香菇多糖黃原膠結冷膠第1頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三主要內容香菇多糖的結構香菇多糖的性質香菇多糖的制備方法香菇多糖的應用第2頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三。

第3頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖的結構香菇多糖是從優質香菇子實體中提取的有效活性成分。香菇多糖的一級結構具有β-D（1→3）連接的吡喃葡聚糖主鏈，在主鏈中葡萄糖的C6位上含有支點（每5個D-葡萄糖有2個支點），其側鏈是由β-D(1→6)鍵和β-D(1→3)鍵相連的葡萄糖聚合體組成，在側鏈上也含有少數內部β-D(1→6)鍵。結構呈梳狀結構.第4頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖的一級分子結構第5頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖的結構天然香菇多糖的二級結構是β-三股繩狀螺旋型，但加入尿素或二甲亞砜后或在不同濃度NaOH溶液下立體構型轉變為單繩螺旋結構.主鏈和側鏈是單一螺旋有序構象，膠體結構的結合區域會形成多螺旋構象；由D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖、L-阿拉伯糖、D-木糖等組成。第6頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖的性質

香菇多糖為白色或棕黃色粉末狀固體對光和熱穩定,具吸濕性,相對濕度為92.5%無甜味和還原性，相對分子質量較大部分能溶于水,在水中的溶解度隨分子質量增大而降低,水中最大溶解度為3mg/mL水溶液為中性,不溶于甲醇、正丁醇、已醇、丙酮等有機溶劑。第7頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖的性質帶有硫酸根或乙酰基基團的香菇多糖，其水溶性大大提高。香菇多糖能溶解于濃度為0.5M的NaOH溶液中，溶解度可達50~100mg/mL。在不同的NaOH中具有不同的旋光度。香菇多糖在0.5MNaOH溶液中的極限粘度為0.6~1.3（c=g·100mL-1Molish反應呈陽性，茚三酮反應呈陰性等。第8頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖的制備

一、

香菇的預處理↓二、香菇多糖的提取↓三、香菇多糖的脫色處理↓四、香菇多糖中粗蛋白的去除↓五、香菇多糖的分離純化及純度鑒定

第9頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖的制備一、香菇的預處理一般用于多糖提取的香菇子實體通常是干品,將無霉變和蟲蛀的優質香菇子實體置于60℃左右的條件下干燥,以利于粉碎，粉碎后過20～80目篩。由于香菇的脂肪含量約為干重的2%～4%,因此一般不考慮脂肪對香菇提取的影響,但也有研究采用石油醚、乙醇等除去原料中的脂肪成分。第10頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖的制備方法二、香菇多糖的提取香菇多糖一般采用不同溫度的水或稀堿溶液提取。在其浸提參數中,溫度是影響多糖提取的主要因素。香菇多糖的提取方法有：熱水浸提法、稀酸（堿）浸提法、酶解法、超聲波提取法、微波提取法。第11頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖的制備方法提取方法浸提法是提取香菇多糖最常用的方法，熱水浸提法香菇粉→加蒸餾水→90℃水浴提取→靜置→過濾→濾液濃縮→加入乙醇→充分混勻→靜置→離心→取上清濃縮→加入甲醇→靜置→離心→得沉淀→加甲醇、乙醚洗滌后→自然風干→得粗香菇多糖→稱重熱水浸提法是目前工業生產提取的主要手段，但工藝提取時間長。提取效率不高"。第12頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖的制備方法稀酸（堿）提取法由于酸對多糖的糖苷鍵有破壞作用,故一般采用稀堿作為浸提劑。堿浸提通常采用NaOH作為浸提液。從稀酸、堿液法提取易造成香菇多糖水解，堿可以通過破壞細胞壁而使酸性多糖溶出，但所提取出來的多糖成分比較復雜，提取過程部分多糖會發生水解導致多糖活性結構遭到破壞，降低了多糖的提取率。這種方法應用較少。第13頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖的制備方法酶解法是一些生物或者物理的輔助方法酶提取法的原理是利用蛋白酶對細胞壁的降解作用，減小細胞壁對多糖溶出的阻礙，從而提高多糖提取率。采用的酶制劑可以是單酶，也可以是多種蛋白酶（果膠酶、中性蛋白酶和纖維素酶）按照一定比例混合的復合酶。該法具有得率高、條件溫和等優點，但由于蛋白酶制劑的價格比較高，會增加提取工藝成本，不利于大規模生產應用第14頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖的制備方法超聲提取法是利用超聲波產生強烈振動，破壞香菇多糖細胞壁，加速多糖釋放.可以縮短提取時間，降低提取液的黏度，提高提取效率"。但超聲功率過大會引起多糖分子的降解，導致多糖性質發生變化。超聲提取法具有能耗低、時間短、效率高等特點，近年來被廣泛應用于實驗室的植物多糖提取，對于超聲提取的研究也比較多。第15頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖的制備方法微波提取法微波提取時水分吸收微波能，使得細胞內的溫度上升，從內向外對香菇進行加熱，同時液態水的氣化產生的壓力瞬加穿透香菇，破壞香菇的細胞壁，香菇中的多糖成分就從細胞中溶出來。微波提取法與傳統加熱技術相比具有節能高效、均勻性好、易于控制等，此方法有重現性好、操作性強、熱效率高等優點。微波法被廣泛應用于食品領域第16頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三三、香菇多糖的脫色處理提取的香菇多糖溶液,一般含有較深的顏色,色素的存在影響純度和理論研究,因此要盡量去除。常用的脫色方法有H2O2、活性炭法和離子交換樹脂法。多糖脫色是多糖純化的一個關鍵工藝,主要采用活性炭吸附脫色,該方法脫色效果一般,活性炭對多糖的吸附嚴重。H202雖然脫色效果不錯,但存在著多糖降解的問題,這很可能影響多糖的生物活性。離子交換樹脂通常使用DEAE纖維素柱,由于DEAE纖維素價格昂貴,一般只能在理論研究中提取高純度多糖使用,在工業化生產中不能得以應用。第17頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三四、香菇多糖中粗蛋白的去除經乙醇沉淀后的粗多糖中蛋白質的含量較高,常用Sevag法脫除蛋白,。將多糖水溶液1/5體積加入氯仿,隨之再加入氯仿體積1/5的正丁醇。混合物劇烈振搖20min,離心,傾出上層清液,除去中間層變性蛋白和下層氯仿。將Sevag法結合酶法去蛋白效率可提高68%,且可以節省大量的試劑和時間第18頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三五、香菇多糖的分離純化及純度鑒定

多糖的分離純化及純度鑒定是進一步研究多糖的必要步驟,純化的過程一般先用有機溶劑如乙醇等進行反復洗滌沉淀，除去醇溶的部分雜質;純化后得到的多糖分子量分布很寬，需要進行分級來得到一定分子量范圍的具有較強生物活性的多糖"常用的純化方法有:分級沉淀法、柱層析法、超濾法等。第19頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三分級沉淀法分級沉淀法是利用多糖溶解度的分子量依賴性進行分離的,常采用的沉淀劑有甲醇、乙醇等。脫完蛋白后的1%香菇多糖溶液加入0.5倍的甲醇醇析后,上清液再繼續滴加甲醇至1倍體積,得到兩種不同的多糖級分但這種方法適宜分離各種溶解度相差較大的多糖。工業用的主要是分級沉淀法，但是操作繁瑣，效率不高第20頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三凝膠色譜法是以不同濃度的鹽溶液和緩沖溶液作為洗脫劑,使不同大小的多糖分子得到分離純化。常用的凝膠有葡聚糖凝膠(Sephadex)和瓊脂糖凝(Sepharose),它是一種分辨率低、載樣量少的分離技術,但方法簡單、快速。凝膠柱層析通常是應用于理論研究中制備高純多糖,凝膠價格非常昂貴,且處理量很小,不適合工業化生產中多糖的純化第21頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三離子交換色譜是通過載體表面帶電基團與樣品離子和淋洗離子進行可逆交換、離子偶極作用和離子吸附,來實現色譜分離。不同多糖尤其是多糖與蛋白質結合在一起的復合多糖,在一定pH條件下所帶電荷不同,根據各多糖上電荷的差異來達到分離目的。離子交換柱層析法因為造價昂貴，多在實驗室研究用。第22頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三超濾法利用超濾膜兩側的壓力使得不同分子量的分子選擇性的透過，快速簡便的將不同分子量的多糖截留下來，從而達到分離純化的目的.超濾法操作簡便，。研究表明超濾法分離純化香菇多糖具有較高的回收率，超濾分離法處理量大，設備簡單，操作方便，分離效率較高，近年來研究較多，是較理想的工業生產的替代方法。第23頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖的應用香菇多糖在醫藥領域的應用香菇多糖在治療胃癌、結腸癌、肺癌等方面具有良好療效。作為免疫輔助藥物，香菇多糖主要用來抑制腫瘤的發生、發展與轉移，提高腫瘤對化療藥物的敏感性，改善患者的身體狀況，延長其壽命。第24頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第25頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖與化療劑聯合使用，有減毒、增效的作用。化療藥物對正常細胞也具有殺傷作用、產生毒副作用。常引起腫瘤細胞的耐藥性、成為難治性癌癥、影響療效，化療過程中服用香菇多糖，可以增強化療的療效、并減輕化療的毒性作用，同時，化療過程中患者的白細胞下降的發生率、胃腸毒性、肝功能損害及嘔吐的發生明顯降低。這充分說明了香菇多糖與化療并用可以增效、減毒，并增強患者機體的免疫功能。香菇多糖配合其他藥物治療慢性乙型肝炎，可提高乙肝病毒標志物的轉陰作用，減少抗病毒藥物的副作用。此外，香菇多糖可用于治療結核桿菌感染。第26頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三香菇多糖在保健食品領域的應用香菇多糖是一種特殊的生物活性物質，是一種生物反應增強劑和調節劑，它能增強體液免疫和細胞免疫功能。香菇多糖的抗病毒作用機制可能在于其提高感染細胞免疫力，增強細胞膜的穩定性，抑制細胞病變，促進細胞修復等功能。同時，香菇多糖還具有抗逆轉錄病毒活性，因此，香菇多糖是一種有待開發的抗流感的保健食品。第27頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三黃原膠第28頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三主要內容黃原膠的來源及結構黃原膠的性質黃原膠的凝膠機理黃原膠的制備方法黃原膠的應用第29頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第30頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三黃原膠的來源及結構黃原膠又稱漢生膠，是由野油菜黃單胞桿菌分泌的一種胞外酸性多糖。它是由野油菜黃單胞菌以碳水化合物為主要底物發酵而成的一種高粘水溶性生物聚合物。美國60年代末開始應用的一種功能性水溶膠。CPKelco成為第一個采用發酵法將黃原膠商業化生產的公司,1969年黃原膠正式被美國FDA批為食品添加劑。第31頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三黃原膠的結構黃原膠是由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸組成的“五糖重復單元”的結構聚合體。主鏈由β-1,4鍵連接，側鏈由D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸交替連接，分子比例為2:1。一級結構中主鏈與纖維素相同,即由以β-1,4糖苷鍵相連的葡萄糖構成,三個相連的單糖組成其側鏈:甘露糖→葡萄糖→甘露糖。與主鏈相連的甘露糖通常由乙酰基修飾,側鏈末端的甘露糖與丙酮酸發生縮醛反應從而被修飾,而中間的葡萄糖則被氧化為葡萄糖醛酸,第32頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三黃原膠的分子結構圖纖維素黃原膠第33頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三黃原膠的結構黃原膠的二級結構——黃原膠分子間靠氫鍵作用而形成規則的螺旋結構。黃原膠的三級結構——雙螺旋結構之間依靠微弱的作用力而形成網狀立體結構第34頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三黃原膠的性質水溶性極易溶于冷水和熱水中粘稠性0.9％的黃原膠粘稠度8600Pa.s流變性假塑性熱穩定性10℃~80℃粘度幾乎不變耐酸堿性PH1~13粘度幾乎不變兼容性能與酸、堿、鹽表面活性、生物膠等互配酶解穩定性抗蛋白酶果膠酶淀粉酶纖維素酶等酶類第35頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三黃原膠的凝膠原理黃原膠生物大分子的聚集態結構:側鏈與主鏈間通過氫鍵結合形成雙螺旋結構,并以多重螺旋聚合體狀態存在。黃原膠分子中帶電荷的三糖側鏈圍繞主鏈骨架結構反向纏繞,形成類似棒狀的剛性結構。第36頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三黃原膠的凝膠機理側鏈葡萄糖醛酸基帶負電荷,陽離子一般可先與其作用而不再作用于主鏈,故其粘稠水溶液具有良好的抗鹽性能。隨鹽的濃度的增高,金屬離子對黃原膠側鏈結構的屏蔽作用會使其分子構象更加穩定,由于一定鹽度的溶液具有耐溫性,因而又提高了黃原膠水溶液的耐溫性能。并且在適宜的pH值下,黃原膠分子能與高價金屬離子發生凝膠化作用。第37頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三黃原膠的制備黃原膠的生產過程包括發酵和提取兩部分。發酵：種子培養→種子擴大→發酵提取工藝包括：①發酵液處理②沉淀反應③過濾沉淀物并進行洗滌④干燥、粉碎、篩分、成品包裝菌種一般選用甘藍黑腐病黃單胞桿菌（野油菜黃單胞菌）第38頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三目前國外采用的生產工藝為:發酵罐為專用攪拌式反應器,目前也逐步改為氣升式發酵罐,以減少能耗。后處理采用的是物理脫水與化學沉淀相結合辦法。第39頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三黃原膠的制備國內生產黃原膠常用的工藝流程與國外相同,但發酵罐為標準型通用反應器。后處理采用的是乙醇沉淀法,酒精消耗量很大。其生產工藝流程如下:第40頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三黃原膠的應用黃原膠由于其獨特的性質，因而在食品，石油、醫藥、日用化工等十幾個領域有著廣泛的應用。食品行業中的應用（1）作為耐酸、耐鹽的增稠穩定劑,應用于各種果汁飲料、濃縮果汁、調味料(如醬油、蠔油、沙拉調味汁)的食品中。第41頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三（2）作為乳化劑用于各種蛋白質飲料、乳飲料等中,防止油水分層和提高蛋白質的穩定性,防止蛋白質沉淀,也可利用其乳化能力作為起泡劑和泡沫穩定劑,如用于啤酒制造等。（3）作為穩定的高粘度填充劑,可廣泛應用于各類點心、面包、餅干、糖果等食品的加工,在不改變食品的傳統風味的前提下,使食品具有更優越的保形性,更長的保質期,更良好的口感,有利于這些食品多樣化和工業化規模生產。第42頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三（4）作為乳化穩定劑應用于冷凍食品,在冰淇淋、雪糕中。（5）黃原膠可廣泛應用于各種肉制品的加工,可明顯提高制品的嫩度、色澤和風味,還可以提高肉制品的持水性,從而提高出品率。（6）黃原膠可廣泛應用于水果、蔬菜的保鮮加工處理,可防止果蔬失水、褐變等現象的發生,從而延長產品保質期。第43頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三黃原膠在石油工業應用黃原膠在增黏、增稠、抗鹽、抗污染能力等方面遠比其他聚合物強,尤其在海洋、海灘、高鹵層和永凍土層鉆井中用于泥漿處理、完井液和三次采油等方面效果顯著,對加快鉆井速度、防止油井坍塌、保護油氣田、防止井噴和大幅度提高采油率等方面都有明顯的作用第44頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三黃原膠在陶瓷和搪瓷工業中的應用黃原膠在低濃度時的流變性能能使瓷釉中的不可溶成分較長期地懸浮,與瓷釉成分互溶,可防止粉碎性瓷釉成分的成團,并縮短研磨時間。同時也可控制干燥時間,降低爐溫,并相應減少斑點等缺陷,大大改進陶瓷加工工藝,提高產品質量。第45頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三結冷膠第46頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三主要內容一、結冷膠的來源及結構二、結冷膠的類型三、結冷膠的性質四、結冷膠的凝膠原理五、結冷膠的制備方法六、結冷膠的應用第47頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三結冷膠的來源及結構

結冷膠（gellangum）是美國Kelco公司繼黃原膠之后開發的又一新型微生物胞外多糖，是由伊樂藻假單胞桿菌所產生的，其凝膠性能比黃原膠更為優越。第48頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三第49頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三結冷膠的來源及結構

結冷膠分子的基本結構是一條主鏈,由重復的四糖單元：D一葡萄糖、D一葡萄糖醛酸、D一葡萄糖及L一鼠李糖構成。在這種多糖的天然形式中,每單位約有1.5個O-酰基基團,其中每單位有1個O-甘油酰取代基,每隔一個單位有1個O-乙酰取代基。

第50頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三結冷膠的類型

結冷膠分為天然結冷膠（又稱高酰基結冷膠）和低酰基結冷膠兩種。天然結冷膠的分子主鏈是由重復的四糖單元組成，依次為D-葡萄糖、D-葡糖醛酸、D-葡萄糖及L-鼠李糖，其中每個單元的β(1→3)-D-葡萄糖2位有1個O-甘油酰取代基，6位每隔一個單位連有1個O-乙酰基。經熱堿處理，天然結冷膠分子上的酰基可部分或全部脫除成為低酰基結冷膠。第51頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三結冷膠的類型高酰基結冷膠形成的凝膠具有軟彈性，而低酰基結冷膠形成的凝膠則具有硬脆性。由于低酰基結冷膠性質更加穩定，因此通常說的結冷膠一般是指低酰基結冷膠。第52頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三結冷膠的結構第53頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三結冷膠的性質干粉呈米黃色，無特殊的滋味和氣味，約150℃不經溶化而分解。耐熱、耐酸性能良好，對酶的穩定性亦高。不溶于非極性有機溶劑而溶于水。在一價或多價離子存在時經加熱和冷卻形成凝膠加熱和低pH條件下非常穩定,不易酶解第54頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三性質功效凝膠具有極高的透光度

可以滿足多種對凝膠有高透明度食品的要求結冷膠與其它食品膠有較好的配伍性

可以復配出多種凝膠質構與其它配料有良好的相容性

可適用于各種配方所成體系具有良好的風味釋放

幫助開發新產品，如新的質感、外觀或口味弱凝膠具有良好的懸浮性

可作高檔懸浮劑使用第55頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三結冷膠的凝膠原理結冷膠溶液在高溫時，分子呈分散的無規則線團狀，隨著溫度的降低，相鄰的分子會相互纏繞形成雙螺旋二聚體，繼續降低溫度，溶液中無規則分散的雙螺旋長鏈間會以反向平行的方式聚集成分子束，未形成分子束的雙螺旋長鏈，會與分子束交叉連接形成三維網狀結構，從而產生膠凝作用。第56頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三結冷膠的凝膠作用原理例如：在單價陽離子如K+存在的條件下，溶液中結冷膠原來無規分散的雙螺旋二聚體長鏈間會形成一對對局部近乎反平行的方式重新排列，通過彼此間“羧基-K+-水-K+-羧基”的鏈橋作用鏈接在一起而形成凝膠。第57頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三結冷膠的制備方法第58頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三結冷膠的制備方法

結冷膠的發酵生產是在含有碳水化合物為碳源,磷酸鹽、有機和無機氮源的微量元素的介質中,在通風、攪拌條件下進行的，菌株用好氧的格蘭氏陰性菌—少動鞘脂單胞菌菌種培育最適初始pH為7.0,最佳培養溫度為30~31℃,若溫度下降到28℃以下或升高到33℃以上時,結冷膠的產量比最適溫度下的產量大約降低50%,實驗室培育發現,制備結冷膠菌種的最佳種齡為16h,接種量為10%。第59頁，共64頁，2023年，2月20日，星期三結冷膠應用

結冷膠作為新型的微生物多糖，由于多種優良