三贊膠以鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas sp.）菌株TP-3（Sphingomonas sanxanigenens sp. nov.）為產(chǎn)生菌，以淀粉或葡萄糖等為主要原料，經(jīng)特定的生物發(fā)酵并經(jīng)提取、干燥、粉碎而成的生物多糖。
作為一種新食品添加劑，三贊膠的持續(xù)擴大，自2020年6月,衛(wèi)健委四號文正式批準三贊膠作以增稠劑、穩(wěn)定劑、凝固劑使用于食品行業(yè)中，目前已被批準用于調(diào)制乳（食品類別01.01.03）、肉灌腸（食品類別08.03.05）果蔬汁（漿）飲料（食品類別14.02.03）、植物蛋白飲料（食品類別14.03.02）、復合蛋白飲料（食品類別14.03.03）、風味飲料（食品類別14.08）等領域。
三贊膠的結(jié)構(gòu)
三贊膠為蛋白聚糖結(jié)構(gòu)，由糖類、脂類、多肽三部分組成[2]，基中單糖含有與結(jié)冷膠類似的糖骨架，由 4 種單糖組成，其主鏈結(jié)構(gòu)為-1-3- -D-葡萄糖，4- -D-甘露糖-1-3- -L-鼠李糖，-1-4- -D-葡萄糖醛酸[3]，在多糖組分上鏈接有蛋白側(cè)鏈；分子中含有1.49%的氨基酸，其中酸性氨基酸占23.3％[1]。
脂類由十六碳及十八碳脂肪酸組成；用凝膠滲透色譜-多角度激光光散射聯(lián)用法測得三贊膠的重均分子量(Mw)為408KDa，數(shù)均分子量(Mn)為382KDa[2]。
三贊膠具有良好的增稠性、假塑性、弱凝膠的性能[1], 可以溶于冷水和熱水中,具有高黏度、耐高溫、乳化、醇溶、抗凍融、兼溶等性能，具有廣闊的市場前景,廣泛應用于食品、醫(yī)藥、采油、紡織、陶瓷、印染、日用化工等領域。
三贊膠的性能
三贊膠是一種新型的生物聚合物，該聚合物有類似黃原膠的流變學特性，具有高粘度、假塑性及耐鹽性，又有結(jié)冷膠的凝膠特性，0.6%以上的三贊膠溶液加熱75℃以上并冷卻至室溫可形成熱可逆的凝膠[1]。這使三贊膠集增稠、懸浮、乳化、穩(wěn)定于一體,是性能較為優(yōu)越的一劑多效的生物膠。
2.1增粘性：
三贊膠的水溶性很好，在冷水中也能溶解，形成較高的粘度，尤其是在低濃度、低轉(zhuǎn)速下成其他食用膠體相比具有較高的粘度，且具有良好的剪切稀釋性。
2.2弱凝膠性：
三贊膠具有鞘氨醇膠的糖主鏈，擁有和高酰基結(jié)冷膠相近的凝膠特性。三贊膠升溫至 75℃以上，在不添加任何離子的條件下，冷卻至室溫可形成熱可逆的彈性性凝膠；雖然三贊膠和高酰結(jié)冷膠均可形成彈性凝膠，但凝膠強度和凝固溫度等還存在較大差異，詳見表1。
2.3乳化性：
三贊膠的單糖組成為葡萄糖、甘露糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸，其含有鼠李糖，鼠李糖碳六位是CH3，因而具有較好的親油性[4]，鼠李糖含量越高，三贊膠的乳化性能越好。
圖2 0.1%黃原膠、三贊膠乳化性對比
2.4醇溶性：
三贊膠在較高濃度的酒精中有仍較好的溶解性，并隨三贊膠濃度、酒精濃度的增加粘度有所增加，在酒精溶液中，三贊膠也能起到穩(wěn)定懸浮的作用。
圖4 0.1%三贊膠在不同濃度酒精溶液的粘度變化
2.5剪切稀釋性：
高剪切作用下黏度下降，剪切作用消失黏度恢復正常。 三贊膠溶液粘度隨轉(zhuǎn)速增加而降低，60r/min后下降趨勢平緩，說明該溶液具有剪切稀釋性質(zhì)；轉(zhuǎn)速降低過程中，粘度逐漸增大，最后恢復到測試開始時的狀態(tài)，表明該溶液具有良好的假塑性。曲線于X軸100r/min的垂線作為分界線，左右兩邊對稱，表明該溶液粘度恢復時無滯后性。
圖5 三贊膠的剪切稀釋性
2.6酸堿穩(wěn)定性：
在酸堿條件下穩(wěn)定，在弱酸條件下粘度略升高： 三贊膠由于特殊的結(jié)構(gòu)，具有在弱酸條件下粘度升高的特性，使其粘度遠遠高于黃原膠，賦予三贊膠在酸性飲料中良好的懸浮性能。
圖6 1%三贊膠、黃原膠在不同pH值下粘度變化
2.7良好的配伍性：
與其它膠體具有良好的兼容和配伍性。 復合膠與單體膠比較具有十分突出的優(yōu)點。通過膠體的混合搭配，不但能發(fā)揮各種單體膠本身的作用，使性能互補，還可以達到各種膠體間協(xié)同增效作用，從而擴大膠體的應用范圍并提高其功能，同時降低了膠體的用量，從而降低了生產(chǎn)成本。三贊膠與瓜爾豆膠、刺槐豆膠、微晶纖維素配比為9+1時強度最高，具有協(xié)效性，與其它膠體具有良好的兼容性。
圖7 1%膠濃度下三贊膠與其他膠體的協(xié)同增效性
2.8耐高溫：
三贊膠對鹽離子比較敏感，加入0.1%的鹽離子即可使其粘度大大提升，三贊膠對一價離子反應較平穩(wěn)，粘度隨一價離子的增加粘度基本持平；對鈣離子反應敏感，當在CaCL2濃度超過0.1%時，隨氯化鈣濃度增大粘度呈下降趨勢。并且添加鹽離子可明顯提高三贊膠在耐溫性，在121℃滅菌15min或UHT138℃滅菌30s，仍有較高的粘度。
圖9 0.25%三贊膠在不同濃度不同鹽溶液中121℃滅菌15min粘度變化
2.9抗凍融性好：
三贊膠有良好的抗凍融性，將1%濃度的三贊膠凝膠，在-20℃冰箱冷凍20h，反復凍融，自然解凍后，無水分的析出。三贊膠保水性高、保型性好，可控制水分子遷移，在冷凍中可控制冰晶的形成，防止速凍食品隨著貯藏時間延長及冷鏈中溫度變化的重結(jié)晶影響速凍食品的風味和結(jié)構(gòu)，從而提高產(chǎn)品品質(zhì)和延長貨架期。
產(chǎn)品應用
三贊膠是一種新型的微生物多糖，在溶液中能形成三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的弱凝膠，具有膠凝性、乳化性、增稠性、耐酸、耐高溫等特性。用于飲料制備時添加量小，懸浮能力強，與蛋白相溶性良好，可提高其粘度和乳化性。
在谷物飲料、蛋白飲料、植物飲料、果蔬汁類飲料、乳飲料等起到很好的穩(wěn)定懸浮作用，并賦予飲料醇厚清爽的口感。
三贊膠具有熱穩(wěn)定性和假塑性的特點，能在高溫二滅和UHT超高溫滅菌中保持穩(wěn)定，同時利于泵送和灌裝。
三贊膠耐高溫同時也耐低溫，三贊膠的抗凍融性可控制水分子遷移，在冷凍過程中可控制冰晶的形成，提升冰淇淋等速凍產(chǎn)品的品質(zhì)和延長其貨架期。
其增稠、膠凝、穩(wěn)定泡沫、乳化和分散等特性使其能有效控制食品中的水分，改善肉制品、乳制品、糖果、糕點等食品的外觀、形狀、質(zhì)構(gòu)特性、口感和風味等。
其弱凝膠性還可用于糖果、果醬和果凍的制作。此外，三贊膠具有生物相容性、安全性和低熱量的特點，因而可被廣泛用于生產(chǎn)和開發(fā)各種功能性或健康食品。
結(jié)語
三贊膠作為我國自主創(chuàng)研的新型高端微生物多糖產(chǎn)品，在高溫、高壓、高鹽、高油脂條件下同時具有增稠性、凝膠性、乳化性和成膜性，具備一劑多效的效果，有助于清潔標簽；同時三贊膠具有耐酸、耐鹽、耐溫、耐剪切、抗凍融等多種性能，能幫助客戶解決食品加工過程中遇到的分層沉淀、油脂上浮、析水、蛋白絮凝等行業(yè)痛點，可以改良質(zhì)構(gòu)、改善口感、保留風味。可以肯定，三贊膠對各類飲料、特別是植物蛋白飲料、果蔬汁飲料，對面制品、肉制品等領域的技術創(chuàng)新、品類創(chuàng)新發(fā)揮積極的促進作用。
參考文獻：
1王薇,黃海東,張禹,等.一種新型生物聚合物Ss的流變學性質(zhì)及成膠特性[J].微生物學通報,2008,35 ( 6) : 866-871
2 黃海東，王薇，馬挺，等. 一種新型生物聚合物的分子組成及特性研究[J]. 高等學校化學學報，2009，30（2）：324-327
3 李曉雁;鄭華;段亞平;黃海東;三贊鞘氨醇單胞菌葡萄糖磷酸變位酶的酶學性質(zhì)表征及對多糖合成的影響[A];第八屆泛環(huán)渤海生物化學與分子生物學會2018年學術交流會論文集[C];2018年
4 楊雷,仇丹,周逸奎,等.阿拉伯膠的結(jié)構(gòu)特征和乳化性能研究進展[J].食品工業(yè)科技,2013,34(12):353-356
文章來源于河北灃川生物科技有限公司，作者：乞鋒輝，楊曉民，靳曉偉，劉學珍
