食品增稠剂又称食品胶、糊料，可以改善食品物 理性质，黄原胶的结构与复配性质研究，增加流体食品的黏度、稠度，赋予食品以滑 润适口的感觉，具有较强的持水性[1]。增稠剂多为天 然高分子，迄今已有40余种，按来源多分为五大类： 海藻胶：海藻酸钠、海藻酸钾、卡拉胶、琼脂、PGA等； 楦物类胶：槐豆胶、魔芋胶，瓜尔豆胶、阿拉伯胶、果 胶、皂荚胶、猪屎豆胶、CMC-Na、糊精等；动物胶：明 胶、酪蛋白酸钠、酪蛋白、甲壳素等；微生物胶：黄原 胶、结冷胶、凝胶多糖、韦兰胶等；化学合成胶：聚丙 烯酸钠等[2-5]。由于每种单一的食品胶都有自身的特 点和功能，在食品工业中有不可替代的作用，但是每 种单一的食品胶仍有很多局限性，通过不同食品胶 的复配可以解决食品加工中出现的问题，改善食品 品质，降低添加剂的用量，提高食品安全性。

1黄原胶的结构特征

1.1 黄原胶的分子结构

黄原胶（Xanthan)又称汉生胶，是由野油菜黄单

收稿日期：2011-04-27 *通讯联系人

作者筒介：商飞飞（1986-)，男，在读硕士，研究方向：农产品质量安全 与添加剂。

440 2012年第7期)

 

图1黄原胶的分子结构

Fig.1 Molecular structure of Xanthan gum

胞杆菌（Xanthomonas campestris)分泌的一*种胞外酸 性多糖。这种多糖是“五糖”的结构聚合体由D-葡萄 糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸组成 (如图1所示）。黄原胶相对分子质量很高，一般大于 106u。黄原胶分子的一级结构包括由P-1，4键连接的 D-葡萄糖基主链及含三个糖单位的侧链，侧链则由 两个D-甘露糖和一个D-葡萄糖醛酸的交替连接而 成。黄原胶的二级结构，是由侧链绕主链骨架反向缠 绕，通过氢键、静电力等作用所形成的五重折叠的棒 状螺旋结构。

黄原胶分子结构中，部分侧链末端的甘露糖4, 6 

位C上连接有一个丙酮酸基团，而部分连接主链的甘 露糖在C-6被乙酰化。一般而言，黄原胶中丙酮酸取 代基的含量在30%~40%之间，乙酰化的基团在60%~ 70%之间。两者在链上的分布并无规律，但是对于黄 原胶的构象及物化性质却有着很大的影响。黄原胶 脱去乙酰基和脱去丙酮酸基团都会使黄原胶的性质 发生显著变化。黄原胶的品种以及生产发酵后处理 过程决定了丙酮酸和乙酰基团的含量，发酵时溶氧 条件的多少，对丙酮酸的含量有显著影响，通常黄原 胶的溶氧速率小，其丙酮酸含量低。

流变学研宄表明，脱去丙酮酸基团后的黄原胶 分子间作用力明显减小，黄原胶的结构与复配性质研究，丙酮酸基团可能在黄原胶 分子相互之间形成氢键，并与邻近侧链的乙酰基产 生氢键，以此来稳定黄原胶的分子结构。而乙酰基团 通常被认为是提供了分子内的相互作用力，因为脱 去乙酰基后黄原胶分子变得更加柔顺[6^8]。

1.2黄原胶的构象

研宄表明，位于D-葡萄糖主链上C-3位置的支 链是黄原胶构象的主要构成因素。它们可能发生折 叠并依附在主链骨架上，从而稳定螺旋结构不受外 界环境的影响[6，]。黄原胶的结构与复配性质研究，大多认为，在低离子强度下，黄原 胶在热处理过程中能够发生螺旋-卷曲链的转变，也 称为有序-无序的转变。而分子模型研宄显示在黄原 胶分子构象中单螺旋和双螺旋在空间排布上都是可 以存在的，螺旋以非共价键力如氢键、静电作用力、 空间位阻效应保持稳定。总结目前单螺旋和双螺旋 的各种理论，一般黄原胶在水溶液中具有3种构象： 天然黄原胶可能具有一个相对较规整的双螺旋结 构；而经过长时间的热处理，黄原胶螺旋链会伸展为 无序的卷曲链结构，该段温度通常称为构象转变温 度；冷却后，螺旋和卷曲链在体系中均有相当程度的 存在[6,8]。

2黄原胶的特性

黄原胶特殊的结构特点决定了它优良的物化性 质，黄原胶无味、无毒、有抗氧化作用、安全性较高、 易溶于水，在水溶液中呈多聚阴离子，有很好的稳定 性、复配性、兼容性。

具体表现为：低浓度溶液具有高粘度的特性；流 变性（假塑性），其溶液粘度随剪切速率的增加而明 显降低，随剪切速率的减弱，其粘度又即刻恢复，使 溶液粘度瞬间恢复到最大；稳定性（对温度、盐、酸、 碱稳定，抗氧化，抗酶解）可在28~80QC，pH1~11范围 内黏度基本不变[3]，高耐盐性可用于酱油等食品中； 悬浮性，对不溶性固体和油滴具有良好的悬浮作用； 复配性、兼容性和协效性，能够与绝大多数的食品 胶，多种食品配料、食品添加剂复配使用产生协同增 效作用，在同一溶液体系中能够很好的兼溶，与瓜尔 豆胶、槐豆胶、海藻酸盐、CMC-Na的混合物可产生有 益的协同效应，使粘度倍增，也可形成不同韧度的凝 胶等。黄原胶多用于饮料工业，面制品改良，肉品工 业等，黄原胶是食品工业使用最多、应用范围最广、 贡献最大的食品添加剂之一。

3黄原胶与其他胶的复配效应

Vol.33，No.07,2012

3.1黄原胶与魔芋胶的复配

魔芋胶一般呈白色，具有魔芋特有的气味，含少 量的杂质，魔芋胶的主要成分为葡甘聚糖（Konjac Glucoman-nan简称为KGM)。葡甘聚糖是一*种非离子 型水溶性高分子多糖，它是由D-葡萄糖和D-甘露糖 按1:1.6的分子比例，以p-(1-4)和少量的p-(1-3)糖 苷键聚合而成，大约每19个糖残基上有一个以酯键 结合的乙酰基―。魔芋葡甘聚糖的相对分子质量为 20~200万，粘度可达20000mPa • s以上，是目前所发现 楦物类水溶性食用胶中粘度最高的一种。魔芋胶有 假塑性，为热不可逆凝胶，多应用于制造魔芋糕及仿 生食品。

魔芋胶在碱性条件或用量大时才能形成凝胶，

且凝胶组织松软，容易脱液，收缩[11]。黄原胶为非凝 胶多糖，无论在什么浓度下都不能形成凝胶，当与魔 芋胶复配，在复配共混胶浓度为1%时形成坚实的热 可逆凝胶，这可能是因为黄原胶的双螺旋结构易和 含P-(1-4)糖苷键的多糖发生嵌合作用所致。还有研 宄表明，当黄原胶与魔芋精粉的共混比例为70:30,多 糖总浓度为1%，可达到协同相互作用的最大值。黄原胶的结构与复配性质研究，凝 胶强度随两者聚合物的浓度增加而增加，随盐浓度 的增加而降低。

张科等以猪肉和鸭肉为原料加工西式灌肠通过 加入黄原胶，魔芋胶，卡拉胶当总浓度为0.8%三者比 例为3:2:3时灌肠质构特性最好[12]。卡拉胶透明度非 常好，常用做制作果冻的首选胶，缪铭等用黄原胶，

魔芋胶与卡拉胶13:20:1进行复配生产甜玉米果冻， 当复配胶总浓度为1.1%时制作的果冻最好[13]。魔芋 胶与黄原胶的复配，大大改善魔芋胶的应用性能，减 少用量，可作为增稠剂和凝胶剂，广泛应用于食品和 非食品工业[10，14]。

3.2黄原胶与槐豆胶的复配

槐豆胶（Sophora bean gum)是从豆科多年生植 物国槐（Sophora japonica L.)种子胚乳中提取出的一- 种多糖胶，主要成分是半乳甘露聚糖，半乳甘露聚糖 是由p_D-(1-4)糖苷键连接的甘露糖为主链的骨 架，在某些甘露糖基的1-6位上连接有a-D-吡喃半 乳糖侧链，主链上不含侧链的区域称为光滑区并且 较多，含有侧链的区域称为毛发区，较少。槐豆胶最 大特点就是与其他增稠剂复配效果非常好。

槐豆胶与黄原胶复配溶液能够进行剧烈反应，在 两组分的浓度很低的情况下有强烈的协效增稠性，可 获得浓稠溶液或形成有弹性的凝胶。槐豆胶与黄原 胶的复配效应可能是因为槐豆胶上不带侧链的片段 可与常温下螺旋的结构亲水胶体形成稳定的结合。

研宄表明槐豆胶与黄原胶重量比为2:8,浓度达 到0.5%〜0.6%时即可形成凝胶[15]。两者复配胶的黏度 随浓度的升高而升高；复配胶为“非牛顿流体”，溶液 的黏度随剪切力的增加而降低。还有研宄表明，加热 时间、加热温度、pH、冻融变化都对两者复配胶的黏 度有影响，其中复配胶的黏度在加热到60min时趋于 最大值，而加热超过90min使其粘度有所降低；加热 温度对复配胶的黏度影响也高，黏度有较高幅度的增加，最佳加热温度为60t， 加热超过60°C使复配胶的粘度有所降低；H对复配 胶的粘度有一定的影响，其中在碱性条件下黏度下 降的幅度较大；冻融变化使槐豆胶和黄原胶复配胶 的黏度有较大幅度的增加，其中冷冻使复配胶的黏 度增加的幅度最大[16。因此可应用于酸性冷饮，中性 酸性乳饮料、楦物蛋白饮料、冷冻速冻制品中等，另 外在实践中可根据不同的需求灵活应用。

3.3黄原胶与瓜尔豆胶的复配

瓜尔豆胶的性质：瓜尔豆胶是增稠剂中产销量 大，价格便宜而又广泛应用的亲水胶体之一，来源于 南亚干旱和半干旱地区广泛栽培的一年生草本抗旱 农作物。瓜尔豆胶耐酸，耐碱，低浓度时粘度就很高， 保水性好，但容易分解和沉淀，可作为增稠剂、乳化 齐|」、成膜剂、成型剂、稳定剂，在面制品、冷饮食品中 常首选使用。

瓜尔豆胶中有功能作用的多糖是瓜尔糖 (Guaran)，黄原胶的结构与复配性质研究，其主键为（1—4) -p-D-甘露糖单位，侧键 则由单个的a-D-半乳糖以（1—6)键与主键相连接。 在主键上平均每两个甘露糖单位中有一个半乳糖单 位在C-6位与之相联，甘露糖与半乳糖之比为1.8:1 (约为2:1)。其结构与槐豆胶相似，主要区别是半乳 糖侧链比槐豆胶多。

两者复配:瓜尔豆胶分子中半乳糖的分布是随意 无规则的，因为在其主键的有一些区域上没有半乳糖， 而在另一些区段上则分部较多，尤其在离子强度很低 的情况下，无分支的区段能与黄原胶形成聚合物，产 生弱的黏度增效作用，两者复配不能形成凝胶，这可 能是因为没分布半乳糖的主链区域较少，不能与黄原 胶的双螺旋结构牢固嵌合。瓜尔豆胶及其衍生物与 大多数相对分子质量较高的聚合物一样具有假塑性， 但是它们的假塑度没有黄原胶那样大，而这两种聚合 物结合起来，就会有助于乳制品之类产品的稳定[171。 另外，石启龙等在芹菜冬瓜汁复合饮料研制中，瓜尔 豆胶和黄原胶各用0.15%稳定效果最佳[18]。在面制品 方面，可增加面粉面筋的数量，提高面团可塑性，郑 捷等研宄了几种添加剂对蔬菜杂粮方便面品质的影 响，结果表明瓜尔豆胶与黄原胶，CMC-Na复配可大 大增加方便面的吸水率，减少方便面断条率[19]。

3.4黄原胶与阿拉伯胶的复配

阿拉伯胶的性质：阿拉伯胶是从阿拉伯树的分 泌物中分离出来的一种含有钙、镁、钾等多种阳离子 的弱酸性、水溶性大分子多糖物质。商品阿拉伯胶相 对分子质量为50〜100万，阿拉伯胶大分子具有增稠 和乳化双重作用[20]。阿拉伯胶水溶液粘度最低，在 pH6~7时粘度达到最大值，常用作啤酒工业中最理 想的泡沫稳定剂[3]。阿拉伯胶与高糖具有相容性，可 防止蔗糖结晶表面产生“白霜”，广泛应用于软糖、糖 果、果糕等含糖量高含水量低的食品中。

黄原胶与阿拉伯胶的复配在食品工业中不常用， 两者复配常用作香料的乳化剂[21]，也可通过喷雾干 燥得到固体香精，避免香精的挥发与氧化。两者也可 与其他食品胶复配用于高蛋白乳饮料中，钟秀娟等在

食品胶体对高蛋白调酸乳饮料稳定性的影响研宄中 表明：当CMC-Na用量为0.4%。，黄原胶与魔芋胶3:2且 用量为0.03%。，阿拉伯胶用量为0.02%。时，可有效解决 产品的乳脂析出及沉淀问题，稳定性效果最好[22]。

3.5黄原胶与结冷胶的复配

结冷胶是微生物多糖，安全无毒，有独特的理化 性质，是近年来最有发展前景的微生物多糖之一，结 冷胶的单糖组成是葡萄糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸，其 组成比例大约为2:1:1。

结冷胶的性质：结冷胶不易溶于冷水，当热的结 冷胶水溶液冷却后，会形成热可逆凝胶。凝胶有良好 的稳定性，耐高温，能抵抗微生物及酶的作用；耐酸 性强，在pH4.0〜7.5条件下性能最好。结冷胶在透明 度和强度上都优于琼脂等胶体[23]。在电解质存在时， 结冷胶也可形成凝胶，对于钙、镁离子特别敏感，用 钙、镁离子作为离子源形成凝胶要比钠、钾等一价离 子有效得多。结冷胶能够在极低的用量（质量分数 0.05%)时，即可形成澄清透明的凝胶，其用量通常 只为琼脂和卡拉胶用量的30%c~50%c，而且制成的凝 胶富含汁水，黄原胶的结构与复配性质研究，风味释放性好，有入口即化的口感[3]。结 冷胶与其他食品胶有较好的复配性，应用广泛。

黄原胶与结冷胶的复配可使组织结构从脆性胶 体到有弹性的胶体任意转变[24]，结冷胶有很好的悬 浮性，可与黄原胶复配用于悬浮饮料，流体食品中。 也可用于面制品改良，有研宄表明0.3%黄原胶与 0.01%结冷胶复配，应用于面条加工中可生产出优质 的面条[25]。

3.6黄原胶与琼脂的复配

琼脂是由海藻中提取的多糖体，是目前世界上 用途最广泛的海藻胶之一。琼脂用于食品中能明显 改变食品的品质，提高食品的档次。其特点：具有凝 固性，稳定性，能与一些物质形成络合物等物理化学 性质，可用作增稠剂、凝固剂、悬浮剂、乳化剂、保鲜 剂和稳定剂，广泛用于制造粒粒橙及各种饮料、果 冻、冰淇淋、糕点、软糖、罐头、肉制品、八宝粥、银耳 燕窝、羹类食品、凉拌食品等。同时，琼脂在化学工 业、医学科研，可作培养基、药膏基及其他用途。琼脂 是凝固型酸奶首选的凝固剂，价格比较贵。

黄原胶和琼脂有类似的双螺旋结构，少量的黄原 胶分子可与琼脂分子共同形成三维网状结构，用量过 大会阻止琼脂分子之间的交联，使得凝胶强度降低[21]。 3.7黄原胶与多种食品胶的复配

黄原胶不仅与单一的增稠胶凝剂复配，还可与 两种、两种以上种类的增稠胶凝剂以及其他类别的 添加剂进行复配使用，按照不同的生产需求，选择不 同的食品稳定增稠剂，不同的用量进行复配。有研宄 表明：黄原胶+瓜尔豆胶+槐豆胶复配能够在乳制品 中有很好的效果，并且分别为0.2%、0.01%、0.9%时耐 盐性最好，用量少，成本最低。肖玫等在绿茶、苹果、 甘草复合保健饮料中用0.7%的CMC-Na，0.4%黄原 胶，0.2%的k-卡拉胶复配，保健饮料的稳定性最好[26]。 另一组研宄表明，黄原胶+魔芋胶+瓜尔豆胶用量分 别为0.3%、0.01%、0.8%产品耐盐性最好，用量少成本 低[21]。研宄表明，在面制品改良中，0.5%黄原胶、0.08% CMC、.04%的卡拉胶复配[27]，0.06%黄原胶、0.45%卡 拉胶、0.35%瓜尔豆胶[28]等对冷冻面团的综合品质有 很大改善。任洪涛等用0.1%黄原胶、0.6%CMC-Na、 0.3%单甘酯、0.3%复合磷酸盐进行复配处理冷冻汤 圆，汤圆塌陷和龟裂得到很好改善[29]。也有研宄表 明，用0.08%黄原胶、0.1%海藻酸钠、0.09%壳聚糖制 得的涂膜材料对鲜切莲藕保鲜贮藏有显著的效果。

4展望

黄原胶有很好的复配性能，不仅能够和许多食 品增稠胶凝剂复配使用，而且还能和其他不同类别 的食品配料及添加剂复配，使得食品添加剂种类更 细化，系列化。能够开发出更多种类的食品，满足人 们日益增长的对食品感官，营养新要求。黄原胶作为 一种安全、稳定、兼容性好的食品添加剂，前景会更 好。食品添加剂内容“非常丰富”还需要我们更合理 更科学的开发新的、安全的复合食品添加剂。