再生条件对可得然胶凝胶性能的影响
摘要：可得然胶是一种新型的微生物胞外多糖，又被称作热凝胶，其悬浊液在不同温度加热后，可能形成热可逆凝胶和热不可逆凝胶，具有极好的应用价值和前景。本实验研究了可得然胶的再生过程中，各实验步骤控制的再生条件对其凝胶性能的影响，为可得然胶改性的研究提供实验基础。本实验结果初步表明：可得然胶的再生过程中，各因素对其凝胶特性影响不同。溶解可得然胶所用的碱浓度越高凝胶强度越高；用HCl调中性析出可得然胶的凝胶强度高，H3PO4处理的回收率更高；离心次数越多凝胶强度越低；烘干温度在一定范围内较低的凝胶强度较高，但烘干后可研磨性和凝胶强度呈反相关，而研磨程度影响形成凝胶的能力。因此，考虑到本实验方法的可行性，由实验结果可初步确定后续可得然胶改性再生过程的最适基本条件为0.1mol/L的NaOH碱溶后，用HCl调回中性，95%酒精洗脱3~4次后在60℃下烘干。
目录
摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Key words 4
1 材料与方法 5
1．1 实验材料和器械 5
1．1．1 实验材料 5
1．1．2 实验器材 5
1．1．3 实验仪器和设备 5
1．2 实验方法 6
1．2．1 再生可得然胶制备 6
1．2．2 回收率测定 6
1．2．3 制备凝胶 6
1．2．4 评定成胶性能—可研磨性 6
1．2．5 凝胶强度测定 6
2 结果与分析 6
2．1 不同碱浓度对再生可得然胶凝胶性能的影响 6
2．2 盐酸和磷酸对再生可得然胶凝胶性能的影响 7
2．3 离心洗脱次数对再生可得然胶凝胶性能的影响 8
2．4 烘干温度对再生可得然胶凝胶性能的影响 9
3 讨论与总结 9
3．1 讨论 9
3．2 总结 9
致谢 10
参考文献： 10
再生条件对可得然胶凝胶性能的影响
引言
可得然胶(Curdlan)是由产碱杆菌属的一些变种发酵糖质原料产生
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
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[]，现常用作食品添加剂，如凝胶剂，增稠剂等。
干燥的可得然胶流动性极好,是一种无臭、无味的白色或灰白色粉末固体，在干燥状态下具有很强的稳定性，于密封的聚乙烯袋中可长期保存，不会失去凝胶化特性[]。可得然胶不溶于水，不溶于乙醇和大多数有机溶剂，但可完全溶解于氢氧化钠、磷酸三钠、磷酸三钙等pH12以上的碱性溶液，形成可逆胶和不可逆胶。这是由于其多糖结构在低pH时，分子呈有序构造，而在高pH时多糖构造发生转变，分子以随意盘曲状态存在[]。可得然胶是一种不被人体消化、不产生热量的微生物多糖。经毒理学研究表明，食用了可得然胶不会导致某些急慢性疾病的发生，也无致癌性和诱变性[]。
可得然胶的凝胶特性对温度具有显著的分段特征，当其悬浮液加热至不同温度时，可以形成性质完全不同的凝胶：其悬浮液在54～65℃范围内加热后冷却可以形成低强度凝胶(Low set gel，或称低硬化凝胶)，强度较低，性质介于琼脂的脆性与明胶的弹性之间，并对温度具有可逆性，重新加热时凝胶会变成溶胶；将悬浮液在80℃以上加热时不经冷却就可以直接形成高强度凝胶(Highset gel，或称高硬化凝胶)，这样形成的凝胶对温度具有不可逆，结构坚实且具有高弹性，称为高强度凝胶或高硬化凝胶[]。可得然胶在食品加工行业的应用主要是基于其第二种凝胶的特性。
研究表明，影响可得然胶凝胶性能的因素主要有成胶的浓度、溶液酸碱度、温度、加热时间、无机盐作用[]等。可得然胶在实际应用过程中会发生脱水现象，也称脱水效应团[]，特别是持续高温状态下的脱水效应更加明显，脱水效应对所应用的目标产品会带来外形变化和体系的不稳定，进而影响产品质量和预期使用效果，己成为可得然胶工业应用函待解决的问题[]。
与大部分食用型凝胶相比，可得然胶制备的凝胶性能优良：
可得然胶具有抗冻融性，能在冷冻和解冻下均能保持稳定，这一特性使它在众多的胶凝剂中脱颖而出[][]。
与其他凝胶类物质相比，可得然胶形成的凝胶具有较好的抗脱水性[][]。
可得然胶具有极强的包油性，含油的凝胶在生成过程和生成后仍不发生油分离。将含油凝胶夹在两板间压榨，仅能除去部分水分，油仍残留在干燥物中，含量可达85%，并且此干燥物十分容易吸水而恢复凝胶状态[][]。
可得然胶拥有极好的高热稳定性，熔点高达140℃，在130℃长时间加热不会破坏胶质，不会像蛋白凝胶那样因为加热而发生颜色加深和风味的改变，这就使可得然胶非常适合用于高温杀菌食品和高温下要求保持形状的食品[]。
可得然胶独特的理化性质使之在食品中具有非常广泛的应用[]。如作为凝胶剂、成膜剂、增稠剂、结构改性剂、稳定剂、持水剂等，用于果冻、面条、汉堡、火腿、可食纤维膜、油炸食品、冷冻食品、新型功能食品等制作中，这些应用与其性质是紧密相连的。通常可得然胶在食品中的应用主要有两方面：1、利用其独特的胶凝特性，作为食品的主要组分来开发新型食品；2、作为食品添加剂使用，可极大的提高食品的品质和性能，改善食品的口感[][]
可得然胶作为食品胶的研究在国外已开展多年，其应用技术相继得到开发，尤其在日木、美国、韩国等少数国家已实现了工业化生产。但我国在此方面尚处于初步研究阶段，2009年6月，我国山东省食品发酵工业研究设计院与山东中科生物科技股份有限公司合作才建成了一条年产量50t的可得然胶生产线。与发达国家相比，我国可得然胶的生产、研究及应用情况差距很大。因此，对可得然胶的性质展开深入研究，开发可得然胶及其衍生物在医药、功能性食品方面的潜能，提高可得然胶的利用率和使用性价比，以成为可得然胶研究中一个值得关注的问题[]。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有适应性[]。
综上所述，可得然胶具有许多特殊的性质，是一种蕴含多种机能性的新型食品添加剂，与其它食品胶相比具有高热稳定性、耐冷冻解冻性和成胶条件单一等特性，这些优点使其在食品工业中的应用前景非常广阔[]。
但是考虑到目前其在国内市场上价格昂贵，生产工艺和规模有限。因此对其进行改性，优化其凝胶性能，使其应用更加方便、效果更加理想、提高其使用性价比、降低使用成本，是十分必要的。本课题即为研究可得然胶改性的初步阶段，探究在可得然胶再生的过程中，各条件对其凝胶性能的影响，以明确基本的改性方向和步骤。
在结合可得然胶基本性质和实验目的后，本实验确定了以下实验方案：以可得然胶为原料，根据可得然胶只能溶解在pH>12的水溶液的性质，将可得然胶按1%浓度配成悬浮液后，用一定浓度条件的碱溶解，之后调回pH到中性静置2小时，经一定条件的离心（95%酒精洗脱去水）后，在一定温度下烘干，然后研磨成粉，最后制成凝胶测定其凝胶强度。
目录
摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Key words 4
1 材料与方法 5
1．1 实验材料和器械 5
1．1．1 实验材料 5
1．1．2 实验器材 5
1．1．3 实验仪器和设备 5
1．2 实验方法 6
1．2．1 再生可得然胶制备 6
1．2．2 回收率测定 6
1．2．3 制备凝胶 6
1．2．4 评定成胶性能—可研磨性 6
1．2．5 凝胶强度测定 6
2 结果与分析 6
2．1 不同碱浓度对再生可得然胶凝胶性能的影响 6
2．2 盐酸和磷酸对再生可得然胶凝胶性能的影响 7
2．3 离心洗脱次数对再生可得然胶凝胶性能的影响 8
2．4 烘干温度对再生可得然胶凝胶性能的影响 9
3 讨论与总结 9
3．1 讨论 9
3．2 总结 9
致谢 10
参考文献： 10
再生条件对可得然胶凝胶性能的影响
引言
可得然胶(Curdlan)是由产碱杆菌属的一些变种发酵糖质原料产生
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
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[]，现常用作食品添加剂，如凝胶剂，增稠剂等。
干燥的可得然胶流动性极好,是一种无臭、无味的白色或灰白色粉末固体，在干燥状态下具有很强的稳定性，于密封的聚乙烯袋中可长期保存，不会失去凝胶化特性[]。可得然胶不溶于水，不溶于乙醇和大多数有机溶剂，但可完全溶解于氢氧化钠、磷酸三钠、磷酸三钙等pH12以上的碱性溶液，形成可逆胶和不可逆胶。这是由于其多糖结构在低pH时，分子呈有序构造，而在高pH时多糖构造发生转变，分子以随意盘曲状态存在[]。可得然胶是一种不被人体消化、不产生热量的微生物多糖。经毒理学研究表明，食用了可得然胶不会导致某些急慢性疾病的发生，也无致癌性和诱变性[]。
可得然胶的凝胶特性对温度具有显著的分段特征，当其悬浮液加热至不同温度时，可以形成性质完全不同的凝胶：其悬浮液在54～65℃范围内加热后冷却可以形成低强度凝胶(Low set gel，或称低硬化凝胶)，强度较低，性质介于琼脂的脆性与明胶的弹性之间，并对温度具有可逆性，重新加热时凝胶会变成溶胶；将悬浮液在80℃以上加热时不经冷却就可以直接形成高强度凝胶(Highset gel，或称高硬化凝胶)，这样形成的凝胶对温度具有不可逆，结构坚实且具有高弹性，称为高强度凝胶或高硬化凝胶[]。可得然胶在食品加工行业的应用主要是基于其第二种凝胶的特性。
研究表明，影响可得然胶凝胶性能的因素主要有成胶的浓度、溶液酸碱度、温度、加热时间、无机盐作用[]等。可得然胶在实际应用过程中会发生脱水现象，也称脱水效应团[]，特别是持续高温状态下的脱水效应更加明显，脱水效应对所应用的目标产品会带来外形变化和体系的不稳定，进而影响产品质量和预期使用效果，己成为可得然胶工业应用函待解决的问题[]。
与大部分食用型凝胶相比，可得然胶制备的凝胶性能优良：
可得然胶具有抗冻融性，能在冷冻和解冻下均能保持稳定，这一特性使它在众多的胶凝剂中脱颖而出[][]。
与其他凝胶类物质相比，可得然胶形成的凝胶具有较好的抗脱水性[][]。
可得然胶具有极强的包油性，含油的凝胶在生成过程和生成后仍不发生油分离。将含油凝胶夹在两板间压榨，仅能除去部分水分，油仍残留在干燥物中，含量可达85%，并且此干燥物十分容易吸水而恢复凝胶状态[][]。
可得然胶拥有极好的高热稳定性，熔点高达140℃，在130℃长时间加热不会破坏胶质，不会像蛋白凝胶那样因为加热而发生颜色加深和风味的改变，这就使可得然胶非常适合用于高温杀菌食品和高温下要求保持形状的食品[]。
可得然胶独特的理化性质使之在食品中具有非常广泛的应用[]。如作为凝胶剂、成膜剂、增稠剂、结构改性剂、稳定剂、持水剂等，用于果冻、面条、汉堡、火腿、可食纤维膜、油炸食品、冷冻食品、新型功能食品等制作中，这些应用与其性质是紧密相连的。通常可得然胶在食品中的应用主要有两方面：1、利用其独特的胶凝特性，作为食品的主要组分来开发新型食品；2、作为食品添加剂使用，可极大的提高食品的品质和性能，改善食品的口感[][]
可得然胶作为食品胶的研究在国外已开展多年，其应用技术相继得到开发，尤其在日木、美国、韩国等少数国家已实现了工业化生产。但我国在此方面尚处于初步研究阶段，2009年6月，我国山东省食品发酵工业研究设计院与山东中科生物科技股份有限公司合作才建成了一条年产量50t的可得然胶生产线。与发达国家相比，我国可得然胶的生产、研究及应用情况差距很大。因此，对可得然胶的性质展开深入研究，开发可得然胶及其衍生物在医药、功能性食品方面的潜能，提高可得然胶的利用率和使用性价比，以成为可得然胶研究中一个值得关注的问题[]。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有适应性[]。
综上所述，可得然胶具有许多特殊的性质，是一种蕴含多种机能性的新型食品添加剂，与其它食品胶相比具有高热稳定性、耐冷冻解冻性和成胶条件单一等特性，这些优点使其在食品工业中的应用前景非常广阔[]。
但是考虑到目前其在国内市场上价格昂贵，生产工艺和规模有限。因此对其进行改性，优化其凝胶性能，使其应用更加方便、效果更加理想、提高其使用性价比、降低使用成本，是十分必要的。本课题即为研究可得然胶改性的初步阶段，探究在可得然胶再生的过程中，各条件对其凝胶性能的影响，以明确基本的改性方向和步骤。
在结合可得然胶基本性质和实验目的后，本实验确定了以下实验方案：以可得然胶为原料，根据可得然胶只能溶解在pH>12的水溶液的性质，将可得然胶按1%浓度配成悬浮液后，用一定浓度条件的碱溶解，之后调回pH到中性静置2小时，经一定条件的离心（95%酒精洗脱去水）后，在一定温度下烘干，然后研磨成粉，最后制成凝胶测定其凝胶强度。
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