¿Se puede utilizar el pululano como conservante?

Pulululan también se traduce como pullulan, pullulan, pullulan o pullulan en chino. Es un polisacárido extracelular producido por Aureobasidium pullulans. El homopolisacárido está compuesto principalmente por enlaces α-1,6-glucosídicos combinados con maltosa, es decir, la glucosa se combina en maltotriosa a través de enlaces α-1,4-glucosídicos. maltotriosa a través del enlace α-1,6-glucosídico para formar un polisacárido de alto peso molecular. La proporción de enlaces α-1,4-glucosídicos a enlaces α-1,6-glucosídicos es 2:1 y el grado de polimerización (D.P.) es 100-5000. El peso molecular es 4,8x104-2,2x106 (el peso molecular promedio del pululano disponible comercialmente es 2X105 y está compuesto por aproximadamente 480 maltotriosas).

El trabajo de investigación de Pululan comenzó en Alemania Occidental, y los británicos también hicieron mucho trabajo teórico. Japón ha llevado a cabo investigaciones relativamente sistemáticas, especialmente sobre tecnología de producción y aplicaciones de productos, y ha obtenido un gran número de patentes. La amilopectina se puede producir mediante fermentación directa de hidrolizados de almidón, sacarosa u otros azúcares. Es fácilmente soluble en agua, tiene baja viscosidad, no gelifica, no envejece, puede procesarse y formarse a voluntad, no tiene efectos secundarios tóxicos y es un polisacárido industrial prometedor. Se ha escrito mucho sobre Pullulan. Este artículo presentará las bacterias que producen pululano, los factores que afectan el proceso de fermentación, las propiedades del pululano y su aplicación en la conservación de productos agrícolas.

1. Cepa productora de pululano

El pululano es un polisacárido extracelular secretado por Aureobasidium pullulan. Es un polisacárido extracelular producido por el crecimiento y metabolismo de Aureobasidium pullulans en medio de cultivo. Algunos de los azúcares en el medio de cultivo sirven como fuentes de nutrientes para el crecimiento y la reproducción, y sobre la mayoría de ellos actúan enzimas complejas en las células para producir pululano. Una vez que se agota el azúcar, el pululano se descompone para mantener el desarrollo celular. Debido a la amplia aplicación del pululano, en los últimos años investigadores chinos también han desarrollado cepas productoras de pululano. Tan Jialin et al. realizaron condiciones de fermentación y experimentos de amplificación a escala media en la cepa mutante N28 de As3.2765. Gu y Du también aislaron Aureobasidium pullulans que producen polisacáridos extracelulares de agujas de Pinus massoniana y agua de mar en Guilin, Guangxi, respectivamente. Na Shumin aisló una cepa A22 incolora productora de exopolisacáridos a partir de capullos de abejas cortados en Canadá, que es similar a Aureobasidium pullulans am. var. Amilopectina según el sistema de clasificación Hermanides-Nijhof. Zhao Zhiwei et al. aislaron un Aureobasidium pullulans Ft1 de tipo salvaje a partir de hojas de granada y Ft65438 que crecían en Xishan, Kunming.

Además de los tipos anteriores, existen muchos Aureobasidium pullulans que pueden producir pululano. Sus características morfológicas y cambios fisiológicos son muy diferentes, y su capacidad para producir pululano también es diferente. Las cepas con excelente pululano de amplio espectro suelen tener características morfológicas de tipo levadura y micelio, con muchas y uniformes esporas, poca o ninguna melanina en el caldo de fermentación y procedimientos sencillos de tratamiento posfermentativo.

2. Factores que afectan el proceso de fermentación del pululano y su determinación del rendimiento.

En la actualidad, los productos de pululano tienen diferentes especificaciones, pero ninguno de ellos se ha puesto en producción a gran escala. La mayoría de las cepas aún se encuentran en la etapa de investigación de laboratorio. Las condiciones de fermentación de diferentes Aureobasidium pullulans son diferentes. Sin embargo, se descubrió que la elección de la fuente de carbono, la fuente de nitrógeno, los iones metálicos, los iones iniciales y el fosfato afectaban la producción fermentativa del pululano transformado. El almidón comestible es más eficiente como fuente de carbono que el almidón industrial, el almidón soluble y la glucosa. Se pueden utilizar varias sales de amonio, como (NH4)2SO4, NH4Cl y (NH4)2CO3, como fuentes de nitrógeno para cultivar Aureobasidium pullulans, pero la cantidad de sales de amonio afecta la tasa de conversión de azúcar. La concentración óptima de NH4+ es del 0,02%. K+ y PO43- pueden promover la producción de pululano. La concentración óptima de K+ es del 0,02% al 0,04%. Exceder el 0,04% inhibirá la producción de pululano. El pH inicial óptimo para la fermentación es aproximadamente 6. En términos generales, la temperatura óptima de cultivo del pululano es de unos 28°C.

En términos generales, el rendimiento de pululano se logra centrifugando el caldo de fermentación a 2500 r/min y 65438 ± 00 min, y luego agregando un volumen igual de etanol al 95 % al sobrenadante para precipitar el pululano. secando y pesando los polisacáridos precipitados a 80 °C durante 5 h.

3. Propiedades del pululano

El pululano es un polímero incoloro, insípido e inodoro, y sus propiedades se pueden manifestar en los siguientes aspectos.

3.1 No tóxico y seguro.

Independientemente de las pruebas agudas, subagudas y crónicas, la prueba de fuente de mutación muestra que el pululano no causará ninguna toxicidad biológica ni estado anormal, y es seguro y confiable para su uso en las industrias alimentaria y farmacéutica.

3.2 Resistencia al calor

El pululano en polvo reacciona al calor de la misma forma que el almidón. A diferencia de otros materiales poliméricos, su carbonización no produce gases tóxicos.

3.3 Tolerancia a la sal

El contenido de sal de cualquier concentración no afecta la viscosidad de la solución de pululano. Por lo tanto, cuando se utiliza como aditivo alimentario, no se verá modificado por la presencia de sal.

3.4 Resistencia a ácidos y álcalis

Pullulan es un polisacárido neutro que se hidroliza a temperatura ambiente por debajo de pH 3 y reduce su viscosidad.

Viscosidad 3,5

El pulululan tiene una estructura lineal, por lo que su viscosidad es mucho menor que la de otros polisacáridos. La viscosidad de las soluciones de pululano aumenta con el aumento del peso molecular promedio y la concentración. Sin embargo, el aumento de la viscosidad es menor que el de otras sustancias poliméricas. Su viscosidad tiene buena estabilidad térmica.

3.6 Plasticidad

Pululan tiene una fuerte plasticidad y se puede utilizar para fabricar películas con cualquier forma. Sus productos moldeados no requieren plasticidad ni estabilidad adicionales.

3.7 Propiedades de la película

El pulululan se puede convertir directamente en una película, o se puede pintar o rociar sobre la superficie de un objeto para formar una película que esté cerca del objeto. La propiedad más especial de la membrana de pululano es que tiene una menor permeabilidad al aire que otras membranas poliméricas y difícilmente pueden pasar oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono. La película también tiene muy buena permeabilidad a la humedad. La película formada a partir de un 5% de pululano y un 5% de glicerina tiene altas propiedades de barrera a los gases y resistencia a la tracción.

Debido a que el pululano tiene las siguientes propiedades, puede ser ampliamente utilizado en la industria alimentaria, industria farmacéutica e industria en general.

4. Aplicación del pululano en la conservación de productos agrícolas

4.1 Manzanas y cítricos

Las manzanas y los cítricos no son resistentes al almacenamiento y comúnmente son perecederos. Los métodos de refrigeración utilizados tampoco son ideales. Pullulan en sí no es tóxico, es insípido y no tiene efectos secundarios en el cuerpo humano. Es una opción ideal para la conservación de frutas. Puede superar las deficiencias de los agentes de recubrimiento utilizados en el pasado, como el alcohol propileno, la cera a base de solventes, la cera natural y los envases de polietileno. Aunque estos agentes de recubrimiento pueden reducir el contenido de oxígeno en la fruta y aumentar el gas de ácido carbónico, también pueden inducir la fermentación, acumular etanol y acetaldehído y producir malos olores.

Remoje las mandarinas Xuzhou con agentes de recubrimiento como pullulan y guárdelas a 10°C durante 74 días. La lista de resultados es 1. Como puede verse en la Tabla 1, a excepción de la descomposición completa del alcohol propileno, el recubrimiento con pululano y otras sustancias no afecta los componentes de la fruta. La pudrición, las manchas negras y la pérdida de peso son menores en el pululano.

En la prueba de manzanas tratadas con pululano, las manzanas se remojaron con pululano de diferentes pesos moleculares (510, 200000) a una concentración del 1% durante 5 minutos, se secaron de forma natural, se envasaron y se almacenaron a 0°C. En un almacén, se utilizaron como controles frutas no tratadas poscosecha (grupo de control 1) y frutas tratadas con agua (grupo de control 2) para estudiar el efecto del pululano en las manzanas. Los resultados muestran que el pululano con diferentes pesos moleculares tiene un buen efecto de retención de agua, especialmente el pululano con alto peso molecular tiene un mejor efecto de retención de agua. La tasa de retención de agua de las manzanas tratadas con pululano con un peso molecular de 200.000 fue del 99 % después de 2 meses y del 98,7 % después de 4 meses, mientras que el grupo de control no tratado (1, 2) tuvo una tasa de retención de agua del 99 % a los 2 meses y 4 meses Las tasas finales de retención de agua fueron del 96,0% y 93,5%, 95,8% y 94,0% respectivamente.

Cuando se trataron manzanas con reactivo de pululano con un peso molecular de 654,38+100.000 y diferentes concentraciones (0,5%, 654,38+0,0%, 654,38+0,5%, 2,0%), el efecto de retención de agua de cada concentración No era obvia la diferencia. A medida que aumenta la concentración, aumenta el efecto de retención de agua y las concentraciones superiores a 654,38+0,0% tienen buenos efectos de retención de agua.

También se descubrió que el pululano en sí no tiene efectos bactericidas ni antibacterianos, mientras que el delfín, la clorfeniramina y el tyke tienen buenos efectos bactericidas, antivirales, antisépticos y preventivos de enfermedades. Estos pesticidas 1000-6 (concentración efectiva de uso común) y 1% de pululano se mezclan para tratar frutas y el efecto conservante es más obvio. La razón es que el pululano tiene buenas propiedades formadoras de película. Cuando se aplican pesticidas en la superficie de las frutas, el pululano puede aislar el oxígeno, retrasar la descomposición de los fungicidas y prolongar la eficacia del pesticida.

El efecto del tratamiento con pululano sobre la vida útil de las frutas es más evidente. Cuando el pululano se mezcla con pesticidas, tiene efectos obvios en el mantenimiento de la calidad de vida útil de las frutas, la reducción de la pérdida de agua y la extensión de la vida útil.

4.2 Huevos

Cuando las condiciones de refrigeración son insuficientes, los huevos a menudo se conservan recubriendo parafina o parafina líquida en la superficie de la cáscara del huevo, pero el efecto no es el ideal. Pullulan o sus ésteres pueden extender la vida útil a temperatura ambiente, mejorar la dureza de la cáscara del huevo y reducir los daños por colisión. Pullulan es comestible y se lava fácilmente con agua fría o tibia. Si se sumerge o rocía pululano, se puede formar una fina capa de película con adhesión firme y superficie lisa sobre la superficie de la cáscara del huevo. El grosor de la membrana es de 0,01 a 0,1 mm, lo que puede aumentar la dureza de la cáscara del huevo, prevenir el agrietamiento por presión local, prevenir la invasión bacteriana y la circulación de oxígeno, dióxido de carbono y vapor de agua, y retrasar el deterioro de la proteína y la yema del huevo. .

Recubierto con pululano o sus derivados, utilizado solo o mezclado con otras sustancias, el efecto es bueno. Se remojaron huevos con un peso molecular de aproximadamente 300.000 y una concentración del 10 h % a 40 °C durante 30 minutos, se secaron en un flujo de aire a 30 °C y se colocaron a 25 °C durante 7 días. La concentración de yema disminuyó de 18,5 a 13,8 y la concentración de proteína disminuyó de 5,62 a 3,05 sin tratamiento.

Un emulsionante homogéneo y estable hecho de pululano, otras sustancias hidrofóbicas y caucho natural es también un material de recubrimiento eficaz con alta resistencia al agua. Tomando huevos frescos como ejemplo, se recubrieron con una solución mixta de pululano, goma arábiga, aceite de coco y agua, se almacenaron a 30°C y 40% de humedad relativa, y se midió el efecto de conservación (como se muestra en la Tabla 2). El resultado es una cáscara de huevo brillante con el mismo aspecto que un huevo fresco. Si se utiliza solo grasa o una capa emulsionante con un alto contenido de aceite, la grasa se filtrará dentro de la cáscara del huevo.

Aplicar una emulsión a base de pululano, goma arábiga, goma laca y aceite de coco sobre los huevos y conservar a 15-25°C. El período comestible es de 5 a 10 veces más largo que el del control no tratado. Agregar goma laca a la fórmula aumenta la resistencia al agua.

4.3 Verduras y frutos secos

100 partes de sustancias hidrófobas (parafina, grasa, ácidos grasos superiores, alcoholes superiores), 40-140 partes de agua, 0,015-5,0 partes de tensioactivo , 0,015-5,0 partes solubles en agua de sustancias de alto peso molecular (pululano, goma arábiga, alginato de sodio, etc.). ). Por ejemplo, las habas se vuelven negras en 2-3 días a 25°C y permanecen verdes durante 14 días después del recubrimiento, extendiendo la vida útil 5 veces. Los espárragos verdes se encogen en 2-3 días a 25°C y no se pueden vender, pero la capa permanece sin cambios después de 20 días, preservando el valor comercial.

Corte las espinacas crudas en tamaños adecuados, rocíelas con una solución de pululano al 3%, liofilícelas y guárdelas en una bolsa resistente a la humedad durante 5 meses. Hubo pocos cambios en el color, el sabor y las vitaminas solo disminuyeron en un 65,438+00%. Rocíe la solución de propionato de pululano (valor de sustitución 0,5) sobre espinacas cortadas u otras verduras, liofilice y almacene sin bolsas a prueba de humedad durante 5 meses. El color y la forma no cambiarán mucho y el sabor fresco aún se mantendrá. después de cocinar.

El recubrimiento de verduras liofilizadas también tiene las funciones de prevenir la oxidación, conservando el color y el sabor.

Para frutas con alto contenido de aceite, como maní, nueces, almendras, frijoles, pescado y mariscos secos, chips secos, rábanos, etc., rociar una película muy fina de pululano sobre la superficie puede prevenir eficazmente la oxidación. .

Lo anterior introduce el papel del pululano en la conservación de productos agrícolas. Además, el pululano tiene efectos significativos en conservantes de alimentos, alimentos básicos bajos en calorías, ingredientes de refrigerios o bebidas, mejora de la calidad de los alimentos y moldeo de alimentos.

(Extraído del "Revista de la Academia de Ciencias de Hebei", febrero de 2000)