黄原胶

黄原胶是以5分子糖为一单元，由与此相同的单元聚合而成的高分子多糖物质。每一单元由2分子葡萄糖、2分子甘露糖和1分子葡萄糖醛酸组成。其主链由β-葡萄糖通过1，4-糖苷键相连而成的2分子葡萄糖为单元，其结构与纤维素结构相同，相间在葡萄糖的C3上连有2分子甘露糖和1分子葡萄糖醛酸构成侧链。在侧链上有丙酮酸及羧酸侧基。因其侧链含酸性基团，在水溶液中呈多聚阴离子，构成黄原胶的三级立体结构：带阴离子的侧链缠绕主链形成螺旋结构，分子间靠氢键形成双股螺旋，而双股螺旋结构间又是靠微弱的非共价键维系，形成规则的“超级接合带状的螺旋聚合体”。其所具有的独特性能跟含有的丙酮酸有关，通常情况下黄原胶中丙酮酸含量的高低可以用来衡量其性能的优劣。

图1为黄原胶

1. 典型的流变特性 随着剪切速率增加，因胶状网络遭到破坏，导致黏度降低，胶液变稀，但一旦剪切力消失，黏度又可恢复，因而使它具有良好的泵送和加工性能。利用这种特性在需要添加增稠剂的液体中加入黄原胶，不仅液体在输送过程中容易流动，而且静止后又能恢复到所需要的黏度，因此被广泛应用于饮料行业。
2. 低浓度时的高黏性 含2%～3%黄原胶的液体，其黏度高达3～7Pa·s。它的高黏性使其具有广阔的应用前景，但同时又给生产上的后处理带来麻烦。0.1%NaCl等单价盐和Ca、Mg等二价盐，可使0.3%以下的低胶溶液的黏度略有下降，却能提高较高浓度胶液的黏度。
3. 耐热性 黄原胶在相当宽的温度范围内（-98～90℃）黏度几乎无变化。其即使在130℃的高温下保持30min后冷却，溶液的黏度也无明显变化。在经多次冷冻-融化循环后，胶液的黏度并不发生改变。有盐存在时，其溶液具有良好的热稳定性，在高温条件下若添加少量电解质如0.5%NaCl，可稳定胶液的黏度。
4. 耐酸、碱性 黄原胶水溶液的黏度几乎与pH无关。这一独特性质是其他增稠剂如羧甲基纤维素（CMC）等所不具备的。如胶水溶液中无机酸浓度太高，胶液就不稳定;在高温下会发生酸对多糖的水解，因而引起胶液黏度下降。含NaOH含量大于12%，可使黄原胶发生胶凝甚至沉淀，碳酸钠浓度超过5%，也会引起胶凝。
5. 抗酶解 黄原胶骨架由于侧链的屏蔽效应，因此有不被酶水解的奇特能力。
6. 相容性 黄原胶可与绝大部分的常用食品增稠剂溶液溶混，特别是与藻酸盐类、淀粉、卡拉胶、角豆胶溶混后，溶液的黏度以叠加的形式增加。在有多种盐存在的水溶液中，其表现出良好的相容性。但高价金属离子，高pH会使其变得不稳定，加入络合剂就能防止不相容的发生。
7. 溶解性 黄原胶易溶于水，不溶于醇、酮等极性溶剂。在非常广的温度、pH和盐浓度范围内，其很容易溶解于水中，其水溶液可在室温下配制，搅动时应尽可能减少空气混入。如果将黄原胶预先与一些干物质如盐、糖、味精等混匀，然后用少量水湿润，最后加水搅拌，这样配制出的胶液其性能更好。其可以溶解在许多有机酸溶液中，而且性能稳定。
8. 分散性 1%的黄原胶溶液其承托力为5N/m2，是食品添加剂中优良的悬浮剂和乳化稳定剂。
9. 保水性 黄原胶对食品具有良好的保水、保鲜作用。1.在石油工业钻井中，0.5%的黄原胶水溶液可保持水基钻井液的黏度和控制其流变性能，使高速转动的钻头部位黏度极小，大大节省了动力消耗，而在相对静止的钻孔部位却保持高黏度，起到防止井壁坍塌，便于切削碎石排出井外等作用。
2.在食品工业中，它比明胶、CMC、海藻胶和果胶等现行食品添加剂更优，在果汁中添加0.2%～1%，使果汁有良好的黏着性，口感好，控制渗透和流动；作为面包的添加剂，可使面包稳定性好，质地光滑，节约时间，降低成本;在面包馅、食品夹心馅及糖衣中使用 0.25%，可增加口感和风味，制品组织光滑，延长货架期，提高制品对加热和冷冻的稳定性;在乳制品中，冰淇淋中加入0.1%～0.25%，可起优良的稳定作用；在罐头食品中提供良好的黏度控制，可替代部分淀粉，一份黄原胶可代替3～5份淀粉。同时，在糖果、调味品、冷冻食品及液体食品中，黄原胶也得到了广泛的应用。
有关黄原胶的概述、性质、应用、使用注意事项等是由Chemicalbook的王旭艳编辑整理。（2016-07-22）黄原胶可广泛应用于石油开采、化工、食品、医药、农业、染料、陶瓷、造纸、纺织、化妆品、建筑和炸药制造等20余个行业约100多种产品中。为了便于保藏和运输，一般都将其制成干品。它的干燥有不同的处理方法：真空干燥、滚筒干燥、喷雾干燥、流化床干燥以及气流干燥。由于它是热敏性物质，不能承受长时间的高温处理，因此使用喷雾干燥法会使它的溶解性变差。滚筒干燥虽然热效率较高，但机械结构较复杂，用于大型工业化生产目前还难实现。带有惰性球的流化床干燥，因兼有强化传热传质以及研磨粉碎的功能，物料滞留时间也较短，所以适合像黄原胶那样的热敏性黏稠物料进行干燥。1.制备黄原胶溶液时，如分散不充分，将出现凝块。除充分搅拌外，可将其预先与其他原料混合，再边搅拌边加入水中。如仍分散困难，可加入与水混溶性溶剂，如少量乙醇等。
2.黄原胶是一种阴离子多糖，能与其他阴离子型或非离子型物质共同使用，但与阳离子型物质不能配伍。其溶液对大多数盐类具有极佳的配伍性和稳定性。添加氯化钠和氯化钾等电解质，可提高其黏度和稳定性。钙、镁等二价盐类，对其黏度显示相似效应。盐浓度高于0.1%时，达最佳黏度，盐浓度过高，并不提高黄原胶溶液的稳定性，也不影响其流变性，只有pH>10时（食品产品很少出现），二价金属盐类才显示形成凝胶倾向。在酸性或中性条件下，其铝或铁等三价金属盐类形成凝胶。高含量的一价金属盐类可防止凝胶作用。
3.黄原胶可与大多数商品增稠剂配伍，诸如纤维素衍生物、淀粉、果胶、糊精、海藻酸盐、卡拉胶等。与半乳甘露聚糖合用，对提高黏度起增效作用。
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。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)。
ADI不作特殊规定(FAO/WHO，2001)。
可安全用于食品(FDA，§172．695，2000)。
GB 2760-2000(g/kg)：饮料1.0；饺皮类(虾饺、鱼皮饺等)1.0(以皮计)；面包、乳制品、肉制品、果酱、果冻、花色酱汁，2.0；面条、糕点、饼干、起酥油、速溶咖啡、鱼制品、雪糕、冰棍、冰淇淋，10.0；饮料及固体饮料、油炸小食品，GMP。
FAO/WHO(1984，g/kg)：沙丁鱼及其制品罐头10；鲭鱼及够鱼罐头20(按灌装汤汁计)；酸黄瓜5000mg/kg；即食肉汤、羹3000mg/kg；稀奶油5(仅用于巴氏杀菌掼奶油，或掼打用的超高温杀菌稀奶油及消毒稀奶油)；乳脂干酪5；发酵后经加热处理的增香酸奶5000mg/kg；冷饮10。乳白色至淡黄褐色粉末。在常温下溶于水成半透明的黏稠液，不溶于乙醇、异丙醇和丙酮等有机溶剂。黄原胶水溶液具有良好的增黏性并且在-4～80℃的范围内相当稳定，当水中乙醇、异丙醇或丙酮的浓度超过50%～60%时，则会引起黄原胶的沉淀。耐酸碱和耐生物酶降解的能力很强，在Ph值1.5～13的范围内，黄原胶水溶液的黏度也不受Ph值的影响。黄原胶是天然的高分子化合物，大白鼠经口LD₅₀＞10g/kg，ADI不需特殊规定(FAO/WHO，1994)。作乳化稳定剂和增稠剂，我国规定可用于面条、糕点、饼干、起酥油、速溶咖啡、鱼制品、雪糕、冰棍、冰淇淋，最大使用量10g／kg；在面包、果冻、乳制品、肉制品、果酱、花色酱汁中最大使用量2.0g/kg；在饮料中最大使用量1.0g/kg。稳定剂；增稠剂；乳化剂(乳制品、沙拉等以水为基料的食品)；悬浮剂；泡沫增强剂。
当与瓜尔豆胶按2：1配制可获很强凝胶。
用于增强、改善调味酱、沙司、布丁罐头、冷冻发泡牛奶等的稳定性、浓度和密度。广泛应用于食品加工、石油钻采、农药、种子、包衣、饲料、日化、纺织印染、造纸、烟草、铸造、消防等诸多行业．用作食品添加剂，也用于油田钻井生化研究。食品、非食品和化妆品用稳定剂和乳化剂。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。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。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。