四川合泰新光生物科技有限公司成立于2011年，是一家集多糖研发、应用、生产和销售为一体的国家级高新技术企业，公司建设了自己的研发平台，拥有了多项国家发明专利及PCT。
公司拥有一种新型天然水溶性β-1,3/α-1,3葡聚糖技术知识产权，是国家自然科学基金重点项目原创性成果。全球首个可工业化生产的新型天然水溶性β-1,3/α-1,3葡聚糖，是有史以来中国人研发上市的第一个具有知识产权的全新多糖产品。
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成果推介
Salecan有助于提高酸奶稳定性
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关键词
Salecan；酸奶；流变学；微观结构；扫描电子显微镜
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摘要
本研究采用流变学分析和显微镜观察法研究了Salecan对凝固酸奶结构的稳定作用。结果表明，Salecan水溶液呈弱凝胶状态，当温度升高到42.5℃以上时发生相变。添加0.5%（w/v）的Salecan可以提高改性酸奶（Yogsal）在试验温度范围（5-40℃）的抗剪切能力和温度稳定性。添加Salecan和蔗糖（5% w/v）后，酸奶的持水量由38.6%极显著提高到83.9%。荧光纤维图像显示，酸奶中的脂肪颗粒比普通酸奶更稳定。当Salecan被应用到酸奶中时，由固定酪蛋白胶束的弦组成的额外三维维网络出现了，这种线状的构象加强了酸奶凝胶的结构。这些结果表明，通过强化酸奶凝胶的微观结构，Salecan是一种潜在的酸奶稳定剂。
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研究成果简介
酸奶是一种弱凝胶状、粘弹性混合物，主要由酪蛋白胶束构成、由乳清蛋白聚集体增强的异质网络结构组成。同时，自由水被保存在网络的空腔中[1-3]。由于酸奶具有准稳定的结构，在外加应力作用下，常发生相分离、持水能力下降和脱水收缩现象。因此，在酸奶生产过程中添加稳定剂以结合游离水作为水合作用，并通过共价或静电相互作用稳定网络中的蛋白质分子[4]。如今，许多植物和微生物化合物已被允许作为酸奶稳定剂，鉴于其具有吸引力的特性，正在测试新的来源[5-6]。Salecan 是一种无支链的大分子 β-1,3-葡聚糖，使其具有流变特性[7-8]。先前的研究证明它作为小鼠和大鼠的食品添加剂是安全的。更重要的是，Salecan 显示出益生元潜力，因为它丰富了小鼠盲肠中的有益微生物群并减少了肥胖[9-10]。鉴于Salecan可能具有健康益处，如果其流变特性可以提高酸奶的稳定性，它将成为一种很好的添加剂。
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实验方法
1、制备Salecan
土壤杆菌ZX09发酵液中制备Salecan
2、酸奶的制备
将1L牛奶预热到42℃，然后在牛奶中加入1g酸奶发酵剂，然后将混合物分成50ml的等分在100ml的烧杯中密封，放置42℃下孵育7h直至PH值达到4.5±0.05。将样品在20℃下冷却1h，先加热65℃15min，再加热77℃5分钟，最后无菌酸奶在5℃下冷藏24h后进行分析。
含Salecan（YogSal）的酸奶制作：Salecan粉在蒸馏水中溶胀形成5%（w/v）的原凝胶。将原凝胶加入牛奶中制备0.5%（w/v）Salecan牛奶混合物，将混合物用酸奶发酵剂发酵，形成YogSal。
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实验结果
Salecan的流变学特性
图1 浓度依赖粘度作为剪切力的函数（A） salecan溶液浓度的零剪切粘度分布（B）
目前，主要研究了PH=4.5的酸性条件下，Salecan与酸奶相对应的流变特性。从图1可以看出，当Salecan浓度较低时，粘度与剪切力无关，而在高浓度时，粘度呈剪切稀化趋势。
图2 0.5%（w/v）Salecan溶液的温度振荡曲线
图2显示了温度对Salecan溶液粘度性能的影响。当温度从5℃升高到65℃时，Salecan溶液发生了相变，结构由弱凝胶态转变为溶胶态，说明相变发生在高温下。
酸奶的流变特性
图3 不加（A）或加（B）蔗糖的酸奶样品的粘度曲线
图4 酸奶样品的温度振荡曲线
酸奶呈现出由连续连接的酪蛋白链组成的颗粒状异质三维网络和乳清蛋白聚集体。由图3可以看到，由于酸奶处于准稳定状态，因此对剪切应力较为敏感。初始阶段剪切应力的微小变化导致酸奶黏度的急剧下降。
图3、图4表明，剪切对酸奶的结构是有害的。尽管添加了普通添加剂，但单独添加5%的蔗糖对酸奶的流变学性能略有改善。而Salecan对酸奶的抗剪切性能有显著的提高作用，尤其是在初始阶段。在正常和剪切预处理的酸奶Salecan样品中，均观察到典型的剪切稀释模式作为假塑性流体的指标。
振荡分析支持Salecan改变了酸奶凝胶的结构这一事实（图4）。YogSal的正切值为0.47，普通酸奶的正切值为0.29，酸奶凝胶中蛋白质含量的下降是由于蛋白质相互作用使酸奶凝胶的弹性特性减弱，但代表粘性的损失模量并没有随着弹性特性的增加而成比例下降，这说明Salecan与酸奶蛋白分子之间存在相互作用。
图5 酸奶（A）和酸奶-salecan凝胶（B）的触变性试验曲线
图5表明，Salecan强化了酸奶的结构。高剪切率处理后，YogSal的回收率大幅度提高，说明Salecan提高了酸奶的结构。剪切处理后的原味酸奶在加热过程中结构变得不稳定，这一缺陷通过添加Salecan得到了弥补。流变学结果表明，Salecan通过强化其微观结构，对提高酸奶的抗剪切性能具有重要作用。
酸奶的持水能力、脂肪球分布及微结构
图6 酸奶样品的持水能力
Yog：普通酸奶 YogSuc：含5% w/v蔗糖的酸奶
YogSal: 含0.5% w/v Salecan的酸奶
YogSalSuc: 含0.5% w/v Salecan和5% w/v蔗糖的酸奶
多糖中的羟基和负电荷基团容易与水结合形成水合状态。由图6可看出，添加Salecan后的酸奶持水能力（WHC）显著提高，蔗糖也增加了酸奶的持水力（WHC），可能是氢键相互作用，这种现象在实践中是有益的，因为许多酸奶中经常添加蔗糖。
图7 牛奶中的脂肪球(A)、凝固酸奶上清液(B)和酸奶-salecan凝胶上清液(C)的荧光显微镜图像
牛奶中的脂肪球有乳脂球膜表面附着的蛋白质来稳定。图7显示离心后的原味酸奶和YogSal的上清液中都出现了脂肪球，在YogSal上清液中观察到的脂肪球数量显著减少，表明其结构比普通酸奶更稳定。
图8 酸奶样品的扫描电镜图像
(A和B用不同的放大倍数观察酸奶；C为含5%(w/v)蔗糖的酸奶；D和E含0.5%(w/v)salecan的酸奶；F为含0.5%Salecan和5%蔗糖的酸奶)
如图8，当添加Salecan时，胶束和聚集体之间出现了串和条带连接，在酸奶样品中，蔗糖没有单独形成类似的结构，在酸奶-蔗糖-Salecan样品中出现了串和条带。结果表明，Salecan分子作为大量的弹簧锚定酪蛋白胶束网络，这一构象为稳定酸奶网络提供了支持，从而带来更好的流变性能和更高的保水性。
因此，重叠的Salecan线圈（在半稀状态）缠绕，其中一部分通过静电力附着在酸奶蛋白的正电荷区域。这种结构加强了酸奶中酪蛋白胶束形成的网络，从而提高了酸奶的抗剪切性能。同时，Salecan分子与网络腔内自由水之间的氢键相互作用增加了网络腔内的持水能力。
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结论
线性负电荷多糖Salecan作为稳定剂对改善酸奶的流变性能和保水性具有一定的应用价值。实验结果表明，添加0.5%的Salecan后，酸奶的抗剪切能力显著提高，Salecan改性酸奶的加热稳定性优于普通酸奶。扫描电镜（SEM）图像显示，Salecan分子通过锚定胶束形成额外的环状结构，强化了酸奶中的酪蛋白胶束网络，新的结构使酸奶具有更好的稳定性。因此，由于其稳定剂特性和益生元潜力，Salecan将是一种很好的酸奶添加剂。
本篇文章节选了部分实验数据，欢迎大家交流学习。
参考文献
