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黃原膠又稱黃膠、漢生膠,是一種由黃單胞發酵產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,相對分子質量在100萬以上。黃原膠的二級結構是側鏈繞主鏈骨架反向纏繞,通過氫鍵維系形成棒狀雙螺旋結構。
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特點性能
黃原膠是目前國際上集增稠、懸浮、乳化、穩定于于一體.性能的。黃原膠的分子側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特性能。它在水溶液中的構象是多樣的,不向條件下表現不同的特性。
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合帶狀的螺旋共聚體,構成脆弱的類似膠的網狀結構,所以能夠支持固體顆粒、液滴和氣泡的形態,顯示出很強的乳化穩定作用和高懸浮能力。
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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),是一種的增稠劑。
假塑性:黃原膠水溶液在靜態或低的剪切作用下具有高粘度,在高剪切作用下表現為粘度急劇下降,但分子結構不變。而當剪切力消除時,則立即恢復原有的粘度。剪切力和粘度的關系是完全可塑的。黃原膠假塑性非常,這種假塑性對穩定懸浮液、乳濁液極為有效。
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黃原膠作為食品添加劑,已被許多國家接受。這種多糖通過控制產品的流變學行為而顯著改善食品的質地、口感、外觀品質,提高其商業價值,已在飲料、糕點、果凍、罐頭食品、海產品、肉制品加工等領域中成為重要的穩定劑、懸浮劑、乳化劑、增稠劑、粘合劑及具高附加值、的加工原料。
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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。但由于它有的親水性,如果直接加入水小而攪拌不充分,外層吸水膨脹成膠團,會阻止水分進入里層,從而影響作用的發揮,因此注意正確使用。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),是一種的增稠劑。
4.假塑性:黃原膠水溶液在靜態或低的剪切作用下具有高粘度,在高剪切作用下表現為粘度急劇下降,但分子結構不變。而當剪切力消除時,則立即恢復原有的粘度。剪切力和粘度的關系是完全可塑的。黃原膠假塑性非常,這種假塑性對穩定懸浮液、乳濁液極為有效。
5.對熱的穩定性:黃原膠溶液的粘度不會隨溫度的變化而發生很大的變化,一般的多糖因加熱會發生粘度變化,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仍然顯示出穩定的高粘度。1%黃原膠溶液(含1%)從25℃加熱到120℃.其粘度僅降低3%。
6.對酸堿的穩定性:黃原膠溶液對酸堿十分穩定,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,粘度大使和小值相差不到10%。黃原膠能溶于多種酸溶液,如5%的硫酸、5%的硝酸、5%的乙酸、10%的鹽酸和25%的磷酸,且這些黃原膠酸溶液在常溫下相當穩定,數月之久件質仍不會發生改變。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定。黃原膠可被強氧化劑,如過氯酸、過硫酸降解,隨溫度升高,降解加速。
7.對鹽的穩定性: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生沉淀和絮凝,其粘度幾乎不受影響。
8.對酶解反應的穩定性:黃原膠穩定的雙螺旋結構使其具有的抗氧化和抗酶解能力,許多的酶類如蛋白酶、、纖維素酶和半纖維素酶等酶都不能使黃原膠降解。
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國內黃原膠生產開發的現狀
黃原膠在國際上開發早的是美國,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,其應用領域之廣、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菌株,并研制開發出高附加值的發酵產品-黃原膠;并于八十年代投入商業化生產。九十年代中期國內黃原膠生產廠家已星羅棋布,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。伴隨和十五規劃目標,國內黃原膠生產廠家將增至數十家,黃原膠生產將成為我國發酵領域的又一新興產業。
由于我國在黃原膠領域起步較晚,尤其是黃原膠的應用領域開發研究較晚,致使國內生產廠家不能根據用戶需求生產不同規格的黃原膠。同時其應用領域也受到限制,致使國內黃原膠生產廠家普遍存在規模過小的特點。這種小規模的黃原膠生產,不能發揮其的規模效益;只能加速黃原膠市場的無序競爭,不利于企業自身的資金積累和滾動發展,同時各生產廠家只顧眼前利益,而忽視了黃原膠生產的開發應用和技術創新,從而也使黃原膠的質量在近幾年幾近徘徊不前。目前國內黃原膠產量3000噸/年,有效需求 5000噸/年,為此國內每年需進口黃原膠達2000噸之多。盡管如此,黃原膠的發展前景仍十分誘人。