三贊膠以鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas sp.）菌株TP-3（Sphingomonas sanxanigenens sp. nov.）為產生菌，以淀粉或葡萄糖等為主要原料，經特定的生物發酵并經提取、干燥、粉碎而成的生物多糖。
作為一種新食品添加劑，三贊膠的持續擴大，自2020年6月,衛健委四號文正式批準三贊膠作以增稠劑、穩定劑、凝固劑使用于食品行業中，目前已被批準用于調制乳（食品類別01.01.03）、肉灌腸（食品類別08.03.05）果蔬汁（漿）飲料（食品類別14.02.03）、植物蛋白飲料（食品類別14.03.02）、復合蛋白飲料（食品類別14.03.03）、風味飲料（食品類別14.08）等領域。
三贊膠的結構
三贊膠為蛋白聚糖結構，由糖類、脂類、多肽三部分組成[2]，基中單糖含有與結冷膠類似的糖骨架，由 4 種單糖組成，其主鏈結構為-1-3- -D-葡萄糖，4- -D-甘露糖-1-3- -L-鼠李糖，-1-4- -D-葡萄糖醛酸[3]，在多糖組分上鏈接有蛋白側鏈；分子中含有1.49%的氨基酸，其中酸性氨基酸占23.3％[1]。
脂類由十六碳及十八碳脂肪酸組成；用凝膠滲透色譜-多角度激光光散射聯用法測得三贊膠的重均分子量(Mw)為408KDa，數均分子量(Mn)為382KDa[2]。
三贊膠具有良好的增稠性、假塑性、弱凝膠的性能[1], 可以溶于冷水和熱水中,具有高黏度、耐高溫、乳化、醇溶、抗凍融、兼溶等性能，具有廣闊的市場前景,廣泛應用于食品、醫藥、采油、紡織、陶瓷、印染、日用化工等領域。
三贊膠的性能
三贊膠是一種新型的生物聚合物，該聚合物有類似黃原膠的流變學特性，具有高粘度、假塑性及耐鹽性，又有結冷膠的凝膠特性，0.6%以上的三贊膠溶液加熱75℃以上并冷卻至室溫可形成熱可逆的凝膠[1]。這使三贊膠集增稠、懸浮、乳化、穩定于一體,是性能較為優越的一劑多效的生物膠。
2.1增粘性：
三贊膠的水溶性很好，在冷水中也能溶解，形成較高的粘度，尤其是在低濃度、低轉速下成其他食用膠體相比具有較高的粘度，且具有良好的剪切稀釋性。
2.2弱凝膠性：
三贊膠具有鞘氨醇膠的糖主鏈，擁有和高酰基結冷膠相近的凝膠特性。三贊膠升溫至 75℃以上，在不添加任何離子的條件下，冷卻至室溫可形成熱可逆的彈性性凝膠；雖然三贊膠和高酰結冷膠均可形成彈性凝膠，但凝膠強度和凝固溫度等還存在較大差異，詳見表1。
2.3乳化性：
三贊膠的單糖組成為葡萄糖、甘露糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸，其含有鼠李糖，鼠李糖碳六位是CH3，因而具有較好的親油性[4]，鼠李糖含量越高，三贊膠的乳化性能越好。
圖2 0.1%黃原膠、三贊膠乳化性對比
2.4醇溶性：
三贊膠在較高濃度的酒精中有仍較好的溶解性，并隨三贊膠濃度、酒精濃度的增加粘度有所增加，在酒精溶液中，三贊膠也能起到穩定懸浮的作用。
圖4 0.1%三贊膠在不同濃度酒精溶液的粘度變化
2.5剪切稀釋性：
高剪切作用下黏度下降，剪切作用消失黏度恢復正常。 三贊膠溶液粘度隨轉速增加而降低，60r/min后下降趨勢平緩，說明該溶液具有剪切稀釋性質；轉速降低過程中，粘度逐漸增大，最后恢復到測試開始時的狀態，表明該溶液具有良好的假塑性。曲線于X軸100r/min的垂線作為分界線，左右兩邊對稱，表明該溶液粘度恢復時無滯后性。
圖5 三贊膠的剪切稀釋性
2.6酸堿穩定性：
在酸堿條件下穩定，在弱酸條件下粘度略升高： 三贊膠由于特殊的結構，具有在弱酸條件下粘度升高的特性，使其粘度遠遠高于黃原膠，賦予三贊膠在酸性飲料中良好的懸浮性能。
圖6 1%三贊膠、黃原膠在不同pH值下粘度變化
2.7良好的配伍性：
與其它膠體具有良好的兼容和配伍性。 復合膠與單體膠比較具有十分突出的優點。通過膠體的混合搭配，不但能發揮各種單體膠本身的作用，使性能互補，還可以達到各種膠體間協同增效作用，從而擴大膠體的應用范圍并提高其功能，同時降低了膠體的用量，從而降低了生產成本。三贊膠與瓜爾豆膠、刺槐豆膠、微晶纖維素配比為9+1時強度最高，具有協效性，與其它膠體具有良好的兼容性。
圖7 1%膠濃度下三贊膠與其他膠體的協同增效性
2.8耐高溫：
三贊膠對鹽離子比較敏感，加入0.1%的鹽離子即可使其粘度大大提升，三贊膠對一價離子反應較平穩，粘度隨一價離子的增加粘度基本持平；對鈣離子反應敏感，當在CaCL2濃度超過0.1%時，隨氯化鈣濃度增大粘度呈下降趨勢。并且添加鹽離子可明顯提高三贊膠在耐溫性，在121℃滅菌15min或UHT138℃滅菌30s，仍有較高的粘度。
圖9 0.25%三贊膠在不同濃度不同鹽溶液中121℃滅菌15min粘度變化
2.9抗凍融性好：
三贊膠有良好的抗凍融性，將1%濃度的三贊膠凝膠，在-20℃冰箱冷凍20h，反復凍融，自然解凍后，無水分的析出。三贊膠保水性高、保型性好，可控制水分子遷移，在冷凍中可控制冰晶的形成，防止速凍食品隨著貯藏時間延長及冷鏈中溫度變化的重結晶影響速凍食品的風味和結構，從而提高產品品質和延長貨架期。
產品應用
三贊膠是一種新型的微生物多糖，在溶液中能形成三維立體網狀結構的弱凝膠，具有膠凝性、乳化性、增稠性、耐酸、耐高溫等特性。用于飲料制備時添加量小，懸浮能力強，與蛋白相溶性良好，可提高其粘度和乳化性。
在谷物飲料、蛋白飲料、植物飲料、果蔬汁類飲料、乳飲料等起到很好的穩定懸浮作用，并賦予飲料醇厚清爽的口感。
三贊膠具有熱穩定性和假塑性的特點，能在高溫二滅和UHT超高溫滅菌中保持穩定，同時利于泵送和灌裝。
三贊膠耐高溫同時也耐低溫，三贊膠的抗凍融性可控制水分子遷移，在冷凍過程中可控制冰晶的形成，提升冰淇淋等速凍產品的品質和延長其貨架期。
其增稠、膠凝、穩定泡沫、乳化和分散等特性使其能有效控制食品中的水分，改善肉制品、乳制品、糖果、糕點等食品的外觀、形狀、質構特性、口感和風味等。
其弱凝膠性還可用于糖果、果醬和果凍的制作。此外，三贊膠具有生物相容性、安全性和低熱量的特點，因而可被廣泛用于生產和開發各種功能性或健康食品。
結語
三贊膠作為我國自主創研的新型高端微生物多糖產品，在高溫、高壓、高鹽、高油脂條件下同時具有增稠性、凝膠性、乳化性和成膜性，具備一劑多效的效果，有助于清潔標簽；同時三贊膠具有耐酸、耐鹽、耐溫、耐剪切、抗凍融等多種性能，能幫助客戶解決食品加工過程中遇到的分層沉淀、油脂上浮、析水、蛋白絮凝等行業痛點，可以改良質構、改善口感、保留風味。可以肯定，三贊膠對各類飲料、特別是植物蛋白飲料、果蔬汁飲料，對面制品、肉制品等領域的技術創新、品類創新發揮積極的促進作用。
參考文獻：
1王薇,黃海東,張禹,等.一種新型生物聚合物Ss的流變學性質及成膠特性[J].微生物學通報,2008,35 ( 6) : 866-871
2 黃海東，王薇，馬挺，等. 一種新型生物聚合物的分子組成及特性研究[J]. 高等學校化學學報，2009，30（2）：324-327
3 李曉雁;鄭華;段亞平;黃海東;三贊鞘氨醇單胞菌葡萄糖磷酸變位酶的酶學性質表征及對多糖合成的影響[A];第八屆泛環渤海生物化學與分子生物學會2018年學術交流會論文集[C];2018年
4 楊雷,仇丹,周逸奎,等.阿拉伯膠的結構特征和乳化性能研究進展[J].食品工業科技,2013,34(12):353-356
文章來源于河北灃川生物科技有限公司，作者：乞鋒輝，楊曉民，靳曉偉，劉學珍
