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结冷胶的来源
许多微生物在生长代谢过程中，能够合成附着在细胞表面或分泌到胞外溶液中的无定形黏液，即是微生物胞外多糖(Exopolysaccharide,EPS) ，又称微生物代谢胶。近年来，微生物胞外多糖以其安全无毒、理化性质优良等特性越来越受到食品、制药和化妆品等诸多行业的关注。到目前为止，已大规模生产的微生物胞外多糖主要有黄原胶(xanthan gum)、结冷胶(gellan gum),凝胶多糖(cardlan),葡聚糖(dextran),茁霉多糖(pullulan)、小核菌葡聚糖(scleroglucan)等，但被国际食品立法机构允许用做食品添加剂的微生物多糖迄今为止还只有黄原胶和结冷胶2种。
结冷胶是美国Kelco公司继黄原胶之后开发成功的又一种微生物胞外多糖，过去曾称杂多糖PS-60,于20世纪70年代末发现，直到1982才有了有关结冷胶实验室规模发酵生产成功的报道。
结冷胶的产生菌少动鞘脂单胞菌(Sphingomonaspaucimobilis ATCC 31461)，过去曾称伊乐假单胞菌(Pseudomonas eloder ATCC 31461)，是从植物体中分离获得的一种好氧的革兰阴性菌。能在以葡萄糖、蔗糖、麦芽糖等糖类作碳源，含无机或有机氮源及磷酸盐和微量元素的培养基中生长，其最适培养温度为30℃。
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结冷胶的特性和功效
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特 性
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功 效
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1．在低浓度(0.05-0.25%) 下就可形成优质凝胶
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结冷胶是一种非常有效的胶凝剂
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2．加热和低pH条件下都非常稳定
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1)加热杀菌对凝胶的影响很小；
2)酸性凝胶的货架期相当长
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3．由钠或钾离子形成的凝胶，加后可以复原，而镁或钙盐的凝胶无法复原
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可分别制成热可逆的和热不可逆的凝胶
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4．与其它胶类可顺利配伍，如淀粉、黄原胶、刺槐豆胶、卡拉胶的混合物
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组织结构可从脆的到有弹性的任意转变
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5．与其它配料有良好的相容性
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可广泛地适用于各种配方
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6．结冷胶在pH3.5-7.0之间均能形成凝胶
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在酸性至中性食品配方中都能获得优质凝胶和预期的凝胶强度
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7．抗老化作用
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对玉米等淀粉糊在贮藏过程中的老化及粘度升高有抑制作用
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8．不容易导致酶解
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为食品加工提供了很好的灵活性, 在微生物培养基和植物组织培养中也有优良的特性。
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结冷胶的分类和分子结构
结冷胶是一种分子量高达1.5×106道尔顿的阴离子线型多糖，从分子水平对其结构进行了解有助于人们对它的更好应用。
结冷胶分子的基本结构是一条主链，由重复的四糖单元构成，如图1所示。参与形成的单糖有葡萄糖、葡萄糖醛酸及鼠李糖，摩尔比2：1：1。在这种多糖的天然形式中，每单位约有1.5个O－酰基基团，其中既有O－乙酰取代基，又有O－甘油酰取代基，后者多于前者，甘油酰基位于3－连接成键的葡萄糖残基的2位，乙酰基则在6位上。O－酰基很容易被碱脱除，从而由天然形式的结冷胶得到脱酰基形式的产品，如图2所示。与此相对，天然形式的结冷胶也可称为高酰基产品。
低酰基结冷胶分子结构 （图1）
高酰基结冷胶分子结构 （图2）
低酰基结冷胶的分子立体构型
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结冷胶的生产
尝试通过发酵的途径来生产有实用价值的微生物多糖已有很长的历史，这当中被广泛研究的多糖包括：用Leuconostoc mesenteroides生产的葡聚糖，用Pseudomonas sp.生产的细菌海藻酸盐, 用Xanthamonas compestris生产的黄原胶 , 用Streptococcus faecalis生产的热凝胶，用Aureobasidium pullulans生产的普鲁兰糖，以及用Strptococcus equii 生产的透明质酸和Rhizobium生产的琥珀聚糖等。 尽管目前能获得商业化生产的多糖只占在所研究过的多糖中极少部份，但这一少部份多糖因其极好的性能而能在工业上被广泛使用。也正由于黄原胶等多糖的开发取得了巨大的成功，鼓舞人们期望找到更多的有商业前景的微生物多糖。
1) 结冷胶生产菌种
为了寻找理想的食品胶，Kelco公司在世界各地采集土壤或植物样本对30，000多株菌种进行了筛选，结冷胶的产生菌正是在这种不懈努力下获得的，原来称为Pseudomonas elodea，后来基于r-RNA特征及含有鞘氨醇糖脂被进一步确认为Sphingomonas paucimobilis，这是种带有黄色色素、Gˉ的好氧杆状菌。从生物技术的角度来看，Sphingomonas这一属中的菌株的共同特征是能分泌出如结冷胶、沃仑胶、鼠李胶这样的一类多糖。
这些菌株能从多种环境中分离得到，不过Sphingomonas paucimobilis中的多数菌株是从临床样本或医院周边环境中分离到的。工业上最早采用的结冷胶生产菌株为Pseudomonas elodea，它是从一种水百合上分离而得。
2) 结冷胶的生物合成途径
微生物胞外多糖的生物合成可以分为同型多糖的合成与异型多糖的合成，结冷胶的合成属于后者。异型多糖的合成体系包含5个因子,即糖基核苷酸、酰基供体、脂中间体、酶系统及糖基受体。Ligio等提出了Pseudomonas eLAdea合成结冷胶重复四糖单元的可能途径。作为活性前体提供的糖基核苷酸被认为是UDP－葡萄糖、TDP－鼠李糖和UDP－葡萄糖醛酸,它们共同成为合成重复单位的单体供体。涉及前体合成的酶有磷酸葡萄糖异构酶(PG1)、磷酸葡萄糖变位酶(PGM)、UDP－葡萄糖焦磷酸化酶(UGP)、TDP－葡萄糖焦磷酸化酶(TGP)、UDP－葡萄糖脱氢酶(UGD)和TDP－鼠李糖合成酶(TRS)。Pseudomonas elodea对葡萄糖的代谢主要经由糖酵解途径和磷酸戊糖途径。
3) 结冷胶的生产技术
它是在含有碳源、有机和无机氮源、磷酸盐适量微量元素的介质中，通过通风发酵进行生产。发酵在消毒的条件下严格控制通气量、搅拌、温度和pH，发酵完成后，用物理、化学方法分离菌丝蛋白得到结冷胶产品。
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结冷胶的质量标准
低酰基结冷胶
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指标项目
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单位
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指标值
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结冷胶
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w/%
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85.0-108.0
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干燥减量
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w/%
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≤15.0
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铅
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mg/kg
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≤2
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60目细粉
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%
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≥92
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透光率
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%
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≥78
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凝胶强度
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g/cm2
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≥850
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菌落总数
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cfu/g
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≤10000
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大肠菌群
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mpn/100g
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≤30
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沙门氏菌
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0/25g
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霉菌和酵母
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cfu/g
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≤400
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包 装：25公斤/纸板桶。
存 储：存储于阴凉干燥处，避免阳光直射。
保质期：1年
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