三赞胶及其在食品加工中的应用研究进展

⊙ 孙跃辉 赵丽娟 国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心

三赞胶是河北鑫合生物化工有限公司自主研发的高端微生物多糖新产品，也是目前唯一由中国人发明的高端微生物多糖凝胶类产品。三赞胶又称鞘氨醇胶Ss，是三赞鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas sanxanigenens）以葡萄糖和无机氮源为原料，在充足的氧和无菌条件下代谢所得的胞外多糖，能形成螺旋缠绕结构的弹性凝胶，其水溶液是典型的假塑型流体，黏度随着剪切速率的增大而降低，当三赞胶溶液的质量分数≥0.6%并加热至75℃以上，冷却到室温后即可形成性质稳定的凝胶，最初主要应用在材料和石油行业。2020年5月20日，国家卫生健康委员会正式发布2020年第4号公告，批准三赞胶作为食品增稠剂、稳定和凝固剂，用于肉灌肠类（食品类别08.03.05）、果蔬汁（浆）类饮料（食品类别14.02.03）和植物蛋白饮料（食品类别14.03.02），改善产品的感官品质和稳定性。作为新获批的食品添加剂，国内外对三赞胶的性质和应用研究较少，本文通过检索专利和非专利文献，分析了国内三赞胶在食品加工中的应用情况，为三赞胶的推广应用提供参考。

一、文献情况分析

本文选取CNKI和incoPat作为分析用数据库，分别进行期刊文献、专利文献检索，检索关键词为“三赞胶”“鞘氨醇胶Ss”“Sanzan Gum”，分别在CNKI的“篇关摘”字段进行检索，在incoPat的“标题、摘要、权利要求字段”进行检索，共检索到非专利文献17篇，专利43项。

图1：三赞胶相关论文发表和专利申请情况

三赞胶最早是由张国沛于2006年以专利申请的形式公开。2009年，河北鑫合生物化工有限公司（后文中简称“河北鑫合”）在科技成果登记表中披露了三赞胶的应用前景。2016年起，河北鑫合推动三赞胶作为食品添加剂新品种的申请，此后专利申请和期刊文献的研究变得活跃。通过对期刊文献的作者单位以及专利文献的申请人分析可知，天津农学院、河北鑫合对三赞胶的研究比较活跃，其中天津农学院共发表12篇期刊文献，申请了10项发明专利；河北鑫合发表1份科技成果登记表，申请了10项发明专利。

二、三赞胶的制备及理化性质

2006年，张国沛分离得到了一株鞘氨醇单胞菌CGMCCNo.1650，通过将该鞘氨醇单胞菌接种到培养基中进行通气搅拌发酵，发酵完成后的发酵液用中性盐调节等电点、沉降萃取、脱水后即得微生物多糖三赞胶，且在粘度、剪切性能值等指标上均达到GB13886-92的标准，具有极高的应用前景和商业价值（ZL200610048338.X）。而后河北鑫合对三赞胶的提取工艺进行了优化，能够有效控制三赞胶产品菌落总数，提高三赞胶1%水溶液粘度（CN201911131488.0）；天津农学院通过对三赞胶进行纯化，制得透明三赞胶，大幅提高了产品的黏度和凝胶强度（CN202010017852.7）；南开大学的马挺等人通过对鞘氨醇单胞菌进行突变，制备得到了低酰基三赞胶（CN202111307666.8）。

2008年，张禹、黄海东等人对三赞胶进行测定，得到了具体的组成和理化性质（CN200810054929.7）。其中，多肽部分中酸性氨基酸——天冬氨酸和谷氨酸所占比例最高达23.3%，调节发酵液的pH至3.0左右可使三赞胶沉淀，可以用酸沉的方法提取，与其他微生物胶用有机溶剂提取相比具有显著的成本优势，制备工艺简单、环保。三赞胶的水溶液呈现典型的假塑流体特性，且粘度不随测定时间长短发生变化，不属于触变性流体，具有良好的凝胶和乳化性能。2011年，天津农学院的黄海东等人公开了微生物胶发酵液菌胶分离的方法及装置，对三赞胶的具体发酵和纯化的工艺参数进行了研究（CN201110338699.9）。黄海东等人于2013年进一步对鞘氨醇胶Ss胶凝条件及质构特性进行研究，在Ca存在的条件下，三赞胶胶凝的临界浓度为0.15%、温度为70℃。2016年研究了添加剂对三赞胶凝胶特效的影响，结果表明三赞胶的凝胶特性优于黄原胶，且亚硝酸钠、山梨酸钾对其凝胶特性有促进作用，柠檬酸可降低胶体的凝胶特性。

三、三赞胶在食品领域的应用情况

作为增稠剂、稳定和凝固剂，三赞胶目前被批准用于肉灌肠类（食品类别08.03.05）、果蔬汁（浆）类饮料（食品类别14.02.03）和植物蛋白饮料（食品类别14.03.02），用于改善产品的感官品质和稳定性。

三赞胶可作为增稠剂、乳化稳定悬浮剂等，广泛应用于食品行业的植物蛋白饮料、果汁饮料、含乳饮料、果冻、调味品等产品中。

最早将三赞胶用于食品生产的是山东洁晶集团股份有限公司，其将三赞胶与果胶、海藻酸钠组合作为酸奶的增稠剂使用（ZL201510192948.6）。成都新柯力化工科技有限公司开发了一种提高乳制品口感的胶囊型食品增稠剂，其中三赞胶作为芯材的添加剂，主要发挥粘合剂作用（CN201711470434.8）。河北鑫合将三赞胶用于可可奶的生产，添加量仅为0.04%-0.08%，克服了蛋白质沉淀、絮凝、乳脂析出的问题（CN201910020532.4）；将三赞胶与单硬脂酸甘油酯复配制备得到了可应用于谷物类及蛋白饮料制备的饮料稳定剂，在保证饮料营养成分及口感的前提下，可显著降低其生产成本（CN201910452291.0）；将三赞胶与耐酸型羧甲基纤维素钠组合制备得到了可应用于果蔬汁类及其饮料的稳定剂，适用于包括苹果、梨、芒果等原料组成的多种果蔬汁类及其饮料，可以使产品在保质期内无沉淀、分层现象，产品色泽鲜亮一致，体系均匀稳定（CN201910452505.4）。陈宇坤等人研究了三赞胶与刺槐豆胶复配的黏度性质和凝胶性质，并将其运用在酸奶制作中。

天津农学院的李晓雁等人将三赞胶、磷酸盐、乳化剂复配得到稳定剂，能够应用于大豆、花生、杏仁、核桃、椰子等植物蛋白饮料制作中，该饮料在常温条件下贮存6个月后不分层、不析水、不絮凝，且相比传统的该类饮料而言，减少了稳定剂的用量，既降低成本，又能减少消费者对高添加剂用量的担忧（CN201910874004.5）。李维华等人将三赞胶作为增稠剂用于柿子汁饮料的生产（CN201810367741.1）。徐州工程学院的王春艳等人将三赞胶作为增稠剂的组成成分制备得到了一种多纤维酸奶增稠剂（CN201911178228.9），并将其用于菠萝风味多纤维酸奶（CN201911178064.X）以及香蕉紫薯口味布丁的生产中（CN201911178227.4）。

三赞胶主要由糖类、脂类和多肽构成，拥有良好的流变性与凝胶增稠性，能有效控制肉灌肠类食品中的水分，具有改善产品外观、形状、质构特性、口感和风味等作用。日照帮利生物科技有限公司将三赞胶与魔芋胶、卡拉胶等复配后制备得到复配增稠剂，可以增加鱼糜制品的硬度与组织的紧密性，使其在加工时外观不凹陷，加工后保湿性良好，冷冻和解冻下凝胶均能保持稳定且不会产生老化现象（CN201910174447.3）；又将三赞胶与魔芋粉、海藻酸钠等复配制备了用于香肠的复配增稠剂，可以增强香肠保水保油的能力并提高肠身弹力，使香肠内部更为紧密，以增加保存时间，防止香肠出现肠衣破裂、切面气孔多的质量问题（CN201910174503.3）。北京美添前景科技有限公司将三赞胶、透明质酸钠、黄原胶等混合得到复配增稠剂，在肉制品的生产过程中使用该复配增稠剂，能使配料充分乳化、均匀混合，防止脂肪离析，提高保水性和硬度，改善组织形态，且几乎不增加生产成本（CN201910278961.1）。河南唐玺亲水胶体研究院有限公司以三赞胶为亲水胶体的组成成分，制备得到一种脂肪替代品，可制备低脂健康肉制品，不但能显著降低肉制品中的脂肪含量，而且可以改善肉制品的口感和营养价值（CN202110698699.3）。

三赞胶是一种高分子聚合物，具有良好的成膜性，安全性高，因而在食品包装、保鲜方面也有广泛的应用。天津农学院的黄海东等人将三赞胶与淀粉、海藻酸钠共混，经交联剂的交联，配以甘油、山梨醇等增塑剂，经灌注、干燥后形成可食用膜，具有优良的机械性能和低水蒸气透过率等特性，作为食品的外包装可起到延长货架期的作用（ZL201711390307.7）；将三赞胶与三聚磷酸钠、甘油等混合制备得到的涂膜保鲜剂，可以在沙糖桔、草莓、鱼肉等生鲜食品表面挂膜，形成的致密膜层可减少生鲜食品贮藏过程中的水分流失，具有维持果蔬和水产品原有质地和抑菌防腐的作用（CN202010846528.6）。李晓雁等人也将三赞胶与海藻酸钠制成了可食用复合膜。

三赞胶具有凝胶性能，天津农学院的黄海东等人将三赞胶应用于微球制备和营养、药物的递送系统中，在酸性条件下能保持稳定，包封物质在胃酸模拟液中的释放率低，可以实现营养、药物在肠道的缓释和控释（CN202011214784.X）。河北天烨食品科技有限公司以三赞胶作为益生元的组成成分，制备得到了益生营养物，大大提升了食用益生菌的存活率（CN202110980887.5）。

三赞胶具有增稠和假塑性能，其溶液加热冷却后能形成螺旋缠绕结构的弹性凝胶，可改善新鲜面条的质构特性和蒸煮品质。河南工业大学的梁赢等人将三赞胶作为冷冻熟面的品质改良剂，提升了冷冻熟面复煮后的拉伸性能（CN202011291583.X）。河北沣川生物科技有限公司把三赞胶用于冰淇淋生产中，制作的冰淇淋口感松软绵弹、质量均一，具有较好的抗冻融性和保型性，且储存稳定性好（CN202111172488.2）。华中农业大学的李艳等人将三赞胶作为乳化剂用于生产乳化型米酒，解决了酒精、酸、乳钙等成分导致乳化米酒无法稳定的难题（CN202111329132.5）。

综上，三赞胶作为我国自主研发的高端微生物多糖产品，具有优良的生产性能，且其制备和分离纯化方便，生产成本相对较低，用其替代传统的黄原胶、卡拉胶等，具有降低食品生产成本的优势。作为新批准的食品添加剂，三赞胶在食品加工中具有广阔的应用前景。目前，对三赞胶的研究较少，建议相关的创新主体对三赞胶的理化性质和应用进行深入研究，并积极在国外进行专利申请与布局，以抢占市场先机。