| 词条 | 黄原胶 |
| 释义 | § 简介 黄原胶 黄原胶又称黄胶、汉生胶、苦顿胶，由野生油菜黄单胞菌以玉米淀粉、蔗糖等为主要原料，经发酵工程生产的一种用途广泛的微生物细胞外多糖。黄原胶是一种白色或浅黄色的粉末，具有优良的增稠性、悬浮性、乳化性和水溶性，并具有良好的热、酸碱稳定性，所以被广泛应用于各种食品中。[1] § 国内外黄原胶添加标准 国内外黄原胶添加标准 备注： GMP为良好生产规范： ①加入到食品中的添加剂的量应尽可能低，以达到预期效果为限； ②在食品生产、加工或包装中，食用的食品添加剂而使其成为食品的组成部分，但食品本身并不受到任何物理或其他技术的影响，添加剂的使用量尽可能减至最合理的水平； ③添加剂应符合食品级质量，按食品配料进行加工处理。既存添加物：1996年4月日本厚生省公布了一批既存食品添加物（现有的食品添加剂）名单，名单内的品种不受食品卫生法相关条款的约束，继续允许针对这些食品添加剂而从事的经销、制造、进口等营销活动。既存添加物不包括应用化学反应原理获得的物质或用化学手段合成的化合物，大多数为天然植物提取物。 与国外的标准相比，我国的标准针对更加具体的食品，使用范围较窄，且2011年的食品添加剂使用标准缩小了黄原胶的使用范围。国际法典委员会和欧盟对婴幼儿食品作了特殊的规定，美国的日本的黄原胶添加标准则未做详细具体的规定。总的说来我国的黄原胶添加标准与国外有一定差异，但不存在双重标准现象。 黄原胶是食用胶的一种，它是一种微生物多糖，是天然产物。食品级的黄原胶在符合添加标准下一般是安全的。[1] § 应用 黄原胶应用 （1）黄原胶用于焙烤食品（面包、蛋糕等）可提高焙烤食品在焙烤和贮存时期的保水性和松软性以改善焙烤食品的口感和延长货架期； （2）在肉制品中黄原胶起到嫩化和提高持水性的作用； （3）在冷冻食品中有增稠、稳定食品结构的作用； （4）在果酱中加入黄原胶，可以改善口感和持水性，提高产品的质量； （5）用于饮料可以起到增稠、悬浮作用，使口感滑爽、风味自然； （6）在冰激凌和乳制品中使用黄原胶（与瓜尔胶、槐豆胶复配使用），可使制品稳定； （7）黄原胶与卡拉胶、槐豆胶等复配也常用于果冻和糖果加工中。[1] § 毒理学及安全性试验 美国 化学结构式 美国对黄原胶首先进行了毒理学及安全性试验。1969年黄原胶被美国食品与药物管理局(FDA)批准为食品添加剂。FDA（1994）将黄原胶列为GRAS物质，GRAS是“一般认为安全”的意思，也就是在通常的使用量下，没有安全性的担心。其后，丹麦、英国、爱尔兰、荷兰、西班牙和加拿大等国对黄原胶用于食品予以法律认可。联合国粮食与农业组织和世界卫生组织（FAO/WHO）（1994）规定，黄原胶的每日允许摄入量（ADI）不作特殊规定。 中国 中国对黄原胶的研究起步较晚，1985年南开大学率先研究食品级黄原胶，对黄原胶产品进行了毒理学试验，对生产黄原胶的菌株进行毒性试验，结果表明黄原胶和菌株均没有毒性[2]。1988年国家卫生部批准食品级黄原胶的卫生标准，并被列入食品添加剂名单。2007年颁布实施的国家标准（食品添加剂-黄原胶）GB13886-2007采用了FCC（《食品化学法典》(FCC) 是国际公认的标准各论，用于验证食品成分的纯度及特性。自1966年公布以来，FCC 通过极为严格和透明的科学流程制定、审查了多项标准，并一直敦促食品、食品成分、食品添加剂和加工助剂制造商遵循这些标准）和联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO/WHO）联合食品添加剂专家委员会（JECFA，1999）的技术规格，与1992年的标准相比，修订了一些技术标准，规定了更加严格的检测指标。[1] § 基本信息 中文名称：黄原胶 中文同义词：汉生胶；黄单胞菌多糖；昔嘌呤树胶；黄胶、汉生胶；黄原胶；黄原胶 来源甘蓝黑腐病黄单胞菌；甘蓝黑腐病黄单胞菌胶；黄单胞多糖 英文名称：Xanthan gum 英文同义词： GUM XANTHAN；GLUCOMANNAN；GLUCOMANNAN MAYO；GALACTOMANNANE；RHODOPOL 23；XANTHAN；XANTHAN GUM；XANTEMPO(TM) CAS号：11138-66-2 分子式：C35H49O29 分子量： 0 EINECS号；234-394-2 相关类别：石油钻井化学品；食品添加剂；增稠剂；稳定剂；Food & Feed ADDITIVES；Food additives；Mud Drilling Chemicals;Oil drilling Chemicals Mol文件：Mol File § 性质 Merck： 10057 稳定性： Stable. Combustible. Incompatible with strong oxidizing agents. CAS 数据库： 11138-66-2(CAS DataBase Reference) EPA化学物质信息： Xanthan gum(11138-66-2) § 鉴别试验 溶解性 溶于水，不溶于乙醇(OT-42)。 凝胶形成试验取水300ml，置于400ml烧杯内，预热至80℃，在剧烈的机械搅拌下，加入试样1.5g和粉状角豆菜胶1.5g。搅拌至形成溶液后，再继续搅拌30min。在搅拌过程中，水温不得低于60℃停止搅拌，在室温下冷却2h以上。当温度低于40℃时，应形成坚硬的橡胶状凝胶，但若仅用试样而不加角豆菜胶以相同方法配制成的1%对照液，则不会形成这样的凝胶。 § 含量分析 准确称取试样1.2g，按GT-7方法测定。每mL0.25mol/L氢氧化钠相当于5.5mg二氧化碳（CO2）。[2] § 结构 黄原胶 黄原胶分子由D—葡萄糖、D—甘露糖、D—葡萄糖醛酸、乙酰基和丙酮酸构成，相对分子质量在2×106~5×107之间，它的一级结构是由β—(1→4)键连接的葡糖基主链与三糖单位的侧链组成；其侧键由D—甘露糖和D—葡萄糖醛酸交替连接而成，分子比例为2：1；三糖侧链由在C6位置带有乙酰基的D—甘露糖以α—(1→3)链与主链连接，在侧链末端的D—甘露糖残基上以缩醛的形式带有丙酮酸，其高级结构是侧链和主链间通过氢键维系形成螺旋和多重螺旋。黄原胶的二级结构是侧链绕主链骨架反向缠绕，通过氢键维系形成棒状双螺旋结构。黄原胶的三级结构是棒状双螺旋结构问靠微弱的非共价键结合形成的螺旋复合体。[3] § 性能 黄原胶是目前国际上集增稠、悬浮、乳化、稳定于于一体．性能最优越的生物胶。黄原胶的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较多的官能团，在特定条件下会显示独特性能。它在水溶液中的构象是多样的，不向条件下表现不同的特性。 1. 悬浮性和乳化性 黄原胶对不溶性固体和油滴具有良好的悬浮作用。黄原胶溶胶分子能形成超结合带状的螺旋共聚体，构成脆弱的类似胶的网状结构，所以能够支持固体颗粒、液滴和气泡的形态，显示出很强的乳化稳定作用和高悬浮能力。 2. 良好的水溶性 黄原胶在水中能快速溶解，有很好的水溶性。特别在冷水中也能溶解，可省去繁杂的加工过程，使用方便。但由于它有极强的亲水性，如果直接加入水小而搅拌不充分，外层吸水膨胀成胶团，会阻止水分进入里层，从而影响作用的发挥，因此必须注意正确使用。黄原胶干粉或与盐、糖等干粉辅料拌匀后缓促加入正在搅拌的水喂，制成溶液使用。 3. 增稠性 黄原胶溶液具有低浓度高粘度的特性(1％水溶液的粘度相当于明胶的100倍)，是一种高效的增稠剂。 4. 假塑性 黄原胶水溶液在静态或低的剪切作用下具有高粘度，在高剪切作用下表现为粘度急剧下降，但分子结构不变。而当剪切力消除时，则立即恢复原有的粘度。剪切力和粘度的关系是完全可塑的。黄原胶假塑性非常突出，这种假塑性对稳定悬浮液、乳浊液极为有效。 5. 对热的稳定性 黄原胶溶液的粘度不会随温度的变化而发生很大的变化，一般的多糖因加热会发生粘度变化，但黄原胶的水溶液在10—80℃之间粘度几乎没有变化，即使低浓度的水溶液在广阔的温度范围内仍然显示出稳定的高粘度。1％黄原胶溶液(含1％氯化钾)出25℃加热到120℃．其粘度仅降低3％。 6. 对酸碱的稳定性 黄原胶溶液对酸碱十分稳定，在PH为5—10之间叫其粘度不受影响，在PH小于4和大于11时粘度有轻微的变化。在PH3—11范围内，粘度最大使和最小值相差不到10％。黄原胶能溶于多种酸溶液，如5％的硫酸、5％的硝酸、5％的乙酸、10％的盐酸和25％的磷酸，且这些黄原胶酸溶液在常温下相当稳定，数月之久件质仍不会发生改变。黄原胶也能溶于氢氧化钠溶液，并具有增稠特性．所形成的溶液在室温下十分稳定。黄原胶可被强氧化剂，如过氯酸、过硫酸降解，随温度升高，降解加速。 7. 对盐的稳定性 黄原胶溶液能和许多盐溶液(钾盐、钠盐、钙盐、镁盐等)混溶，粘度不受影响。在较高盐浓度条件下，甚至在饱和盐溶液中仍保持其溶解性而不发生沉淀和絮凝，其粘度几乎不受影响。 8. 对酶解反应的稳定性 黄原胶稳定的双螺旋结构使其具有极强的抗氧化和抗酶解能力，许多的酶类如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和半纤维素酶等酶都不能使黄原胶降解。 § 毒性 小鼠经口LD50>10 g/kg。ADI不需要规定。 可安全用于食品（FDA，§172．695，2000）。 § 应用添加量 使用产品 用量(%) 效 用 果汁饮料 0.1-0.3 增稠悬浮作用、口感滑爽、风味自然 冰淇淋 0.1-0.3 多微孔、无冰凌、缩短老化时间、使产品组织细腻 酱油、蚝油 0.05-0.1 耐盐性好、增加稠度、适用于做调味汁、增强挂壁性及附着性 冷冻甜食 0.1-0.2 结合水、产生稠度及细腻度、防脱水 烘焙食品 0.5-1.5 果馅成型、适用于各种馅料 胶凝体 0.5-1.5 甜食凝胶、调味、果冻成型 软饮料 0.01-0.3 悬浮剂、助泡剂、不分层、增稠度 色拉调味 0.1-0.3 利于成型、防止析水 方便面 0.2-0.3 增加韧性、改善咀嚼感、节省油耗、保持水份 香肠 0.2-0.3 利于成型、改善灌肠、保持水份与油性 肉罐头 0.1-0.2 便于调料、使汤冻化 干酪 0.2-0.5 加速凝孔、防脱水收缩 蛋糕 0.1-0.3 增加微孔、松软、延长货架寿命 面包 0.1-0.2 松软、最适用于含粗纤维的黑面包 脱水食品 0.2-0.4 加快复原速度、保持色泽味道 医药、化妆 0.2-1.0 定型剂、悬浮剂、保湿剂、具有增稠、附着、润滑作用 牙膏 0.4-0.6 易于牙膏膏体成型、提高牙膏附刷性能、分散性好、口感滑爽 宠物罐头 0.1-0.3 使碎肉易于凝固成型 鱼虾饲料 0.5-2.0 粘合剂，使用于鱼虾幼苗饲料，鱼药 石油业 0.2-0.4 具有良好的流变形，是最优质的钻井泥浆稳定剂 烟丝 0.1-0.3 防止烟草碎断、烟草香料乳化及保湿粘合剂，适用于烟草薄片 印染 0.5-1.5 载色剂、粘附剂、方便于颜料分散，着色和增色 陶瓷 0.3-1.0 适用于做陶瓷釉料的悬浮稳定剂 农药 0.1-0.3 适用于农药胶悬剂及各种水剂，具有良好的稳定性 胶体炸药 0.5-2.0 浆状、胶体、防水炸药 水溶涂料 0.2-0.3 适用于水溶性涂料、乳胶漆、具有良好的稳定性、易于喷涂。 § 使用方法 黄原胶在大多数以水为基相体系内完全溶解，但由于它有极强的亲水性，如果直接加入水中而搅拌不充分，外层吸水膨胀成胶团，从而阻止水份进入里层，进而影响作用的发挥，因此必须注意正确使用： 取一份黄原胶用十份或以上其它干燥的原料，如食品制作中的糖、味精、盐等物调匀，然后慢慢倾倒在搅拌中的水里，浸泡约两小时，继续搅拌至完全溶解。 § 在食品工业中的应用 自1996年允许作为食品添加剂使用以来，黄原胶已被食品工业广泛接受，因为在低浓度下就能提供优良的加工和储藏稳定性。按照我国食品添加剂使用卫生标准，黄原胶可以用于面包、冰激凌、乳制品、肉制品、果酱、果冻、饮料中，具体使用见下表。 用途 用量（%） 作用 液体饮料 0.1~0.3 增稠、混悬、提高感官质量 固体饮料 0.1~0.3 更易成型、增强口感 肉制品 0.1~0.2 嫩化、持水、增强稳定性 冷冻食品 0.1~0.2 增稠、增加细腻度、稳定食品结构 调味品 0.1~0.3 乳化、增稠、稳定 馅类食品 0.5~1.5 便于成型、增强口感 面制品 0.03~0.08 增强韧性、持水、延长保质期 生 § 生产方法 （1）由含有糖类（如葡萄糖、蔗糖、淀粉、水解淀粉等）的发酵培养基，在适宜的氮源、磷酸氢二钾和适量的微量元素存在下，由野油菜黄单胞菌菌株作用，进行发酵，再经后提取、干燥、粉碎等工序制得。 （2）将含有1%～5%的葡萄糖和无机盐的培养基调整至pH值为6.0～7.0，加入野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)接种体，培养50～100h，得到4～12Pa?s的高粘度液体。杀菌后，加入异丙醇或乙醇使其沉淀，再用异丙醇或乙醇精制后干燥、粉碎而得。 （3）以葡萄糖或淀粉为碳源，蛋白水解物或无机铵为氮源，用黄杆菌属的甘蓝黑腐病黄单胞菌培养发酵，用有机溶剂提取或高价金属盐沉淀的方法从培养液中分离出黄原胶。 黄原胶的提取 目前国内提取黄原胶的方法有全溶剂法和钙盐法，产品往往含有大量菌体。为此可用酶解法除去菌体，即先向发酵液中加入0.01%～0.05%的溶菌酶，在53℃、Ph值5.5的条件下分解2h。再在40℃、Ph值7.2的条件下加入0.1%～0.5%的中性蛋白酶酶解4h。最后加热灭酶、冷却后进入下一工序。 钙盐法 将发酵清液调Ph值至11.5，加入氯化钙使黄原胶钙沉淀出来；离心分离后分散于乙醇中解聚，再经过滤、乙醇洗涤、干燥得成品。 全溶剂法 向上述处理过的发酵清液中加入大量的乙醇或异丙醇，使黄原胶沉析出来；经离心分离、干燥后即得成品。 发酵培养 发酵培养 为有利于产品提取分离，通常采用清液发酵。培养基组成为：葡萄糖2.5%，(NH4)3PO4 0.15%，MgSO4 0.01%，KH2PO4 0.25%，Ph=7土0.1。在28~30℃下黄单胞菌(鲁轻P26-9)斜面培养3d，摇瓶培养后再在28℃下种子罐培养16～18h，接入发酵罐后在28～30℃培养3d。 § 上下游产品信息 上游原料 异丙醇-->D-无水葡萄糖-->蔗糖-->水解物-->溶菌酶-->中性蛋白酶。[2] § 学术文献 黄原胶(Xanthan gum)是野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)以碳水化合物为主要原料,经发酵产生的一种微生物胞外杂多糖[1]。其分子结构组成为D-葡萄糖、D-甘乳糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸组成的“五糖重复单元”结构聚合体,分子摩尔比为2.8:3:1.7:0.51~0.63[2],分子量为2×106~2×107D之间。黄原胶分子的一级结构是由β-1,4连接的D-葡萄糖基主链与三糖单位的侧链组成,其侧链由D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸交替连接而成,黄原胶分子侧链末端以缩醛的形式含有丙酮酸。 黄原胶独特的分子结构,使其具有增粘性、协效性、假塑性、良好的分散作用和乳化稳定性能等被广泛应用于食品、石油、医药、化工、纺织、化妆品等20多种行业[3]。 1黄原胶生产研究 1.1菌种分离与育种 菌种分离是黄原胶生产的第一步,能否得到优良性能的菌种,是发酵生产的关键因素之一。黄原胶发酵菌种一般采用野油菜黄单胞菌(X.campestris)、菜豆黄单胞菌(X.phaseoli)、锦葵黄单胞菌(X.malvacearum)和胡萝卜黄单胞菌(X.Carotae)等。诱变育种是提高黄原胶生产效率的有效方法之一。诱变剂的种类很多,如紫外线、氯化锂、硫酸二乙酯和亚硝基胍等。用一种或几种诱变剂处理菌株,可使菌株遗传物质DNA的双螺旋结构受到损坏(DNA断裂、脱嘌呤等)致死菌株的某些功能受到影响。诱变育种没有方向性,菌株发生正变异的几率小,筛选工作量大,效率低。但这是微生物菌种常用的育种方法,用此方法筛选的突变菌株,能提高黄原胶的粘度、稳定性、盐溶性和耐温性[4]。而且有些菌株经诱变处理后,可以使一些产色基因受到抑制或不能表达,从而降低了黄原胶的色泽,提高了产品质量[5]。 近年来,由于生物技术的迅速发展,开始用定向育种———基因工程来育种。它将所需要的基因通过一定方式导入受体菌,然后筛选出目的基因能够表达的菌株。Pollock等[6]将与黄原胶分泌和乙酰基、丙酮酸、多聚体等合成有关的基因导入不同种属的黄原胶生产菌中,所产黄原胶的特性与原菌株基本相同。Chou等[7]认为gumD基因与菌株色素合成有关,如能切除该基因,则可得到无色黄原胶。查冬兴等[8]克隆了一个与黄原胶合成基因有关的9.4kb HindⅢDNA片段。姚仕仪等[9]研究了野油菜黄单胞菌重组克隆PIXU9278对黄原胶合成的影响,并构建了一株基因工程菌XCCNAU9278,其黄原胶产量比亲本增加了7.14%。 1.2培养基优化 培养基对黄单胞菌合成黄原胶的影响是巨大的,探索黄单胞菌的最适培养基是十分必要的。莫晓燕等[10]通过正交试验,分别考察了碳源、氮源、CaCO3、KH2PO4+MgSO4和接种量等因素对发酵过程的影响。结果表明各因素对发酵液粘度的影响为:CaCO3>KH2PO4+MgSO4>碳源>碳源和氮源的交互作用>氮源;而对产胶率的影响则为:KH2PO4+MgSO4>CaCO3>碳源>碳源和氮源的交互作用>氮源;并得到一个适宜的培养配方:淀粉4%,鱼粉0.3%+豆饼粉0.3%,CaCO30.3%,KH2PO4+MgSO4 0.5%+0.25%,接种量5%。在配制培养基时再加入0.025%柠檬酸、0.025%FeSO4,经28℃培养72h,发酵液粘度为8.74Pa.S,黄原胶产率为2.91%,丙酮酸含量为3.32%。 LiaKopoulou等发现,黄单胞菌发酵培养基的主要成分为碳源、氮源、无机盐和水等。玉米淀粉是物美价廉的碳源,蔗糖糖蜜、乳糖糖蜜也是不错的碳源。在发酵过程中提高碳氮比可以提高碳源的转化率,进而提高黄原胶的产量。黄原胶发酵可用氨盐、豆饼粉、花生饼粉和棉籽饼粉等作为氮源。无机离子如K+、Na+、Mg2+、Ca2+等是黄单胞菌细胞中某些酶的激活剂,适量添加这些离子可以提高黄原胶的产量。 1.3发酵动力学 发酵动力学是研究各种发酵过程变量在活细胞作用下的变化规律,以及各种发酵条件对这些变量变化的影响。常春等[15]研究了黄原胶的发酵动力学,在Logistic方程和Luedeking-Piret方程的基础上,建立了两步发酵黄原胶的动力学模型;并对模型和试验数据进行了比较,该模型能较好地对发酵动力学进行描述。研究黄原胶发酵动力学,有助于深入地认识和掌握黄原胶发酵过程中各种参数的变化规律,为提高黄原胶发酵水平打下理论基础;也为黄原胶发酵生产规模的放大、优化和控制提供程学依据。野油菜黄单胞菌是需氧细菌,在发酵过程中需要连续供氧。发酵液的粘度大,氧气在发酵过程中溶解和传递困难,供氧成为黄原胶发酵的限制因子。在发酵过程中通入纯氧,可以提高约40%的黄原胶产量。 1.4下游加工 黄原胶生产包括发酵和下游加工两部分。比较而言,对黄原胶生产的下游加工(分离、纯化和制成成品)研究较少,而下游加工所需费用占生产成本的50%~60%。高品质黄原胶如澄清型黄原胶、速溶型黄原胶(这些产品进口价格均为国内食品级黄原胶价格的两倍以上)等,其下游加工费用更高。因此,下游加工过程直接决定黄原胶的质量和生产成本,下游加工技术已成为黄原胶生产的关键工序。黄原胶下游加工工艺流程如下： 黄原胶发酵液→预处理(调pH值、加热、稀释等)→固液分离(过滤、超滤、离心分离等)→初步纯化(超滤、沉淀、离心分离等)→高度纯化(溶解、超滤、沉淀、离心分离等)→制成成品(干燥、粉碎等) 1.4.1发酵液除菌体 黄原胶发酵液是复杂的多相系统。发酵液中除有黄原胶外,还有菌体细胞、尚未耗尽的各种培养基成分和色素等。虽然黄原胶在发酵液中含量不高,但粘度大,直接从发酵液中分离黄原胶是困难的。一般地,黄原胶发酵液下游加工可分为四个阶段:发酵液预处理(加热、调pH值、稀释等)和固液分离(除去菌体);初步纯化(提取);高度纯化(精制);制成成品。发酵液预处理、除菌体是下游加工的第一步,预处理时可先用水稀释,再加硅藻土过滤除去菌体;或调pH值6.3~6.9、加热至80℃~130℃、时间10min~20min杀死菌体,再用中性蛋白酶分解菌体,除去菌体后可以降低黄原胶产品的总氮含量。 1.4.2初步纯化 黄原胶发酵液经预处理除去菌体后,可用超滤法进行浓缩,提高发酵液中黄原胶的浓度(特别是对用稀释过滤后的发酵液)。通常将发酵液浓缩至黄原胶浓度为6%左右,再用乙醇沉淀法提取,此法将比直接用乙醇沉淀提取黄原胶节约3~4倍乙醇。当然,发酵液经硅藻土过滤后也可直接用乙醇沉淀法提取,或用盐酸沉淀法提取工业级品。 1.4.3高度纯化 高品质的黄原胶,在经过初步纯化后,还需要进一步精制(高度纯化)才能得到符合质量要求或市场需求的产品。精制可采用溶解、超滤、沉淀和分离等方法;黄原胶精制尚没有找到一种经济实用的方法。 1.4.4制成成品 根据黄原胶质量国家标准(GB13886-92)或用户对黄原胶质量的要求,黄原胶经提取、精制后,还需要进一步加工如干燥、粉碎和包装等工序制成各种黄原胶产品。黄原胶粘度大,干燥操作困难,常用的方法有真空干燥法、喷雾干燥法、盘式连续干燥法、滚筒干燥法、和沸腾干燥法等。真空干燥法简便易行,可用于生产各种等级的黄原级产品;喷雾干燥法不预处理发酵液、不除菌体,直接进行喷雾干燥,所得产品杂质含量多、颜色深,粘度较小,产品通常为工业级;滚筒干燥法、沸腾干燥法等用于生产食品级黄原胶。 1.5污水处理 黄原胶是以淀粉为主要原料,以黄豆饼、玉米浆、鱼粉、无机盐为辅料生产的。发酵液的下游加工还需要乙醇、盐酸、氯化钙、氢氧化钠等化工原料。因此,在黄原胶发酵生产中将产生大量的工业废水。黄原胶废水粘度较大,氨氮、有机物如葡萄糖、乙酸、丙酮酸等含量较高,直接排放将对环境造成很大的污染。必须对其进行处理,达到国家规定的污水排放标准排放。朱圣东等用反渗透膜法处理黄原胶生产废水,探讨了各种操作条件对水的通透量及脱盐率的影响。结果显示反渗透法处理黄原胶废水在技术上是可行的,最佳操作条件为:20℃时操作压力为3MPa,流量为100L/h,废水的最终浓度控制在6Kg/m3。使用了10d的渗透膜,用0.08mol/L NaOH溶液清洗,膜的通透量可以得到较好的恢复。卢继承等用厌氧污泥床-循环活性污泥处理黄原胶废水,经过一年的运行,各项处理指标均达到GB8978-96一级排放标准。 1.6生产状况 自20世纪50年代美国人Jeanes等发现黄单胞菌(X.campestris)NRRL B-1459产生黄原胶以来,美国kelco公司在1963年首次实现了黄原胶的工业化生产。迄今为止,生产黄原胶的国家主要有美国、法国、奥地利、日本和中国等。主要生产企业有美国Nutrasweet kelco、法国Rhone-Poulene,奥地利Tungbun-Zlauer和SBI等。1979年世界产量为1.8×107kg,1990年超过5.0×106kg,2000年逾1.0×107kg,需求量以每年5%~7%的数度增长。20世纪70年代末我国才开始对黄原胶进行研究,并于80年代初期开始了工业化生产。目前生产企业主要有山东淄博中轩集团(10 000t/a)、山东金栗生物制品有限公司(3 000t/a)和山东福瑞集团(2 000t/a)等十几家。至2005年,黄原胶年生产能力约为3.0×107kg,但实际上许多企业难以达到设计产量。我国黄原胶生产水平较低,发酵产胶率一般为2.4%~2.8%,转化率为60%~70%,发酵时间72h~85h。而国外发酵产胶率可达3.5%以上,转化率为70%~75%,发酵时间48h。当前黄原胶市场行情看好,不少企业正在新建和扩建黄原胶生产设备。随着黄原胶产量的不断增加,市场竞争将更加激烈。随着黄原胶市场需求的不断增加,也必将促进生产技术的进步。 2应用研究 2.1食品工业 黄原胶在食品工业中应用十分广泛,可以作为理想的增稠剂、乳化剂、悬浮剂、保鲜剂和成型剂等,在某些酸性较大的食品中其特点尤为突出。用黄原胶制成的奶制品(酸奶、冰淇淋和奶饮料等)口感细腻清爽、易于释放风味、增加稳定性,可提高奶制品的质量。何强等研究了黄原胶复配稳定剂对冰淇淋的品质和流变性的影响,当复配稳定剂加入冰淇淋后,提高了冰淇淋的膨胀率和抗融化性。邵金良等用黄原胶为主的复配胶制成的植物蛋白饮料,在口感上有很大的优势,并且减少了乳化剂用量,产品的稳定性良好。 2.2石油工业 低浓度(0.5%)黄原胶溶液能保持钻井液的粘度并控制其流变性能,而在高速转动的钻头部位粘度极小、节省动力;在钻孔部位却保持较高粘度,从而防止井壁坍塌。谢俊等用黄原胶溶液作油田驱替剂试验表明,黄原胶溶液具有良好的增粘性、流变性、化学稳定性及较强的机械抗降解性能,可作为油田开发的驱替剂。用黄原胶作驱替剂,可以减少死油区,提高采收率。孙景民等以黄原胶作调剖剂处理大港油田枣2断块区、枣1270断块的部分注水井整体区块后,两个断块区均达到“增油控水”的效果,在一年左右累计实现净增油量近万吨。 2.3医药领域 在医药领域黄原胶应用的热点是作为载体缓释片剂。张文玉等以黄原胶为载体,分别制备扑热息痛、盐酸甲氧氯普胺缓释片剂,该类片剂有良好的缓释效果。把黄原胶添加入软膏类药品后,软膏更易于涂布;黄原胶粘性较强,软膏中水分挥发后药物也不易从皮肤上脱落,提高了药物利用率和用药舒适感。黄原胶用作滴眼液助剂时功效显著:眼球快速眨动使滴眼液粘度减小,药物易与患部充分接触;停止眨动时,粘度增加又不易流动。 2.4印刷工业 尹俊等把黄原胶用于织物印花过程中,比较了黄原胶与海藻酸钠和丙烯酸类合成增稠剂的印花性能。结果黄原胶色浆在印花中可提供良好的轮廓清晰度和抱水性。郭利等用黄原胶作纯棉割绒浴巾活性染料印花效果也得出相似的结论,用黄原胶作印花增稠剂印制的成品不但花纹清晰、色光纯正浓艳,而且干湿摩牢度好,手感柔软,同时降低了成本。 1.5污水处理 黄原胶是以淀粉为主要原料,以黄豆饼、玉米浆、鱼粉、无机盐为辅料生产的。发酵液的下游加工还需要乙醇、盐酸、氯化钙、氢氧化钠等化工原料。因此,在黄原胶发酵生产中将产生大量的工业废水。黄原胶废水粘度较大,氨氮、有机物如葡萄糖、乙酸、丙酮酸等含量较高,直接排放将对环境造成很大的污染。必须对其进行处理,达到国家规定的污水排放标准排放。 朱圣东等用反渗透膜法处理黄原胶生产废水,探讨了各种操作条件对水的通透量及脱盐率的影响。结果显示反渗透法处理黄原胶废水在技术上是可行的,最佳操作条件为:20℃时操作压力为3MPa,流量为100L/h,废水的最终浓度控制在6Kg/m3。使用了10d的渗透膜,用0.08mol/L NaOH溶液清洗,膜的通透量可以得到较好的恢复。卢继承等用厌氧污泥床-循环活性污泥处理黄原胶废水,经过一年的运行,各项处理指标均达到GB8978-96一级排放标准。 1.6生产状况 自20世纪50年代美国人Jeanes等发现黄单胞菌(X.campestris)NRRL B-1459产生黄原胶以来,美国kelco公司在1963年首次实现了黄原胶的工业化生产。迄今为止,生产黄原胶的国家主要有美国、法国、奥地利、日本和中国等。主要生产企业有美国Nutrasweet kelco、法国Rhone-Poulene,奥地利Tungbun-Zlauer和SBI等。1979年世界产量为1.8×107kg,1990年超过5.0×106kg,2000年逾1.0×107kg,需求量以每年5%~7%的数度增长。20世纪70年代末我国才开始对黄原胶进行研究,并于80年代初期开始了工业化生产。目前生产企业主要有山东淄博中轩集团(10 000t/a)、山东金栗生物制品有限公司(3 000t/a)和山东福瑞集团(2 000t/a)等十几家。至2005年,黄原胶年生产能力约为3.0×107kg,但实际上许多企业难以达到设计产量。我国黄原胶生产水平较低,发酵产胶率一般为2.4%~2.8%,转化率为60%~70%,发酵时间72h~85h。而国外发酵产胶率可达3.5%以上,转化率为70%~75%,发酵时间48h。当前黄原胶市场行情看好,不少企业正在新建和扩建黄原胶生产设备。随着黄原胶产量的不断增加,市场竞争将更加激烈。随着黄原胶市场需求的不断增加,也必将促进生产技术的进步。[4] |
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