高酰基结冷胶在食品饮料中的应用研究
结冷胶( Gellan Gum) 是美国Kelco 公司于1978 年继黄原胶之后开发的又一新型微生物胞外多糖。结冷胶是由伊乐假单胞菌( 少动鞘脂单胞菌) 以葡萄糖单糖或双糖为底物，进行特定生物发酵后，经加工制成［1］。1988 年，日本批准在食品中使用，1992 年获得FDA 权威论证，欧共体1994 年正式列入食品安全代码( E － 418) ，我国1996 年批准其作为食品增稠剂、稳定剂使用［2］。2010 年12 月颁布了GB 25535 － 2010 结冷胶国家标准［3］。结冷胶分子的基本结构是一条主链，由重复的四糖单元构成。参与形成的单糖有D － 葡萄糖、D － 葡萄糖醛酸、D －葡萄糖及L － 鼠李糖。在这种多糖的天然形式中，每单位约有1. 5 个O － 酰基基团，其中每单位有1 个O － 甘油酰取代基，每隔1 个单位有1 个O － 乙酰取代基。天然形式的结冷胶称为高酰基结冷胶( High acylGellan Gum) ，酰基经碱脱除后，可得到低酰基结冷胶［4］，如图1 和图2。低酰基结冷胶在国内的开发已有十多年的时间，应用已得到很好的推广，其用量每年也在快速递增。但目前高酰基结冷胶在国内的开发和应用都不及低酰基结冷胶。
1· 高酰基结冷胶的凝胶机理及特性
高酰基结冷胶在水中加热时其分子呈分散的无规则线团形式，冷却时相邻的键间进一步形成规则的双螺旋二聚体，通过氢键或范德化作用力形成分子交联体，即形成凝胶［5］。溶液中当无促进胶凝的阳离子存在时，对结冷胶溶液加热、冷却更利于这种二聚体的形成，而阳离子的介入能屏蔽静电排斥作用，促进分子内的交联作用、稳定双螺旋结构和加速双螺旋形成三维网络状结构。高酰基结冷胶是目前市场上性能最为优异的增稠剂，稳定剂之一，并具有优良的凝胶特性. 相对于其他胶体，高酰基结冷胶凝胶具有良好的风味释放性，较高的热稳定性［6］，较好的持水性，悬浮性，热可逆的柔韧性等，这些特性成就了高酰基结冷胶在应用上的广泛性和优越性。
2· 高酰基结冷胶的应用
2. 1 在乳制品中的应用
高酰基结冷胶可直接用于乳制品中，在中性乳制品中，可单独使用0. 025% ～ 0. 035%的高酰基结冷胶这一胶体与应一定量的钠盐或钙盐作为稳定剂，能达到悬浮固形物、消除絮凝现象等效果，并且具有增稠、爽口等特点。在酸性乳制品中，可将0. 02% ～ 0. 03%的高酰基结冷胶与0. 2% ～ 0. 4%的羟甲基纤维素钠( CMC) 复配，再与一定量的钙盐配伍使用作为稳定剂，其中CMC 作为保护剂，高酰基结冷胶能起到悬浮固形物，增稠、稳定的作用。在发酵酸乳中，则可以再复配一定量的瓜尔豆胶作为保护剂，以防止蛋白絮凝沉淀［7］，高酰基结冷胶在乳制品中代替卡拉胶、明胶、海藻胶和果胶的使用，还有以下优点: 具有与酪蛋白相溶－ 低反应性，不会形成挂壁、低用量、良好的结构复原特性［4］。
2. 2 在果汁、悬浮饮料中的应用
与黄原胶相比，高酰基结冷胶具有优越的耐酸、耐盐性，pH 稳定范围广［8］，在酸性果汁、非透明悬浮饮料中应用更能体现出这一优点，在酸性果汁中应用，要达到同样的稳定体系效果，高酰基结冷胶添加量仅有黄原胶的1 /7 ～ 1 /8，并且在饮料状态、口感上想比黄原胶都具有明显的优点。在悬浮有大颗粒果肉的饮料中，相比较其它几种有悬浮性能的胶体，高酰基结冷胶也具有很低的添加量，在不复配其它胶体的情况下仅有0. 025%左右，并且相比较卡拉胶、果胶、瓜尔胶等，高酰基结冷胶在悬浮饮料体系中的pH 应用范围亦广，在酸性、中性悬浮饮料中都能应用。
2. 3 在植物蛋白类饮料中的应用
植物蛋白类饮料是近几年国内发展最快的软饮料行业，植物蛋白类饮料以植物果仁、果肉为主要原料，其蛋白质、维生素含量高［9］，在饮料行业中也属于高端产品，因此饮料体系对稳定剂的性能要求也高，目前国内生产植物蛋白饮料所用稳定剂基本都是几种胶体复配而成，对配比参数、应用方法都较为严格，并且在高温杀菌后一般胶体性能损失都比较大，高酰基结冷胶应用在植物蛋白饮料中不仅耐高温性能好，本身也具有增稠、稳定蛋白的作用，单独使用时用量在0. 03% ～ 0. 04% 之间，也可与其他亲水性胶体复配使用，如: 卡拉胶、瓜尔胶、刺槐豆胶等，其复配后的协同作用也能达到良好的稳定效果。
2. 4 在粗粮饮料中的应用
粗粮饮料也是近几年来发展相当迅速的饮料行业，粗粮中含有丰富的的不可溶性纤维素，对人体消化系统和血液系统等身体健康都有重要作用，因此近几年来国内较多的饮料厂商都在开发粗粮类饮料，粗粮饮料的基本工艺路线为: 粗粮浸泡－熟化－ 磨浆－ 稳定剂添加－ 均质－ 糊化－ 灭菌－ 灌装，工艺比较简单，但对稳定剂要求也是比较高，效果不好容易出现絮凝沉淀、析水等现象，粗粮饮料体系中的淀粉含量较高，本身稠度比较大，添加胶体的量不宜过大，否则会影响口感，但也要起到稳定的作用，高酰基结冷胶的使用相比其它胶体而言，均具备上述要求，添加量低0. 025% 左右，稳定效果好，并且适合饮料的糊化和高温灭菌程序。
2. 5 在肉制品中的应用
传统的肉制品如火腿肠、香肠、肉排等大部分都是使用黄原胶或明胶作为赋形剂，起稳定肉制品结构组织状态的作用，近年来也有较多的生产商用高酰基结冷胶作为肉制品赋形剂，相比较其它胶体而言，高酰基结冷胶在火腿肠中应用具有更好的耐温性、持水性、弹性，使体系更饱满，也具有更爽口的口感。在肉排中应用，高酰基结冷胶的高粘性能更好地起到粘合肉块的作用，使肉排的食用效果更为丰富。
2. 6 在其它食品中的应用
高酰基结冷胶也可在果酱、面点、甜食中应用［10］，在果酱中应用可使果酱直接用温开水冲调而使体系保持悬浮稳定，也可用于制作焙烤制品的涂层或浇料; 在面点中应用可以增加面制品的弹性、韧性，减少断条，改善口感，使口感更加爽口、劲道; 高酰基结冷胶具有较强的持水性，在蛋糕、奶酪等甜食中应用可以达到保湿、保鲜、保型的效果［10］。另外，高酰基结冷胶也可以应用于冷饮、馅料等食品中。
3 ·讨论与展望
近年来，随着国内对高酰基结冷胶的逐步研究，其在多种食品饮料中应用的优越性逐步被人们所认识到，但仍没有被很好地推广，目前制约高酰基结冷胶应用推广的因素主要有: 国内开发研究起步晚，相比低酰基结冷胶，高酰基结冷胶的工艺技术要求更高，国内生产高酰基结冷胶的厂家也寥寥无几，并且国内企业对高酰基结冷胶的特性及应用研究不够深入［4］。尤其是高难度的工艺技术造成生产成本高，市场价格也就高，虽然应用的优越性较多，但较高的成本也让很多用户望而却步。这些因素都严重制约了高酰基结冷胶的应用推广。
不过，高酰基结冷胶应用的优越性正在被越来越多的用户所认知，而国内的生产开发也在不断快速地发展，相信在不久的将来，高酰基结冷胶的生产工艺会更加成熟、应用研究更加广泛，届时价格和应用效果均会被更多的用户所接受。