黄原胶的性能及其应用

黄原胶的性能及其应用

摘 要 ：论述黄原胶的性质、生产工艺、技术关键, 讨论了黄原胶的发酵设备、生产过程中分离、干燥、粉碎等工序。 关键词： 黄原胶 发酵

1 、概述

黄原胶又名汉生胶、黄菌胶、占吨胶在食品工业中可作为理想的增稠剂及稳定剂使用。黄原胶是由甘

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兰、黑腐病黄单胞杆菌发酵产生的胞外微生物多糖, 是新型的发酵工程产品及食品添加剂。由于它的大分子特殊结构和胶体特性, 具有多种功能, 可作乳化剂、稳定剂、凝胶增稠剂、浸润剂、膜成形剂,广泛用于石油开采、食品等二十多个行业。国际市场价格居高不下。我国是应用黄原胶的大国, 但目前生产仍处于开发阶段, 供需矛盾突出, 亟待开发。

2 、特性及应用

2. 1 特性

黄原胶是由淀粉在黄杆菌酶的作用下,1, 6- 糖苷键被切断, 支链被打开, 并重新按1, 4 键合成直链组成的一种生物高分子多糖聚合物, 其分子量为2 ×106 ～ 2× 107 之间,粘度≥0. 55Pa·s, 无毒。黄原胶是一种浅黄褐色或灰褐色粉末, 它具有纤维素葡萄糖的主链及含三糖的侧链, 有些侧链带丙酮酸和醋酸基团, 因此具有许多独特而优良的特性。它易溶于水, 其水溶液呈透明胶状, 它在冷水、热水中的分散性稳定, 在低浓度下能产生很高的粘度, 增稠性良好, 浸泡1h( 搅拌时间≤ 1h) 应呈溶胶状。该水溶液具有较高的假塑性, 良好的稳定性, 广泛pH 值( pH= 1～13) 稳定性和宽温度范围( 18～80 ℃ 粘度变化很小, 不受温度影响) 的稳定, 同时也具有良好的分散作用、乳化作用。在碱性及高盐条件下也很稳定。黄原胶与酸碱和盐类的配伍性好、与半乳甘露聚糖的反应性好、抗污染力强、抗生物酸降解, 对于各种酸的氧化、还原稳定性好; 也具有优良的冻融稳定性和优良的乳化性能与固体悬浮能力。黄原胶是一种性能优良的多功能生物高分子聚合物。 2. 2 应用 2. 2. 1 食品工业黄原胶用作稳定剂、乳化剂、悬浮剂、增稠剂、泡沫增强剂和加工辅助剂。由于它无毒、安全、悬浮性、假塑性和低浓度、高粘性、可控制最终产物的流变性、可控制产品的结构、风味及外观形态, 因而被广泛地用于色拉调料、面包、奶制品、冷冻食品、饮料、调味品、酿造、糖果、糕点、汤料和肉罐头食品等产品中。 例如：甜果冻

甜果冻的原料过去是采用琼脂明胶近年来使用果胶和鹿角菜胶（即卡拉胶）其食感各有特色由于明胶胶

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冻熔点低因此软胶冻在常温下容易溶解另外琼脂形成强而脆的凝胶这种凝胶会渗水（即脱水收缩性） 而

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这些性质在果冻方面的应用是不利的添加黄原胶可使琼脂凝胶较松较枯和较有弹性从外观看黄原胶使

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琼脂凝胶不怎么脆和更有弹性因而接近明胶的口感和质地当黄原胶用量高时凝胶变得胶粘和在咀里很难

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咬碎此外由于黄原胶的保水性能可与水结合能够降低果冻的脱水收缩现象即防止攀冻析水改进食感和

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组织使之吃起来更粗寒滑从而生产出软滑可口的果冻

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2. 2. 2 用作钻探泥浆增稠剂。黄原胶由于它的高粘度、保水抗盐、耐温, 抗剪切性能均 优于线型高分子聚合物, 比聚丙烯酸铵、变性淀粉和纤维素衍生物有较优良的特性

2. 2. 3 用作采油驱油剂。在采油过程中, 由于地层水的粘度比油低, 易出现油带的死油 区, 而黄原胶是表面活性物质, 能洗涤并提取油带多孔岩石中原油。

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2. 2. 4 用于造纸工业中。抄纸时, 添加于纸浆中, 可降低纸浆絮凝现象, 纸张成型均匀。 2. 2. 5 应用于化妆品中。。黄原胶分子中含有大量的亲水基团, 是一种表面活性物质, 用来配制牙膏、洗发香波、发型定型剂和染发剂等。

2. 2. 6 在纺织印染工业中。用作粘附、载色的印花糊料, 适用于高档次纺织品使印花均匀鲜艳并可做增粘剂、上胶剂、稳定剂、上光剂和分散剂。

2. 2. 7 其他方面。。在消防中用作凝型抗溶泡沫灭火剂, 性能优良、适用, 是消防事业上的重大突破, 又可与其他阻燃物质制成阻燃剂。医药工业中, 用作药膏增稠剂、乳药稳定剂。陶瓷工业用作增稠剂及上釉润滑增色剂, 可使陶瓷表面涂膜均匀, 釉面平整, 光亮滋润, 用于搪玻璃可减少烧成遍数, 改善劳动环境。 3 、市场前景

黄原胶目前主要生产国有: 美国、法国、日本、英国等少数工业发达国家。世界总产量5 万t 左右, 远远满足不了需要, 从而导致国际市场价格坚挺, 屡屡上涨, 工业级2. 5 万元/ t, 食品级达9 万元/ t。当前用于石油钻探年增长15%以上, 食品级也有上涨势头。 4 、生产方法及技术关键

主要生产方法是将糖类( 如葡萄糖、蔗糖、玉米淀粉等) 的发酵培养基在适当的氮源、磷酸二氢钾和适量的微量元素存在下, 将培养基调到pH6~ 7 范围内, 加入野油菜黄单胞菌接种体( 菌株) 进行发酵, 再经过提取( 或用异丙醇沉淀) , 干燥粉碎等工序。发酵玉米原料, 经粉碎、蒸发、糖化后, 接菌种, 然后将培养基入罐发酵, 发酵装置为气升式生物反应器, 利用黄原胶剪切变稀的流变特性, 采用高气流速的物质混合过程, 因而强化了反应速率, 提高了氧的传质速率, 降低了反应器能耗, 操作简便, 不易染菌、性能稳定。提纯工序: 包括发酵液的处理, 提取液的配制、沉淀反应、过滤黄原胶、黄原胶沉淀的洗涤、干燥粉碎与筛分、成品包装。度强化非牛顿流体中的物质混合过程, 因而强化了反应速率, 提高了氧的传质速率, 降低了反应器能耗, 操作简便, 不易染菌、性能稳定。 提纯工序: 包括发酵液的处理, 提取液的配制、沉淀反应、过滤黄原胶、黄原胶沉淀的洗涤、干燥粉碎与筛分、成品包装。 5 、 质量标准

1986 年6 月在罗马召开的第30 次FAO/WHO 专家联合委员会会议新公布的黄原胶作为食品添加剂的质量标准。

表2 食品级黄原胶的质量标准

指标名称 指 标 物理状态乳 白色粉末 溶解性 易溶于水

干燥失重, % ≤ 15( 105 ℃ , 干燥2. 5h) 灰分( 总量) , %≤ 16( 105 ℃, 干燥4h) 丙酮酸, % ≥1. 5 氮, % ≥1. 5

异丙醇, mg/ kg ≤ 500 砷, mg/ kg ≤ 3 铅, mg/ kg≤ 5

重金属, mg/ kg ≤ 30 微生物标准:

微生物菌数, 个/ g ≤ 10000 酵母菌, 个/ g ≤ 300 霉菌, 个/ g≤ 300 肠杆菌 ﹉﹉ 沙门氏菌

金黄色葡萄球菌 绿脓杆菌

野油芽黄单胞菌 6 、 结语

我国是个农业大国, 生产黄原胶的原料极为丰富, 仅玉米年产量就达70Mt , 而黄原胶可用玉米做原料, 通过微生物发酵工艺及提取工艺进行大规模工业生产, 资源潜力巨大, 对于充分利用我国农产品, 促进我国食品添加剂开发, 推动农产品深加工, 增加出口创汇能力, 满足国内市场需求, 提高社会效益和企业经济效益具有重要意义。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/quzd.html