黄原胶的生产及应用探讨
黄原胶生产原料
黄原胶生产原料
黄原胶是由一种叫做黄原酸的有机酸作为原料制造而成的。
黄原酸是一种存在于许多植物和微生物中的天然物质，例如野油菜黄单胞菌，这种细菌就可以发酵产生大量的黄原酸。
在生产黄原胶的过程中，首先通过微生物发酵的方法，由这种细菌产生黄原酸，然后将其与淀粉或其他碳水化合物结合，再经过一系列的化学反应和加工过程，最终形成黄原胶。
除了黄原酸作为主要原料外，黄原胶的生产还需要其他辅助原料，如葡萄糖、蔗糖等碳水化合物，这些原料为发酵过程提供必要的营养来源，帮助微生物生长和代谢。
另外，生产过程中还需要添加一些无机盐，如硫酸盐或碳酸盐等，以调节溶液的酸碱度，保持适宜的发酵环境。
此外，黄原胶的生产还需要具备一定的工艺条件。
例如温度、压力、pH值、搅拌速度等都会对发酵过程和黄原胶的品质产生影响。
在生产过程中，需要严格控制这些工艺条件，以保证最终产品的质量和产量。
总的来说，黄原胶的生产原料主要包括黄原酸、淀粉、葡萄糖、蔗糖等有机酸和碳水化合物，以及一些无机盐和辅助物质。
通过严格的发酵和加工过程，可以获得高品质的黄原胶产品，广泛应用于医药、食品、石油等领域。
食品中的“黄原胶”知识及其运用介绍
食品中的“黄原胶”知识及其运用介绍黄原胶是一种广泛应用于食品工业的胶体物质，其应用范围涉及到乳制品、果汁、饮料、面包、调味品等多个食品类别。
黄原胶是有效而安全的增稠剂，不仅可以增加食品的稠度，改善口感和质感，还可以增强食品的稳定性和延长保质期。
本文就黄原胶的概念、性质、应用、优势、注意事项、应用限制等多个方面展开详细介绍，以便读者更全面地了解黄原胶的运用。
一、介绍黄原胶的概念黄原胶是一种天然的胶体物质，广泛存在于多种植物、动物和细菌中，例如玉米、小麦、稻米、大豆、牛奶、菌体等等。
黄原胶的质地黏稠，可溶于水，在低浓度下有很好的增稠、润滑作用；在高浓度下则成为一种弹性和硬度适中的半凝胶体。
黄原胶由果糖和葡萄糖等单糖组成的多糖链构成，它具有较高的流动性、半透明性和不易分解的特点。
黄原胶在食品工业中应用广泛，主要是作为一种增稠剂、乳化剂、稳定剂和润滑剂。
制备过程：黄原胶是用一种称为Xanthomonas campestris的细菌发酵生产的。
首先，把这种细菌进行培养，然后将培养液过滤，将液体部分与淀粉或葡聚糖进行混合，制成固体状物质，这个物质就称为黄原胶。
制成的黄原胶外观为淡黄色到黄褐色，无味无臭。
二、黄原胶的物理性质和化学性质黄原胶在水中溶解，并能吸收大量水，产生黏性胶体。
黄原胶在PH值范围内稳定，一般PH值介于3到8之间，其热稳定性较好，一般情况下煮沸也不会破坏其性质。
当pH值超过8或在酸性环境中时，其溶解度就减小或失去溶解性，不适用于酸性食品中。
此外，黄原胶还有一定的氧气、二氧化碳的保持能力，使得黄原胶的保鲜效果非常好。
三、黄原胶在食品中的应用黄原胶作为一种多功能增稠剂，在食品工业中的应用范围非常广泛，下面主要介绍其在多个食品类别中的应用：1.黄原胶在乳制品中的应用：黄原胶在乳制品中应用较多，其可以提高乳饮品的口感和质感，增加乳饮品的粘稠度和黏滑度，同时提高乳酸菌奶的视觉效果和保持原味。
黄原胶还能防止乳饮品中的鱼眼、菱形峰等异物出现，防止分层，从而增加乳饮品的质量和稳定性。
黄原胶_参考模板
黄原胶溶液的粘度不会随温度的变化而发生很大的变化 其溶液于20℃经4小时加热至90℃，其粘度仅下降25% 即使加热至120℃也无显著变化，显示了它惊人的热稳定性 它可以在广泛PH值范围内稳定存在，PH值为2—12时变化很小，PH值为2—3时性能无改变 ，在高酸碱环境中也不凝聚 因此它的凝性与所加的酸碱度无关 无论是稀溶液还是浓的悬浮液都不受外来盐类和极性化合物的影响 例如向其溶液中加入90%的饱和氯化钠或应用氯化钠和氯化钙的混合物也不会产生任何影 响 此外多价金属离子如钙、铝、铁、锌等可增强其粘度
黄原胶的性能特点
饱和的二价金属离子如 铜、镍、锰几乎无影响
重金属离子如铅、铬、 汞等有毒性的离子是完 全抑制黄原胶凝结力的
磷酸根离子、酒石酸根 离子也使黄原胶粘度下
降
柠檬酸盐、草酸盐以及 其它二价酸盐都使粘度
下降
黄原胶的性能特点
4. 与多种盐类有很好的相容性
黄原胶与其他许多添加剂如乳化剂、防腐剂 、蛋白质、维生素和盐类等均能很好地混合 ，很少凝聚或离析。即使在高浓度的电解质 溶液中性能仍良好，当把水加入含有高浓度 (75%)黄原胶的油相中乳液仍相当稳定。这 是因为它把油水两相隔绝使其互不掺合形成 一个很小的液
于沉底而凝聚
黄原胶的性能特点
2. 水溶性
黄原胶可溶于冷水和热水中形成 粘稠溶液。冷水中的溶解度高达 25%(w/v)，没有苦味感。在常压 下将黄原胶于95℃左右溶解后冷 却至室温，可见到溶液的粘度增 加并变成奶油状可搅匀后制成悬 浊液使用。室温下水中分散的黄 原胶溶液展现出典型的假塑性流 体行为
黄原胶的性能特点
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黄原胶又称黄胶、汉生胶，是一种由黄单胞菌发酵生产的生 物高分子，由甘蓝黑腐病黄单胞菌(Xanthomonas
黄原胶的生产
黄原胶(Xanthan Gum)的特性、生产及应用许多微生物都分泌胞外多糖，它们或附着在细胞表面，或以不定型粘质的形式存在于胞外介质中，这些胞外多糖对于生物体间信号传递、分子识别、保护己体免受攻击、构造舒适的体外环境等方面都发挥着重要的作用。
这些分泌的多糖结构各异，其中一些有着优良的理化性质，已为人类广泛应用。
对于仍不为人类所知的绝大多数多糖，人们试图通过相关的多糖结构问的相互比较，推断出构效关系，从而人为地主动修饰、构造多糖，以满足应用的需要。
其中，黄原胶是人类研究最为透彻、商业化应用程度最高的一种。
．1 黄原胶的结构黄原胶(xanthan gum)是20世纪50年代美国农业部的北方研究室(Northern Re．gional Research Laboratories，NRRL)从野油菜黄单孢菌(Xanthomonas campestris)NRRLB一1459发现了分泌的中性水溶性多糖，又称为汉生胶。
黄原胶由五糖单位重复构成，如图1，主链与纤维素相同，即由以13—1，4糖苷键相连的葡萄糖构成，三个相连的单糖组成其侧链：甘露糖一葡萄糖一甘露糖。
与主链相连的甘露糖通常由乙酰基修饰，侧链末端的甘露糖与丙酮酸发生缩醛反应从而被修饰，而中间的葡萄糖则被氧化为葡萄糖醛酸，分子量一般在2×10。
～2×10 D之间。
黄原胶除拥有规则的一级结构外，还拥有二级结构，经x一射线衍射和电子显微镜测定，黄原胶分子问靠氢键作用而形成规则的螺旋结构。
双螺旋结构之间依靠微弱的作用力而形成网状立体结构，这是黄原胶的三级结构，它在水溶液中以液晶形式存在¨。
2 黄原胶的性质黄原胶的外观为淡褐黄色粉末状固体，亲水性很强，没有任何的毒副作用，美国FDA于1969年批准可将其作为不限量的食品添加剂，1980年，欧洲经济共同体也批准将其作为食品乳化剂和稳定剂。
由其二级结构决定，黄原胶具有很强的耐酸、碱、盐、热等特性。
黄原胶的生产和应用
黄原胶的生产和应用1 前言黄原胶(Xanthangum),又称黄胶、汉生胶、黄单细胞多糖,是野油菜黄单孢杆菌(Xanthomonascampestris)以碳水化合物为主要原料,经发酵工程生产的一种作用广泛的微生物胞外多糖,简称XC。
黄原胶是50年代美国农业部北部地区研究所(NRRL)首先发现。
普通商品黄原胶是含有K、Na、Ca等盐的混合物,其它类型有:脱乙酰胺的黄原胶、丙酮酸232黄原胶和与铬盐交联的高触变性黄原胶等。
它具有如下特性:在热水和冷水中有很好的溶解性;有良好的增粘性和悬浮能力,在低浓度下具有较高的粘度;有很高的稳定性,耐酸碱、高盐环境,抗高温、低温冷冻,易生物降解,抗污染能力强,在-4~93e范围内反复加热、冷冻,其粘度基本不变;可同多种物质(酸、碱、盐、表面活性剂、生物胶等)互配,具有令人满意的兼容性;有良好的触变性(剪切稀释能力)和假塑性(恢复能力);有良好的分散作用、乳化稳定作用。
黄原胶和刺槐豆胶、瓜尔豆胶等半乳甘露聚糖配合使用时有极为显著的协同增效作用,可显著提高粘度和耐盐稳定性,达到用量少、成本低和提高使用效果的目的。
黄原胶可广泛用于食品、石油、陶瓷、纺织、印染、医药、造纸、地矿、灭火、涂料、牙膏、化妆品等20多个行业。
近年来,世界黄原胶生产国家经过不断的技术改造,其生产能力已达5万余t/a,工业级黄原胶价格在3.5万~4.5万元/t范围内波动,食品级则根据质量、供需双方情况波动幅度更大,为5万~10万元/t,从外国进口的工业级黄原胶约为6万~7万元/t,食品级则为15万元/t左右,可见黄原胶的市场广阔,前景看好,是目前世界上生产规模最大且用途极为广泛的微生物多糖。
2 黄原胶的生产2.1 培养基黄单孢杆菌产生黄原胶常用的培养基是:以葡萄糖、蔗糖或淀粉等为碳源,以蛋白质、鱼粉、豆粉或硝酸盐为氮源,加KH2PO4、MgSO4、CaCO3等无机盐和Fe2+、Mn2+、Zn2+等微量元素,以及生成促进剂谷氨酸、柠檬酸等。
黄原胶的性能及其应用
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,、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。
黄原胶的性能与应用领域
黄原胶的性能与应用领域5.1 黄原胶的性能黄原胶是一种类白色或浅黄色的粉末，是目前国际上集增稠、悬浮、乳化、稳定于一体，性能较为优越的生物胶。
分子侧链末端含有丙酮酸基团的多少，对其性能有很大影响。
黄原胶具有长链高分子的一般性能，但它比一般高分子含有更多的官能团，在特定条件下会显示独特性能。
它在水溶液中呈多聚阴离子且构象是多样的，不同条件下表现出不同的特性，具有独特的理化性质。
5.1.1 悬浮性和乳化性黄原胶因为具有显著的增加体系黏度和形成弱凝胶结构的特点而经常被用于食品或其它产品，以提高O/W乳状液的稳定性。
但麻建国的研究发现，只有黄原胶的添加量达到一定量后，才能得到预定的稳定作用。
在黄原胶质量分数小于0.001%时，试验体系的稳定性变化不大；质量分数在0.01%--0.02%时样品底部富水层出现，但体系无明显分层；质量分数大于0.02%时，乳状液很快分层。
只有当质量分数超过0.25%时，黄原胶才能起到提高体系稳定性的作用。
5.1.2 水溶性和增稠性黄原胶在水中能快速溶解，水溶性很好，在冷水中也能溶解，可省去繁杂的加热过程，使用方便。
吉武科等在25℃下，用NDJ-1型旋转黏度计6r/min时测得质量分数0.1%、012%、0.3%、0.7%、0.9%的黄原胶黏度分别为100mPa·s、480mPa·s、1300mPa·s、5400mPa·s 和8600mPa·s。
从测试结果看出，黏度随浓度的递减而不成比例地降低，且质量分100mPa·s左右，而许多其他胶类在质量分数为0.1%时，黏度几乎为零。
由此可见，黄原胶具有低浓度高黏度的特性。
5.1.3 流变性即触变性或假塑性，黄原胶的水溶液，在受到剪切作用时，黏度急剧下降，且剪切速度越高，黏度下降越快，如6r/min时质量分数0.3%的黄原胶黏度为1300mPa·s，而60r/min时黏度仅为400mPa·s，还不到原来的1/3，当剪切力消除时，则立即恢复原有的黏度。
黄原胶的生产和应用
黄原胶的生产和应用1 前言黄原胶(Xanthangum),又称黄胶、汉生胶、黄单细胞多糖,是野油菜黄单孢杆菌(Xanthomonascampestris)以碳水化合物为主要原料,经发酵工程生产的一种作用广泛的微生物胞外多糖,简称XC。
黄原胶是50年代美国农业部北部地区研究所(NRRL)首先发现。
普通商品黄原胶是含有K、Na、Ca等盐的混合物,其它类型有:脱乙酰胺的黄原胶、丙酮酸232黄原胶和与铬盐交联的高触变性黄原胶等。
它具有如下特性:在热水和冷水中有很好的溶解性;有良好的增粘性和悬浮能力,在低浓度下具有较高的粘度;有很高的稳定性,耐酸碱、高盐环境,抗高温、低温冷冻,易生物降解,抗污染能力强,在-4~93e范围内反复加热、冷冻,其粘度基本不变;可同多种物质(酸、碱、盐、表面活性剂、生物胶等)互配,具有令人满意的兼容性;有良好的触变性(剪切稀释能力)和假塑性(恢复能力);有良好的分散作用、乳化稳定作用。
黄原胶和刺槐豆胶、瓜尔豆胶等半乳甘露聚糖配合使用时有极为显著的协同增效作用,可显著提高粘度和耐盐稳定性,达到用量少、成本低和提高使用效果的目的。
黄原胶可广泛用于食品、石油、陶瓷、纺织、印染、医药、造纸、地矿、灭火、涂料、牙膏、化妆品等20多个行业。
近年来,世界黄原胶生产国家经过不断的技术改造,其生产能力已达5万余t/a,工业级黄原胶价格在3.5万~4.5万元/t范围内波动,食品级则根据质量、供需双方情况波动幅度更大,为5万~10万元/t,从外国进口的工业级黄原胶约为6万~7万元/t,食品级则为15万元/t左右,可见黄原胶的市场广阔,前景看好,是目前世界上生产规模最大且用途极为广泛的微生物多糖。
2 黄原胶的生产2.1 培养基黄单孢杆菌产生黄原胶常用的培养基是:以葡萄糖、蔗糖或淀粉等为碳源,以蛋白质、鱼粉、豆粉或硝酸盐为氮源,加KH2PO4、MgSO4、CaCO3等无机盐和Fe2+、Mn2+、Zn2+等微量元素,以及生成促进剂谷氨酸、柠檬酸等。
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黄原胶的生产及应用探讨
综述了以玉米淀粉为原料黄原胶的生产过程，黄原胶的主要性能及其在食品、化工等行业中的应用，不断提高其经济价值。
關键词：淀粉黄原胶生产应用
黄原胶，又称黄胶、汉生胶、黄单细胞多糖，是人类研究最深、商业化应用程度最高、以碳水化合物为主要原料，用野油菜黄单胞杆菌，经微生物有氧发酵制取的胞外多糖。
由于其独特的剪切稀释性质，良好的增稠性，理想的乳化稳定性，对酸、碱、热、反复冻融的高度稳定性以及对人体的完全无毒害等许多优越的特性，而在食品、石油、医药、日用化工等十几个领域有着极其广泛的应用。
一、黄原胶的生产
1.培养基
黄单孢杆菌产生黄原胶常用的培养基是：以葡萄糖、蔗糖或玉米淀粉等为碳源，以蛋白质、鱼粉、豆粉或硝酸盐为氮源，加KH2PO4、MgSO4、CaCO3等无机盐和Fe2+、Mn2+、Zn2+等微量元素，以及生成促进剂谷氨酸、柠檬酸等合成。
2.生产工艺
①发酵液处理：通过使用离心、过滤、酶处理、次氯酸盐氧化、过滤及超滤浓缩等方法进行处理，除去黄原胶中的杂质与活性菌体。
②沉淀反应：用钙盐、铝盐、季铵盐或酸沉淀法制取。
③过滤沉淀物并进行洗涤。
④干燥、粉碎、筛分、成品包装。
2.1工业级黄原胶的生产
提取工业级黄原胶，首先要经过灭菌处理，对活菌细胞灭杀，然后直接干燥，主要采用喷雾或滚筒干燥的方法，但是，这些方法会由于发酵液中水分含量高而加大能量的消耗，且降低成品的颜色与纯度，还增加成本；此外，还可以使用沉淀法，用钙盐、铵盐等使黄原胶发酵慢慢沉淀，见图1。
10%NaOH水溶液2%GaCI2水溶液↓ ↓ 发酵液→调PH值→盐析→过滤→干燥→粉碎→包装→成品
图1钙盐沉淀法生产流程因其产品附加值低，市场用受到限制，因此国内一般发展食品级黄原胶。
2.2食品级黄原胶的生产
提取食用级的黄原胶，主要采用沉淀法，通常选用醇类作为沉淀剂，比如有甲醇、乙醇、异丙醇等低级醇。
但由于醇的成本高，且可能对后期的生产与应用有影响，进而研究出采用非醇类法生产黄原胶，有效地解决了这一问题，且降低了生产成本，具体见图2。
菌种→种子罐→分级培养→接种→发酵罐（30℃、通气、搅拌、48-60h）→放罐→用稀盐酸调pH值为2→沉淀→脱水干燥→粉碎→黄色成品。
图2非醇法生产流程
二、黄原胶的应用
1.黄原胶在食品工业中的应用
在食品工业中主要作为增稠剂、悬浮剂、乳化剂和稳定剂，尤其是稳定性非常强，即使在pH值为3-9，温度80-130℃的苛刻条件，也可以达到它基本稳定状况。
此外，在食品工业中还可以应用于奶制品、果汁饮料、点心馅以及一些副食品的加工中，通过添加黄原胶并对其进行预处理，可以有效避免加工制成的成品出现失水现象。
2.黄原胶在石油工业中的应用
在石油工业中，通过使用黄原胶，明显提升石油的开采效率，因为黄原胶拥有较强的增粘、增稠、抗盐、抗污染能力。
特别是在海洋、海滩、高卤层和永冻土层等艰险之地进行钻井作业，可以有效避免井喷事件的发生，且效果非常明显，此外低浓度的黄原胶水溶液就可保持水基井液的粘度、使钻井液有好的悬浮性能，这可防止井壁坍塌、抑制地层井喷、便于将切削下的碎石排出井外，其性能远远超过聚丙烯酰胺。
黄原胶的磨阻特性相对较小，可以实现节能减耗的目标；再加上黄原胶具有较高的抗盐、耐高温性，从而提升油田的采油率，大约能提高10%以上。
3.黄原胶在其它工业中的应用
黄原胶也被广泛用于其他行业，可以用作釉浆悬浮剂和粘结剂，在陶瓷工业发挥重大作用，已经被作为一项重大技术革新；作为原料生产的凝胶泡沫灭火剂，主要针对森林、有机溶剂及其它化学品的灭火中，效果非常明显。
在农业方面，可以充当灭虫剂以及肥料悬浮剂，促进作物生长，通过控制药物以及肥料的粘附，进而延长其有效期限；还可作为水基油墨和乳化油墨、胶体炸药、水溶性涂料、工业擦亮剂、除锈剂、湿法冶金的增稠剂，药物、化妆品的润滑剂，牙膏增稠剂，印染工业的载色剂等。
三、展望
黄原胶的生产增长很快，投资收益率比较高。
在黄原胶生产成本中，电和蒸气成本约占总成本的40%，因此自备热电可以有效的降低成本，增强产品竞争力。
随着热电企业逐渐介入黄原胶生产的趋势，以及我国黄原胶生产技术的不断进步，国内黄原胶生产成本逐渐降低，我国黄原胶产品在国际市场上有比较强的竞争力，中国的黄原胶将会对国际市场造成很大影响，国际市场份额将会不断扩大。
另外，黄原胶在生产中所需的培养基，玉米淀粉占有很大的比例，这也给种植业的发展带来新的商机，为促进农民增收，加快“三农”发展具有重要的意义。
参考文献
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[2]杨玉红，陈淑范.食品微生物学[M].武汉：武汉理工大学出版社，2011.1
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