¿Se puede utilizar el pululano como conservante?

Sí

Pullulan también se traduce como pullulan, pullulan, pullulan o pullulan en chino. Es un polisacárido extracelular producido por Aureobasidium sporogenes. Es principalmente homopolisacárido compuesto por enlaces α-1,6-glucosídicos combinados con maltosa, es decir, la glucosa se combina con enlaces α-1,4-glucosídicos para formar maltotriosa, y ambos extremos. son El enlace α-1,6-glucosídico se combina con otras maltotriosas y las conexiones repetidas forman 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 medio del pululano comercial es 2X105, que está compuesto por aproximadamente 480 maltotriosas).

La investigación sobre el pululano comenzó en Alemania Occidental, y los británicos también hicieron mucho trabajo teórico. Japón ha llevado a cabo investigaciones sistemáticas comparativas, especialmente sobre procesos de producción y aplicaciones de productos, y ha obtenido un gran número de patentes. El pululano se puede producir mediante fermentación directa de hidrolizado de almidón, sacarosa u otros azúcares. Es fácilmente soluble en agua, tiene baja viscosidad, no gelifica, no envejece, puede procesarse y formarse a voluntad y no tiene efectos tóxicos ni secundarios. Es un polisacárido industrial prometedor. Ha habido muchos informes sobre el pululano. Este artículo presentará las cepas 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. Cepas productoras de pululano

El pululano es un polisacárido extracelular secretado por Aureobacidium pullulans. Es un polisacárido extracelular producido por el crecimiento y metabolismo de Aureobasidium pullulans en medio de cultivo. Parte del azúcar del medio de cultivo se utiliza como fuente de nutrientes para el crecimiento y la reproducción, y la mayor parte es utilizada por el complejo sistema enzimático intracelular para generar pululano. Una vez que se agota el azúcar, el pululano se descompone para mantener el desarrollo celular. Debido a que el pululano tiene una amplia gama de usos, investigadores científicos chinos también han realizado investigaciones sobre las cepas de producción de pululano en los últimos años. Tan Jialin et al. realizaron condiciones de fermentación y experimentos de expansión a escala media en la cepa mutante N28 de As3.2765. Gu Caisi y Du Lisheng también aislaron Aureobasidium pullulans, productor de exopolisacáridos, de agujas de pino macizo y agua de mar en Guilin, Guangxi, respectivamente. Na Shumin aisló la cepa A22 productora de exopolisacáridos incoloros del capullo de la abeja cortadora canadiense. Según el sistema de clasificación de Hermanides-Nijhof, es similar a Aureobasidum pullulans Am.Var.pullulans. Zhao Zhiwei et al. Aureobasidium pullulans Ft1 de hojas de granada que crecen en Xishan, Kunming. A partir de Ft1, se obtuvo una cepa mutante R45 con propiedades estables y cierto valor industrial mediante la regeneración de protoplastos.

Además de lo anterior, existen muchos tipos de Aureobasidium pullulan que pueden producir pululan. Sus características morfológicas y cambios fisiológicos son bastante diferentes, y su capacidad para producir pululan también es diferente. El polisacárido pupululano generalmente tiene características morfológicas de tipo levadura y de tipo hifal, muchas e incluso esporas germinan, se forma poca o ninguna melanina en el caldo de fermentación y el proceso de tratamiento posfermentación es simple.

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

Actualmente existen productos de pululano de diferentes especificaciones, pero no se han 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, los estudios han encontrado que la selección de fuentes de carbono, fuentes de nitrógeno, iones metálicos, iones de partida y fosfatos afectan la producción de fermentación y la conversión de pululano. Como fuente de carbono, el almidón comestible es más eficiente para producir azúcar que el almidón industrial, el almidón soluble, la glucosa, etc. 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 tiene un impacto en la tasa de conversión de azúcar. La concentración óptima de NH4+ es 0,02%. . K+ y PO43- pueden promover la producción de pululano. El rango de concentración óptimo de K+ es 0,02-0,04. Si excede 0,04, se inhibirá la producción de pululano. El pH inicial óptimo para la fermentación es alrededor de 6.

Generalmente, la temperatura de cultivo óptima para la producción de pululano es de alrededor de 28°C.

Para determinar el rendimiento de pululano, el caldo de fermentación generalmente se centrifuga a 2500 r/min durante 10 minutos, luego se añade al sobrenadante un volumen igual de etanol al 95 % para precipitar el pululano y se almacena el polisacárido precipitado. a 80°C secar durante 5 horas y pesar.

3. Propiedades del pululano

El pululano es una sustancia polimérica incolora, insípida e inodora, y sus propiedades se pueden manifestar en los siguientes aspectos.

3.1 No toxicidad y seguridad

Ya sean pruebas agudas, subagudas y crónicas, la prueba de variabilidad muestra que el pululano no causa ninguna toxicidad biológica ni condiciones anormales, es seguro y confiable para 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 tanto, no cambia debido a la presencia de sal cuando se utiliza como aditivo alimentario.

3.4 Resistencia a ácidos y álcalis

El pululano es un polisacárido neutro y su viscosidad disminuirá cuando se hidroliza por debajo de pH 3 a temperatura ambiente.

3.5 Viscosidad

El pululano tiene una estructura lineal, por lo que su viscosidad es mucho menor que la de otros polisacáridos. La viscosidad de la solución de pululano aumenta con el peso molecular promedio y también aumenta con la concentración. Pero el aumento de viscosidad es menor que el de otras sustancias poliméricas. Y su viscosidad tiene buena estabilidad térmica.

3.6 Plasticidad

Pulululan tiene una fuerte plasticidad y puede usarse para hacer películas de cualquier forma. Sus productos moldeados no necesitan añadir plasticidad y estabilidad.

3.7 Propiedades de la película

Pulululan se puede convertir directamente en una película, o se puede aplicar o rociar sobre la superficie de un objeto para formar una película cerca del objeto. La propiedad más especial de la película es que su permeabilidad al aire es menor que la de otras películas poliméricas y el oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, etc. son casi completamente incapaces de atravesarla. La película también tiene una mayor permeabilidad a la humedad. La película formada por un 5% de pululano y un 5% de glicerol tiene altas propiedades de barrera a los gases y resistencia a la tracción.

Es precisamente por las siguientes propiedades del pululano que 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 son perecederos. se utilizan comúnmente. El método de refrigeración no es muy efectivo. Pullulan en sí no es tóxico, es inodoro y no tiene efectos secundarios en el cuerpo humano. Es ideal para la conservación de frutas. Puede superar las deficiencias de los agentes de recubrimiento anteriores, 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 y aumentar el dióxido de carbono en la fruta, también pueden inducir la fermentación y acumular etanol. . y los aldehídos producen malos olores.

Remojar las mandarinas Xuzhou con pululano y otros agentes de recubrimiento y almacenarlas a 10°C durante 74 días. Tabla de resultados 1. Como puede verse en la Tabla 1, el recubrimiento con pululano y otros materiales no afecta los componentes de la fruta excepto por la descomposición completa del alcohol propileno. La podredumbre, las manchas negras y la pérdida de peso fueron menores con el pululano.

Prueba de uso de pululano para el tratamiento de manzanas Remojar las manzanas con pululano de diferentes pesos moleculares (5, 100, 200.000, 100.000, 200.000) a una concentración del 1% durante 5 minutos, secar de forma natural y envasar. Durante el almacenamiento, se utilizaron como controles frutos sin tratamiento después de la cosecha (grupo de control 1) y frutos tratados con agua (grupo de control 2) para estudiar el efecto del pululano en la tasa de retención de agua de los frutos. Los resultados mostraron que el pululano de diferentes pesos moleculares tenía mejores efectos de retención de agua, especialmente el pululano de alto peso molecular tenía un mejor efecto. Cuando las manzanas fueron tratadas con pululano con un peso molecular de 200.000, la tasa de retención de agua fue del 99% después de 2 meses y del 98,7 después de 4 meses, mientras que en el grupo de control no tratado (1, 2) después de 2 meses y 4 meses las tasas de retención de agua son 96,0 y 93,5, 95,8 y 94,0.

Cuando se trataron manzanas con reactivos de pululano de diferentes concentraciones (0,5, 1,0, 1,5, 2,0) con un peso molecular de 100.000, no hubo diferencias significativas en el efecto de retención de agua de las distintas concentraciones. aumentado, el efecto de retención de agua aumentó. Por encima del 1,0%, tiene un buen efecto de retención de agua.

El estudio también encontró que el pululano en sí no tiene efectos bactericidas o bacteriostáticos, mientras que Dolinella, clorhexidina y Teketol tienen buenos efectos bactericidas, antivirus, antisépticos y preventivos de enfermedades. Estos pesticidas 1000-6 (concentración efectiva de uso común) y pululano al 1% 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 a la superficie de las frutas, el pululano puede aislar el oxígeno, retrasar la descomposición de los fungicidas y prolongar la eficacia del medicamento.

El efecto de las frutas tratadas con pululano sobre la vida útil es más evidente. El uso mixto de pululano y pesticidas tiene efectos obvios en el mantenimiento de la calidad de vida útil de la fruta, la reducción de la pérdida de agua y la extensión de la vida útil.

4.2 Huevos

Cuando los huevos están en condiciones de refrigeración insuficientes, a menudo se aplica parafina o parafina líquida a la superficie de la cáscara del huevo para su conservación, pero el efecto no es el ideal. Productos de esterificación Utilizados en materiales de recubrimiento de huevos, pueden extender la vida útil a temperatura ambiente, mejorar la dureza de las cáscaras de huevo y reducir los daños por colisión. Pullulan es comestible y se puede lavar 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 espesor de la película es de 0,01 a 0,1 mm, lo que puede aumentar la dureza de la cáscara del huevo, prevenir la ruptura causada por la 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.

Recubierto con pululano o sus derivados, el efecto es bueno cuando se utiliza solo o mezclado con otras sustancias. El peso molecular es de aproximadamente 300.000, y la solución de pululano al 1% se remoja durante 30 minutos a 40 °C después de 10 horas de producción, se seca en un flujo de aire a 30 °C y se deja la yema a 25 °C durante 7 días. la concentración cayó de 18,5 a 13,8, y la concentración de proteína de 5,62 a 3,05, el grupo de control no tratado cayó a 0 y 0,23.

El pululano está formulado con otras sustancias hidrófobas y goma natural para formar un emulsionante uniforme y estable. También es un material de recubrimiento eficaz con mayor resistencia al agua, como el pululano, la goma arábiga y el coco. con una mezcla de aceite y agua, almacenarlos a 30°C y 40% de humedad relativa y medir el efecto de conservación (ver Tabla 2). Como resultado, la superficie de la cáscara del huevo es brillante y parece huevos frescos. Si usa aceite solo o una capa emulsionante con un alto contenido de aceite, el aceite penetrará en la cáscara del huevo.

Se aplica una emulsión mezclada con pululano, goma arábiga, goma laca y aceite de coco en el exterior de los huevos y se almacena a 15-25°C. El período comestible es de 5 a 10 veces más largo que el de los huevos. control no tratado. Se agrega goma laca a la fórmula para aumentar 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 superficie agente, una emulsión compuesta de 0,015-5,0 partes de sustancias poliméricas solubles en agua (pululano, goma arábiga, alginato de sodio, etc.) se puede utilizar como recubrimiento para verduras para preservar la frescura, y el efecto de conservación es muy significativo. Por ejemplo, las habas británicas se vuelven negras en 2-3 días a 25°C. Permanecen verdes 14 días después del recubrimiento y su vida útil se prolonga 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 polisacárido de pululano al 3%, liofilícelas y séllelas en una bolsa resistente a la humedad durante 5 meses. El color y el aroma cambiarán poco y las vitaminas sí. solo disminuye en 10. Pullulan Se rocía una solución de propionato de polisacárido (valor de sustitución 0,5) sobre espinacas cortadas u otras verduras, se liofiliza y se almacena durante 5 meses sin una bolsa a prueba de humedad. El cambio de color y forma es pequeño, y. el sabor fresco se mantiene después de la cocción.

En el caso de las verduras liofilizadas, el recubrimiento también tiene el efecto de prevenir la oxidación, preservando el color y el sabor.

Para frutas con alto contenido de aceite, como maní, nueces, almendras, frijoles, pescado y mariscos secos, papas fritas enteras secas y rábanos, 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 la conservación de los alimentos, al elaborar alimentos básicos, refrigerios o ingredientes para bebidas bajos en calorías, mejorar la calidad de los alimentos y moldearlos.

(Extraído de "Revista de la Academia de Ciencias de Hebei" 2000.2)