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黃原膠又稱黃膠、漢生膠,黃單胞多糖,是一種由假黃單胞菌屬發酵產生的單孢多糖,由甘藍黑腐病野油菜黃單胞菌以碳水化合物為主要原料,經好氧發酵生物工程技術,切斷1,6-糖苷鍵,打開支鏈后,在按1,4-鍵合成直鏈組成的一種酸性胞外雜多糖。 1952年由美國農業部伊利諾斯州皮奧里爾北部研究所分離得到的甘藍黑腐病黃單胞菌,并使甘藍提取物轉化為水溶性的酸性胞外雜多糖而得到。
黃原膠是由糖類經黃單胞發醉,產生的胞外微生物多塘。由于它的大分子結構和膠體特性,而具有多種功能,可作為乳化劑、穩定劑、凝膠增稠劑、浸潤劑、膜成型劑等,廣泛應用于國民經濟各領域。
黃原膠分子由D—葡萄糖、D—甘露糖、D—葡萄糖醛酸、乙酰基和酸構成,相對分子質量在2×106~5×107之間,它的結構是由β—(1→4)鍵連接的葡糖基主鏈與三糖單位的側鏈組成;其側鍵由D—甘露糖和D—葡萄糖醛酸交替連接而成,分子比例為2:1;三糖側鏈由在位置帶有乙酰基的D—甘露糖以α—(1→3)鏈與主鏈連接,在側鏈末端的D—甘露糖殘基上以縮醛的形式帶有酸,其結構是側鏈和主鏈間通過氫鍵維系形成螺旋和多重螺旋。
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。黃原膠的結構是棒狀雙螺旋結構間靠微弱的非共價鍵結合形成的螺旋復合體。
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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。
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應用
1.在石油工業鉆井中,0.5%的黃原膠水溶液可保持水基鉆井液的黏度和控制其流變性能,使高速轉動的鉆頭部位黏度極小,大大節省了動力消耗,而在相對靜止的鉆孔部位卻保持高黏度,起到防止井壁坍塌,便于切削碎石排出井外等作用。
2.在食品工業中,它比明膠、海藻膠和果膠等現行食品添加劑更優,在果汁中添加0.2%~1%,使果汁有良好的黏著性,口感好,控制滲透和流動;作為面包的添加劑,可使面包穩定性好,質地光滑,節約時間,降低成本;在面包餡、食品夾心餡及糖衣中使用0.25%,可增加口感和風味,制品組織光滑,延長貨架期,提高制品對加熱和冷凍的穩定性;在乳制品中,冰淇淋中加入0.1%~0.25%,可起優良的穩定作用;在罐頭食品中提供良好的黏度控制,可替代部分淀粉,一份黃原膠可代替3~5份淀粉。同時,在糖果、調味品、冷凍食品及液體食品中,黃原膠也得到了廣泛的應用。