式結(jié)冷膠復(fù)合應(yīng)用有可能生產(chǎn)各種新型的具有多種應(yīng)用價值的產(chǎn)品。結(jié)冷膠與其它食品膠相比，存在著明顯的優(yōu)勢，可以在很低的使用量下產(chǎn)生凝膠。如國內(nèi)有廠家生產(chǎn)的結(jié)冷膠在0.2％濃度時的凝膠強(qiáng)度已達(dá)到1200g/cm2以上，相當(dāng)于一般精品卡拉膠約1％的使用量的凝膠強(qiáng)度，現(xiàn)已逐步部分代替瓊脂和卡拉膠等傳統(tǒng)凝膠劑在食品工業(yè)上的應(yīng)用。
國產(chǎn)結(jié)冷膠產(chǎn)品形成的凝膠體，其凝膠強(qiáng)度、透明度、穩(wěn)定性，耐酸性，耐高溫性，抵抗微生物及酶的性能均達(dá)到或超過國外結(jié)冷膠水平，而在價格上，國產(chǎn)結(jié)冷膠優(yōu)勢明顯。根據(jù)我們較長時間的應(yīng)用研究證實(shí)，國內(nèi)幾個廠家生產(chǎn)的結(jié)冷膠無論是低酰還是高酰結(jié)冷膠，其膠凝性、懸浮性和增稠性等性能已比較理想，性價比要明顯高于國外產(chǎn)品。以懸浮性和膠凝性為例，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，以國產(chǎn)結(jié)冷膠為懸浮劑的飲料不僅懸浮效果十分理想，添加量少，透明度高，并且它耐酸性強(qiáng)，在飲料貯藏過程中表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性，而且以國產(chǎn)高酰結(jié)冷膠制作的軟糖、甜食和果醬等也具有很好的口感和質(zhì)構(gòu)感，不少方面已完全能替代傳統(tǒng)食品膠和從國外進(jìn)口的結(jié)冷膠產(chǎn)品。
但目前國內(nèi)對結(jié)冷膠尤其是高?；Y(jié)冷膠的應(yīng)用研究還不夠，國外對結(jié)冷膠尤其是高?；Y(jié)冷膠的研究主要是結(jié)合西方飲食特點(diǎn)的食品等產(chǎn)品展開研究，如很多國外消費(fèi)者喜歡攝食脆性果凍，而我國消費(fèi)者就很不喜歡食用脆性果凍，喜歡彈性果凍。如何將國產(chǎn)結(jié)冷膠尤其是高?；Y(jié)冷膠結(jié)合我國特色食品或傳統(tǒng)食品進(jìn)行應(yīng)用研究是擺在我國膠體行業(yè)科技人員面前的一個重要課題。
另外，針對結(jié)冷膠包括高?；Y(jié)冷膠進(jìn)行復(fù)合添加劑研究，也是目前一個薄弱環(huán)節(jié)，要充分發(fā)揮低?；Y(jié)冷膠懸浮性、透明、釋放性、能可逆和不可逆成膠和不析水等特點(diǎn)，高?；Y(jié)冷膠成膠彈性好、透明、與其它多糖復(fù)合性強(qiáng)等特點(diǎn)開展復(fù)合技術(shù)研究，同時考慮到長遠(yuǎn)發(fā)展前景和不同廠家產(chǎn)品性能的一些差異，首先開展結(jié)冷膠的復(fù)合技術(shù)基礎(chǔ)原理研究是當(dāng)務(wù)之急。
三、國產(chǎn)結(jié)冷膠的發(fā)展前景
結(jié)冷膠是世界上第一個用生物發(fā)————酵方法生產(chǎn)的多糖膠質(zhì)膠凝劑，有著用量低、透明度高、香氣釋放能力強(qiáng)、耐酸、耐酶等優(yōu)點(diǎn)。上述優(yōu)點(diǎn)使它在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛的應(yīng)用，但針對我國已自主開發(fā)生產(chǎn)的結(jié)冷膠在各種產(chǎn)品中包括在食品中的應(yīng)用都需要做大量的深入研究工作。
在我國新型微生物膠產(chǎn)品中，國產(chǎn)結(jié)冷膠的發(fā)展前景最被看好，其安全、理化性質(zhì)獨(dú)特等優(yōu)良特性，越來越受到人們特別是食品科學(xué)家們的關(guān)注。近幾年，國內(nèi)生產(chǎn)結(jié)冷膠的幾個廠家，其技術(shù)日趨成熟，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提升，有效地降低了生產(chǎn)成本，目前售價是200～300元/kg（低酰產(chǎn)品），國產(chǎn)結(jié)冷膠有較好商業(yè)利潤和市場前景。但由于結(jié)冷膠是多糖膠質(zhì)大家庭中的相對較新成員，對結(jié)冷膠的各種性質(zhì)及其缺點(diǎn)的認(rèn)識還在不斷深入之中，有限的知識也在一定程度上限制了結(jié)冷膠的更廣泛應(yīng)用。建議國內(nèi)其它企業(yè)不要盲目投資結(jié)冷膠項(xiàng)目，一哄而上，實(shí)際上結(jié)冷膠尤其是高酰結(jié)冷膠生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)門檻都較高，目前應(yīng)用還較單一，這主要與結(jié)冷膠自身產(chǎn)品屬性和我國產(chǎn)品消費(fèi)特點(diǎn)有關(guān)，如低酰結(jié)冷膠產(chǎn)品還大部分或者說絕大部分還只是用于懸浮產(chǎn)品，而這個應(yīng)用領(lǐng)域已逐漸趨于飽和。
目前結(jié)冷膠工業(yè)化生產(chǎn)中有待提高的方面是：產(chǎn)量較低、用于原料和通氧攪拌的能源高，提純用有機(jī)溶劑耗量大。如果能夠從生物技術(shù)的角度，通過先進(jìn)的物理、化學(xué)誘變、細(xì)胞融合、基因克隆、PCR等技術(shù)誘變得到高產(chǎn)菌株；將產(chǎn)膠基因轉(zhuǎn)移到嫌氣性微生物中正常表達(dá)，從而在無氧或微氧條件下生產(chǎn)以降低成本，那么，結(jié)冷膠的生產(chǎn)及應(yīng)用前景無可限量。同時加強(qiáng)結(jié)冷膠產(chǎn)品的改性技術(shù)研究，進(jìn)一步提高其性價比。相信在不久的將來，國內(nèi)企業(yè)會開發(fā)生產(chǎn)出產(chǎn)品質(zhì)量特性更好的結(jié)冷膠，國產(chǎn)結(jié)冷膠在食品、醫(yī)藥、化工等各個領(lǐng)域的應(yīng)用范圍將會更廣更寬。
若您對上述文章中相關(guān)技術(shù)問題需要交流、合作，可與我們課題組直接聯(lián)系（hgh@ecust.edu.cn,18918830973，http://blog.sina.com.cn/huguohua）
（如要將該文粘貼和轉(zhuǎn)載到其它媒介上使用，請盡量先獲得我們課題組的同意，不經(jīng)同意隨意轉(zhuǎn)載尤其是用于媒介商業(yè)目的的、不署單位及作者名字的，我們將保留以法律起訴侵權(quán)媒介的權(quán)利）
