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黃原膠又稱(chēng)黃膠、漢生膠,黃單胞多糖,是一種由假黃單胞菌屬發(fā)酵產(chǎn)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(jīng)好氧發(fā)酵生物工程技術(shù),切斷1,6-糖苷鍵,打開(kāi)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(yè)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(lèi)經(jīng)黃單胞發(fā)醉,產(chǎn)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(jīng)濟各領(lǐng)域。
黃原膠分子由D—葡萄糖、D—甘露糖、D—葡萄糖醛酸、乙?;退針嫵?,相對分子質(zhì)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?;腄—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(guò)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(guò)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(jià)鍵結合形成的螺旋復合體。
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國內黃原膠生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的現狀
黃原膠在國際上開(kāi)發(fā)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(wàn)噸,工業(yè)用兩萬(wàn)噸。自八十年代以來(lái),黃原膠的需求量正以每年10%的速度遞增,其應用領(lǐng)域之廣、價(jià)格之昂貴是許多其它微生物多糖所無(wú)法比擬的。
我國對黃原膠的開(kāi)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(wú)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(kāi)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)。九十年代中期國內黃原膠生產(chǎn)廠(chǎng)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)。伴隨和十五規劃目標,國內黃原膠生產(chǎn)廠(chǎng)家將增至數十家,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,尤其是黃原膠的應用領(lǐng)域開(kāi)發(fā)研究較晚,致使國內生產(chǎn)廠(chǎng)家不能根據用戶(hù)需求生產(chǎn)不同規格的黃原膠。同時(shí)其應用領(lǐng)域也受到限制,致使國內黃原膠生產(chǎn)廠(chǎng)家普遍存在規模過(guò)小的特點(diǎn)。這種小規模的黃原膠生產(chǎn),不能發(fā)揮其的規模效益;只能加速黃原膠市場(chǎng)的無(wú)序競爭,不利于企業(yè)自身的資金積累和滾動(dòng)發(fā)展,同時(shí)各生產(chǎn)廠(chǎng)家只顧眼前利益,而忽視了黃原膠生產(chǎn)的開(kāi)發(fā)應用和技術(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。目前國內黃原膠產(chǎn)量3000噸/年,有效需求 5000噸/年,為此國內每年需進(jìn)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。
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應用
1.在石油工業(yè)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(dòng)的鉆頭部位黏度極小,大大節省了動(dòng)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(yè)中,它比明膠、海藻膠和果膠等現行食品添加劑更優(yōu),在果汁中添加0.2%~1%,使果汁有良好的黏著(zhù)性,口感好,控制滲透和流動(dòng);作為面包的添加劑,可使面包穩定性好,質(zhì)地光滑,節約時(shí)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(fēng)味,制品組織光滑,延長(cháng)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(yōu)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(shí),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。