黃原膠( Xanthan gum) ，又名漢生膠，是由野油菜黃單胞桿菌( Xanthomnas campestris) 以碳水化合物為主要原料( 如玉米淀粉) 經(jīng)發(fā)酵工程生產(chǎn)的一種作用廣泛的微生物胞外多糖。它具有獨特的流變性，良好的水溶性、對熱及酸堿的穩(wěn)定性、與多種鹽類有很好的相容性，作為增稠劑、懸浮劑、乳化劑、穩(wěn)定劑，可廣泛應(yīng)用于食品、石油、醫(yī)藥等20多個行業(yè)，是目前世界上生產(chǎn)規(guī)模最大且用途極為廣泛的微生物多糖。

 

中文名黃原膠

 

外文名Xanthan gum

 

別稱 黃膠、漢生膠

 

CAS號:11138-66-2

 

分子式:C8H14Cl2N2O2

 

分子量:241.11496

 

EINECS號:234-394-2

 

應(yīng)用方向增稠劑、懸浮劑等

 

應(yīng)用行業(yè)食品、石油、醫(yī)藥等

 

結(jié)構(gòu)

黃原膠又稱黃膠、漢生膠，是一種由黃單胞桿菌發(fā)酵產(chǎn)生的細胞外酸性雜多糖。是由D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸按2:2:1組成的多糖類高分子化合物，相對分子質(zhì)量在100萬以上。黃原膠的二級結(jié)構(gòu)是側(cè)鏈繞主鏈骨架反向纏繞，通過氫鍵維系形成棒狀雙螺旋結(jié)構(gòu)。

 

性狀

黃原膠為淺黃色至白色可流動粉末，稍帶臭味。易溶于冷、熱水中，溶液中性，耐凍結(jié)和解凍，不溶于乙醇。遇水分散、乳化變成穩(wěn)定的親水性粘稠膠體。

 

性能特點 

黃原膠是目前國際上集增稠、懸浮、乳化、穩(wěn)定于于一體，性能最優(yōu)越的生物膠。黃原膠的分子側(cè)鏈末端含有***酸基團的多少，對其性能有很大影響。黃原膠具有長鏈高分子的一般性能，但它比一般高分子含有較多的官能團，在特定條件下會顯示獨特性能。它在水溶液中的構(gòu)象是多樣的，不同條件下表現(xiàn)不同的特性。

1、懸浮性和乳化性

黃原膠對不溶性固體和油滴具有良好的懸浮作用。黃原膠溶膠分子能形成超結(jié)合帶狀的螺旋共聚體，構(gòu)成脆弱的類似膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以能夠支持固體顆粒、液滴和氣泡的形態(tài)，顯示出很強的乳化穩(wěn)定作用和高懸浮能力。

2、良好的水溶性

黃原膠在水中能快速溶解，有很好的水溶性。特別在冷水中也能溶解，可省去繁雜的加工過程，使用方便。但由于它有極強的親水性，如果直接加入水而攪拌不充分，外層吸水膨脹成膠團，會阻止水分進入里層，從而影響作用的發(fā)揮，因此必須注意正確使用。黃原膠干粉或與鹽、糖等干粉輔料拌勻后緩促加入正在攪拌的水喂，制成溶液使用。

3、增稠性

黃原膠溶液具有低濃度高粘度的特性(1%水溶液的粘度相當于明膠的100倍)，是一種高效的增稠劑。

4、假塑性

黃原膠水溶液在靜態(tài)或低的剪切作用下具有高粘度，在高剪切作用下表現(xiàn)為粘度急劇下降，但分子結(jié)構(gòu)不變。而當剪切力消除時，則立即恢復(fù)原有的粘度。剪切力和粘度的關(guān)系是完全可塑的。黃原膠假塑性非常突出，這種假塑性對穩(wěn)定懸浮液、乳濁液極為有效。

5、對熱的穩(wěn)定性

黃原膠溶液的粘度不會隨溫度的變化而發(fā)生很大的變化，一般的多糖因加熱會發(fā)生粘度變化，但黃原膠的水溶液在10-80℃之間粘度幾乎沒有變化，即使低濃度的水溶液在廣闊的溫度范圍內(nèi)仍然顯示出穩(wěn)定的高粘度。1%黃原膠溶液(含1%***)從25℃加熱到120℃．其粘度僅降低3%。

6、對酸堿的穩(wěn)定性

黃原膠溶液對酸堿十分穩(wěn)定，在PH為5-10之間叫其粘度不受影響，在PH小于4和大于11時粘度有輕微的變化。在PH3-11范圍內(nèi)，粘度最大使和最小值相差不到10%。黃原膠能溶于多種酸溶液，如5%的***、5%的硝酸、5%的乙酸、10%的***和25%的磷酸，且這些黃原膠酸溶液在常溫下相當穩(wěn)定，數(shù)月之久件質(zhì)仍不會發(fā)生改變。黃原膠也能溶于氫氧化鈉溶液，并具有增稠特性．所形成的溶液在室溫下十分穩(wěn)定。黃原膠可被強氧化劑，如過氯酸、過***降解，隨溫度升高，降解加速。

7、對鹽的穩(wěn)定性

黃原膠溶液能和許多鹽溶液(鉀鹽、鈉鹽、鈣鹽、鎂鹽等)混溶，粘度不受影響。在較高鹽濃度條件下，甚至在飽和鹽溶液中仍保持其溶解性而不發(fā)生沉淀和絮凝，其粘度幾乎不受影響。

8、對酶解反應(yīng)的穩(wěn)定性

黃原膠穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)使其具有極強的抗氧化和抗酶解能力，許多的酶類如蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶和半纖維素酶等酶都不能使黃原膠降解。 

 

主要用途 

黃原膠由于其獨特的性質(zhì)，因而在食品、石油、醫(yī)藥、日用化工等十幾個領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用，其商品化程度之高，應(yīng)用范圍之廣，令其他任何一種微生物多糖都望塵莫及。

1、食品方面：許多食品中都添加黃原膠作為穩(wěn)定劑、乳化劑、懸浮劑、增稠劑和加工輔助劑。黃原膠可控制產(chǎn)品的流變性、結(jié)構(gòu)、風味及外觀形態(tài)，其假塑性又可保證良好的口感，因此被廣泛應(yīng)用于色拉調(diào)料、面包、奶制品、冷凍食品、飲料、調(diào)味品、釀造、糖果、糕點、湯料和罐頭食品中。近年來，較發(fā)達國家的人們往往擔心食品中的熱值過高而使自己發(fā)胖，黃原膠由于其不可被人體直接降解而打消了人們的這一顧慮。此外，據(jù)1985年日本的報道，對十一種食品添加劑進行對比測試，黃原膠是其中最為有效的抗癌劑。

2、日用化工方面：黃原膠分子中含有大量的親水基團，是一種良好的表面活性物質(zhì)，并具有抗氧化、防止皮膚衰老等功效，因此，幾乎絕大多數(shù)高檔化妝品中都將黃原膠作為其主要功能成分。此外，黃原膠還可作為牙膏的成分實質(zhì)增稠定型，降低牙齒表面磨損。

3、醫(yī)學(xué)方面：黃原膠是目前國際上炙手可熱的微膠囊藥物囊材中的功能組分，在控制藥物緩釋方面發(fā)揮重要作用；由于其自身的強親水性和保水性，還有許多具體醫(yī)療操作方面的應(yīng)用，如可形成致密水膜，從而避免皮膚感染；減輕病人放射治療后的口渴等。此外，李信、許雷曾撰文指出，黃原膠本身對小鼠的體液免疫功能具有明顯的增強作用。

4、工農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用：在石油工業(yè)中，由于其強假塑性，低濃度的黃原膠(0.5%)水溶液就可保持鉆井液的粘度并控制其流變性能，因而在高速轉(zhuǎn)動的鉆頭部位粘度極小，節(jié)省了動力；而在相對靜止的鉆孔部位卻保持高粘度，從而防止井壁坍塌。并且由于其優(yōu)良的抗鹽性和耐熱性，因而廣泛應(yīng)用于海洋、高鹽層區(qū)等特殊環(huán)境下的鉆井，并可用作采油驅(qū)油劑，減少死油區(qū)，提高采油率。

國內(nèi)黃原膠生產(chǎn)開發(fā)的現(xiàn)狀編輯 播報

黃原膠在國際上開發(fā)最早的是美國，法國、日本和英國緊隨其后。目前世界上食用級黃原膠約兩萬噸，工業(yè)用兩萬噸。自八十年代以來，黃原膠的需求量正以每年10%的速度遞增，其應(yīng)用領(lǐng)域之廣、價格之昂貴是許多其它微生物多糖所無法比擬的。

我國對黃原膠的開發(fā)研究始于二十世紀六十年代，雖然起步較晚，但我國科技工作者依靠自己的智慧和力量，在無任何資料可供鑒的情況下，毅然從自然界中篩選出黃原膠生產(chǎn)菌株，并研制開發(fā)出高附加值的發(fā)酵產(chǎn)品-黃原膠；并于八十年代投入商業(yè)化生產(chǎn)。九十年代中期國內(nèi)黃原膠生產(chǎn)廠家已星羅棋布，諸如山東的中軒、江蘇的金湖、河北新合、甘肅順興、河南天冠都相繼建成投產(chǎn)。伴隨西部大開發(fā)和十五規(guī)劃目標，國內(nèi)黃原膠生產(chǎn)廠家將增至數(shù)十家，黃原膠生產(chǎn)將成為我國發(fā)酵領(lǐng)域的又一新興產(chǎn)業(yè)。

由于我國在黃原膠領(lǐng)域起步較晚，尤其是黃原膠的應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)研究較晚，致使國內(nèi)生產(chǎn)廠家不能根據(jù)用戶需求生產(chǎn)不同規(guī)格的黃原膠。同時其應(yīng)用領(lǐng)域也受到極大限制，致使國內(nèi)黃原膠生產(chǎn)廠家普遍存在規(guī)模過小的特點。這種小規(guī)模的黃原膠生產(chǎn)，不能發(fā)揮其巨大的規(guī)模效益；只能加速黃原膠市場的無序競爭，不利于企業(yè)自身的資金積累和滾動發(fā)展，同時各生產(chǎn)廠家只顧眼前利益，而忽視了黃原膠生產(chǎn)的開發(fā)應(yīng)用和技術(shù)創(chuàng)新，從而也使黃原膠的質(zhì)量在近幾年幾近徘徊不前。目前國內(nèi)黃原膠產(chǎn)量3000噸/年，有效需求 5000噸/年，為此國內(nèi)每年需進口黃原膠達2000噸之多。盡管如此，黃原膠的發(fā)展前景仍十分誘人。