温轮胶

微生物多糖食品胶是我国食品胶生产应用的重要方向。微生物代谢胶也称生物合成胶，许多微生物在生长代谢过程中，在不同的外部条件下都能产生一定量的各种多糖，微生物多糖是近年来利用生物技术开发的新型产品，它安全、无毒且具有独特的理化性质，在很多领域都有广泛的应用。华东理工大学食品添加剂和配料研究组认为,与植物和动物多糖相比，微生物多糖的生产受到地理环境、气候、自然灾害等因素的影响较小，产量及质量都很稳定，而且性价比较高，因此引起了人们的广泛关注，并被加以研究和应用。而琼脂、卡拉胶、海藻酸钠等食品胶的产量和质量往往受气候条件的影响，使其供给和价格不稳定。近20年来由于微生物多糖的天然性、性能的优越性、用途的广泛性以及资源的取之不竭，欧、美、日等国都开展了广泛的从筛选菌种到生产应用的多门类、多学科研究。

一、温轮胶的组成及结构

  温轮胶（威兰胶）是产碱杆菌NX-3(Alcaligenes sp.)分泌的可溶性胞外多糖,过去的编号为S-130。经TLC、GC 以及化学法、IR 和高碘酸氧化分析得温轮胶是由葡萄糖、甘露糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸组成的杂多糖;甘露糖:葡萄糖:鼠李糖为1:1.35:2.11;总糖含量87.3%,葡萄糖醛酸含量为12.44%;糖苷键类型主要为(1→3)和(1→4)。

二、温轮胶的特性

   华东理工大学食品添加剂和配料研究组将温轮胶特性归纳如下：(1) 能溶于冷水中，在水溶液中的呈现规则、稳定的结构，形成高粘度溶液；(2) 与其他胶有较好的兼容性；(3) 优良的持水性；(4) 低转速条件下有较高的粘度；(5) 低浓度条件下有较高的粘度。 (6) 具有假塑性流体特性(剪切稀化作用)，静止状态下有良好的悬浮能力；(7) 在pH2-12范围内也比较稳定，并且有良好的耐盐性能。即高盐条件下有特殊的稳定性；(8) 温轮胶在1％NaOH存在并加热的条件下能形成凝胶，但其凝胶强度很弱；(9) 对温度的稳定具有热可逆性，温度对温轮胶的影响比较小， 121℃下灭菌15min其粘度不会下降。0.4％的黄原胶溶液在135℃时粘度已趋于零，但同等条件下的温轮胶溶液要到163度时粘度才接近于零。在正常条件下，温度升高造成温轮胶溶液的粘度下降，在温度降低后可完全恢复，即有较高的耐温能力；

三、温轮胶的生产工艺

温轮胶是以玉米淀粉、大豆粉、酒精为主要原料，利用生物工程技术制取的微生物多糖.温轮胶的生产包括发酵和提取两部分。一般生产工艺流程为：保藏菌种→斜面活化→摇瓶种子→一级种子扩大培养→二级种子扩大培养→发酵罐发酵→发酵液→提取→干燥→粉碎→包装→成品。温轮胶的发酵主要是以碳氢化合物为原料。碳氢化合物的主要来源有：葡萄糖、糖(甘蔗、甜菜、谷物)、糖蜜、淀粉、谷类的面粉(稻谷、小麦、燕麦等)、豆(大豆和豌豆)和米糠等,通常谷物需经水解糖化才能作为原料,并按一定比例加入磷(K₂HPO₄)、镁(MgSO₄)、氮(NH₄NO₃ )等。碳氢化合物的用量一般是2％-4％。而氮源用量一般是0.05%-0.4％。适合的氮源主要有酵母水解物，大豆粉，棉籽粉，干酪素，玉米浆。发酵温度可以是25℃-35℃，但的温度一般控制在28℃-32℃。发酵培养基的pH在6.5-7.5，发酵周期一般是2-4天。发酵液于75℃巴氏灭菌10-15分钟，用58%-60％的异丙醇沉淀提取，将所得产品于50℃-55℃烘箱中烘干，然后进行粉碎和包装。

另外，根据发明人河北某公司张禹、张国佩等申请并公开的发明专利介绍的一种温轮胶的制备方法，是将温轮胶的生产菌种接种于含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基中进行发酵，发酵过程是在温度为２５℃－３６℃、ｐＨ为６.２－６.７的条件下进行需氧发酵，生产菌种选用鞘氨醇单胞菌，对发酵终产物进行提取得到温轮胶。据介绍该发明解决了现有技术存在的胶粘度很低（低于１００ｃｐ），且发酵过程中需要改变发酵条件（ｐＨ），其工艺步骤复杂，培养基成本高，不能耐受高浓度钙离子等问题，所制备的温轮胶具有良好耐温性能，同时具备较好的粘度和流变性，能耐受高浓度的钙离子，工艺方法易于实现，生产成本低等优点。

四、温轮胶的应用及前景

在食品工业方面，温轮胶可望应用于烘焙制品、乳制品、果汁、牛奶饮料、糖衣、糖霜、果酱、肉制品和各种甜点的加工中。在石油工业中，温轮胶可用于调配钻井泥浆，以保持水基钻井液的粘度和控制其流变性能。温轮胶还是一种新型的驱油剂，可用于油井的三次采油，将温轮胶调配成适合浓度的水溶液注入井内，压进油层驱油，可大大提高采油率。此外温轮胶还可用于完井、修井、地层压裂和稠油输送的流动改进剂等。典型产品有钻井液、固井水泥。温轮胶可广泛应用于水泥和混凝土中，它能够增强泥浆的保水性，当它作为保水剂时不需要像其它的添加剂那样使用分散剂。温轮胶可以增加水泥的可塑性，悬浮量，空气含量，抗下陷能力以及流动特性和抗失水性，而这些改进的特性在温度提高时仍能保持不变。与其它添加剂相比，较低浓度的温轮胶就可以取得很好的效果。温轮胶还可用于消防助剂、轮胎密封胶、防冻液、油墨组合物等。

目前温轮胶在国内已有一企业实现了工业化生产，2005年10月份，该企业通过了温轮胶新产品的省级成果鉴定，至此该企业成为世界上第二家同时拥有黄原胶、结冷胶、温轮胶微生物胶产品的生产厂家。 我们应加强对它的生产和应用方面的研究开发，使其早日较成熟地应用于食品等工业中。