普鲁兰多糖的制备和应用

背景及概述^【1】

普鲁兰多糖是出芽短梗霉一种胞外多糖。亦称茁霉兰多糖、普鲁兰或短梗多糖。它是一种易溶于水的不定形葡聚多糖并可作为水溶性类多糖的模式多糖。1939年在出芽短梗霉菌的发酵液中R.Baner最先发现一种名叫普鲁兰多糖的粘性物质。普鲁兰多糖是一种中性高分子多糖，主要是通过α-1,4－糖苷键连接三个葡萄糖形成麦芽三糖，再通过α-1，6-糖苷键连接成为麦芽三糖，从而进一步形成了高分子量的线形多糖。其中α-1,4-糖苷键与α-1,6-糖苷键的比例为２：１，此多糖聚合度为200－5000，平均分子质量可达为40－2000KDa。普鲁兰多糖作为市售商品，由约480个麦芽三糖组成，它的平均分子量为20KDa。

普鲁兰多糖是一种无色、无味、的中性、线性高分子材料，在水中容易吸水膨胀，溶解度无限，溶解速度比海藻酸钠、聚乙烯醇快二倍以上。其溶液不离子化、不凝胶化、不结晶。在相对湿度为70%以下时，其产品平衡水分为10%-15%，既不吸潮也不粘结在一起。在碱性溶液中对热稳定，加热不溶化，当温度升至100℃时会失去平衡水分，继续加热至250℃才开始发生炭化现象，颜色也由白色变成黄色、褐色，最后变成黑色。在整个加热过程中，不产生有毒有害的物质，通过急性、亚急性和慢性毒性试验以及致畸试验表明普鲁兰多糖不会引发任何生物毒性以及异常状态的产生。在自然界中，普鲁兰多糖可以被微生物进一步降解，因此不会造成环境污染问题。2012年5月，卫生部发布，并于7月实施了普鲁兰多糖作为食品添加剂的食品安全国家标准（GB28402-2012）。与其他同类多糖相比，普鲁兰多糖的水溶液不具备高粘度。随着普鲁兰多糖分子量和浓度的增加，其水溶液的粘度随之增加，但比其他高分子物质粘度增加的幅度小。低较低分子量的普鲁兰多糖，其水溶液的粘度在加热的时候变化很小。普鲁兰多糖的水溶液对具有一定的亲水性质的材料（例如木材、纸张、纤维、干燥食品、玻璃、金属、水泥等）具有较强的粘合、涂层性。普鲁兰多糖的抗张强度高，但是其耐水性能较差，可以使用乙二醛对其进行耐水处理来增加它的耐水性，与此同时，还可增加抗张强度。普鲁兰多糖可以配成一定浓度的水溶液直接制成薄膜，其薄膜具有耐油、阻氧性好、硬度强、弹性强、透明、可食等优势，对温度的变化稳定，在0℃以下仍旧柔软，但是延伸率较低，普鲁兰多糖的多羟基结构特征决定其有良好的水溶性，但这一优势使其在耐水性用途中成为障碍。对普鲁兰多糖结构中的轻基进行一些化学修饰，如酯化、接枝共聚、烷基化，这些修饰可以使普鲁兰多糖与其本身或别的物质进行结构上的连接，从而改变了它的一些性质。

制备^【2】

由出芽短杆霉发酵产生的普鲁兰多糖，经过80℃高温灭酶，经质量比2%硅藻土过滤，滤液添加0.5%活性炭脱色（温度50℃、时间40min、pH5.5），再使用树脂二次脱色效果良好，同时能去除一些杂蛋白；滤液浓缩至4%后超滤3次，采用滚筒干燥方式，得成品。

应用^【3】

2006年，国家卫生部批准增添普鲁兰多糖为食品添加剂，用于改善食品口感和质量，提高风味等。由于普鲁兰多糖可改进食品的加工性能和品质，是一种很有前途企业技术开发2015年9月的食品工业用多糖。由于普鲁兰多糖为水溶性多糖，不被体内酶消化，可排出体外，因此，可作为肥胖症患者和糖尿病等特殊人群的低热量食品，也可作为保健食品。普鲁兰多糖能保持较好的延伸性和硬度，在糖果制作上，耐咀嚼，耐储存，保持香味时间较长，口感良好。在冰淇淋制品中，可提高乳化稳定性，使口感润滑、风味优良、并有适当的黏性。在饮料制品中，可使饮品口感浓厚且润滑、分散稳定性好。

将普鲁兰多糖制成普鲁兰多糖薄膜，能有效抑制水、氧气、二氧化碳等气体与农产品接触，有效减少了农产品的营养物质氧化降解损耗，有良好的保鲜效果。

在医药行业中，可用来制造止血剂、血浆增量剂、疫苗、创口缝合线等；在其他行业中，可用作种子涂层、光敏抗蚀膜和保护膜、烟草粘结剂、干电池的阴阳极隔离层等。

参考文献

[1]孙芳艳.普鲁兰多糖提取工艺优化及其应用研究.2016.天津科技大学,MA thesis.

[2]万玉军,唐晓芳,李镇江,王刚,杨晓琴,郑君,黄伟,江源钢,王宏.工业化发酵生产普鲁兰多糖的提取条件优化[J].食品与发酵工业,2015,41(06):213-217.DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201506040.

[3]王莉衡.普鲁兰多糖应用进展研究状况[J].企业技术开发,2015,34(25):23-24.DOI:10.14165/j.cnki.hunansci.2015.25.009.