9057-02-7 / 普魯蘭多糖的制備和應(yīng)用

背景及概述^【1】

普魯蘭多糖是出芽短梗霉一種胞外多糖。亦稱茁霉蘭多糖、普魯蘭或短梗多糖。它是一種易溶于水的不定形葡聚多糖并可作為水溶性類多糖的模式多糖。1939年在出芽短梗霉菌的發(fā)酵液中R.Baner最先發(fā)現(xiàn)一種名叫普魯蘭多糖的粘性物質(zhì)。普魯蘭多糖是一種中性高分子多糖，主要是通過α-1,4－糖苷鍵連接三個(gè)葡萄糖形成麥芽三糖，再通過α-1，6-糖苷鍵連接成為麥芽三糖，從而進(jìn)一步形成了高分子量的線形多糖。其中α-1,4-糖苷鍵與α-1,6-糖苷鍵的比例為２：１，此多糖聚合度為200－5000，平均分子質(zhì)量可達(dá)為40－2000KDa。普魯蘭多糖作為市售商品，由約480個(gè)麥芽三糖組成，它的平均分子量為20KDa。

普魯蘭多糖是一種無(wú)色、無(wú)味、的中性、線性高分子材料，在水中容易吸水膨脹，溶解度無(wú)限，溶解速度比海藻酸鈉、聚乙烯醇快二倍以上。其溶液不離子化、不凝膠化、不結(jié)晶。在相對(duì)濕度為70%以下時(shí)，其產(chǎn)品平衡水分為10%-15%，既不吸潮也不粘結(jié)在一起。在堿性溶液中對(duì)熱穩(wěn)定，加熱不溶化，當(dāng)溫度升至100℃時(shí)會(huì)失去平衡水分，繼續(xù)加熱至250℃才開始發(fā)生炭化現(xiàn)象，顏色也由白色變成黃色、褐色，最后變成黑色。在整個(gè)加熱過程中，不產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)，通過急性、亞急性和慢性毒性試驗(yàn)以及致畸試驗(yàn)表明普魯蘭多糖不會(huì)引發(fā)任何生物毒性以及異常狀態(tài)的產(chǎn)生。在自然界中，普魯蘭多糖可以被微生物進(jìn)一步降解，因此不會(huì)造成環(huán)境污染問題。2012年5月，衛(wèi)生部發(fā)布，并于7月實(shí)施了普魯蘭多糖作為食品添加劑的食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB28402-2012）。與其他同類多糖相比，普魯蘭多糖的水溶液不具備高粘度。隨著普魯蘭多糖分子量和濃度的增加，其水溶液的粘度隨之增加，但比其他高分子物質(zhì)粘度增加的幅度小。低較低分子量的普魯蘭多糖，其水溶液的粘度在加熱的時(shí)候變化很小。普魯蘭多糖的水溶液對(duì)具有一定的親水性質(zhì)的材料（例如木材、紙張、纖維、干燥食品、玻璃、金屬、水泥等）具有較強(qiáng)的粘合、涂層性。普魯蘭多糖的抗張強(qiáng)度高，但是其耐水性能較差，可以使用乙二醛對(duì)其進(jìn)行耐水處理來(lái)增加它的耐水性，與此同時(shí)，還可增加抗張強(qiáng)度。普魯蘭多糖可以配成一定濃度的水溶液直接制成薄膜，其薄膜具有耐油、阻氧性好、硬度強(qiáng)、彈性強(qiáng)、透明、可食等優(yōu)勢(shì)，對(duì)溫度的變化穩(wěn)定，在0℃以下仍舊柔軟，但是延伸率較低，普魯蘭多糖的多羥基結(jié)構(gòu)特征決定其有良好的水溶性，但這一優(yōu)勢(shì)使其在耐水性用途中成為障礙。對(duì)普魯蘭多糖結(jié)構(gòu)中的輕基進(jìn)行一些化學(xué)修飾，如酯化、接枝共聚、烷基化，這些修飾可以使普魯蘭多糖與其本身或別的物質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的連接，從而改變了它的一些性質(zhì)。

制備^【2】

由出芽短桿霉發(fā)酵產(chǎn)生的普魯蘭多糖，經(jīng)過80℃高溫滅酶，經(jīng)質(zhì)量比2%硅藻土過濾，濾液添加0.5%活性炭脫色（溫度50℃、時(shí)間40min、pH5.5），再使用樹脂二次脫色效果良好，同時(shí)能去除一些雜蛋白；濾液濃縮至4%后超濾3次，采用滾筒干燥方式，得成品。

應(yīng)用^【3】

2006年，國(guó)家衛(wèi)生部批準(zhǔn)增添普魯蘭多糖為食品添加劑，用于改善食品口感和質(zhì)量，提高風(fēng)味等。由于普魯蘭多糖可改進(jìn)食品的加工性能和品質(zhì)，是一種很有前途企業(yè)技術(shù)開發(fā)2015年9月的食品工業(yè)用多糖。由于普魯蘭多糖為水溶性多糖，不被體內(nèi)酶消化，可排出體外，因此，可作為肥胖癥患者和糖尿病等特殊人群的低熱量食品，也可作為保健食品。普魯蘭多糖能保持較好的延伸性和硬度，在糖果制作上，耐咀嚼，耐儲(chǔ)存，保持香味時(shí)間較長(zhǎng)，口感良好。在冰淇淋制品中，可提高乳化穩(wěn)定性，使口感潤(rùn)滑、風(fēng)味優(yōu)良、并有適當(dāng)?shù)酿ば?。在飲料制品中，可使飲品口感濃厚且?rùn)滑、分散穩(wěn)定性好。

將普魯蘭多糖制成普魯蘭多糖薄膜，能有效抑制水、氧氣、二氧化碳等氣體與農(nóng)產(chǎn)品接觸，有效減少了農(nóng)產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化降解損耗，有良好的保鮮效果。

在醫(yī)藥行業(yè)中，可用來(lái)制造止血?jiǎng)?、血漿增量劑、疫苗、創(chuàng)口縫合線等；在其他行業(yè)中，可用作種子涂層、光敏抗蝕膜和保護(hù)膜、煙草粘結(jié)劑、干電池的陰陽(yáng)極隔離層等。

參考文獻(xiàn)

[1]孫芳艷.普魯蘭多糖提取工藝優(yōu)化及其應(yīng)用研究.2016.天津科技大學(xué),MA thesis.

[2]萬(wàn)玉軍,唐曉芳,李鎮(zhèn)江,王剛,楊曉琴,鄭君,黃偉,江源鋼,王宏.工業(yè)化發(fā)酵生產(chǎn)普魯蘭多糖的提取條件優(yōu)化[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2015,41(06):213-217.DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201506040.

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