第一節(jié)   黃原膠的定義

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(fā)酵產(chǎn)生的單孢多糖，由甘藍(lán)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(guó)農(nóng)業(yè)部伊利諾斯州皮奧里爾北部 研究 所分離得到的甘藍(lán)黑腐病黃單胞菌，并使甘藍(lán)提取物轉(zhuǎn)化為水溶性的酸性胞外雜多糖而得到（可行性 研究 報(bào)告）。

黃原膠是由糖類經(jīng)黃單胞桿菌發(fā)酵，產(chǎn)生的胞外微生物多塘。由于它的大分子特殊結(jié)構(gòu)和膠體特性，而具有多種功能，可作為乳化劑、穩(wěn)定劑、凝膠增稠劑、浸潤(rùn)劑、膜成型劑等，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域。

第二節(jié) 黃原膠的生產(chǎn)工藝

（一）生產(chǎn)工藝

保藏菌種→斜面活化→搖瓶種子(或茄瓶培養(yǎng)) →一級(jí)種子擴(kuò)大培養(yǎng)→二級(jí)種子擴(kuò)大培養(yǎng)→發(fā)酵罐發(fā)酵→發(fā)酵液→提取→干燥→粉碎→包裝→成品

 黃原膠在工業(yè)上主要是以玉米淀粉為碳源，以魚(yú)粉、豆餅粉為氮源，用CaC03為pH調(diào)節(jié)劑，并在一定量的消泡劑存在下，野油菜黃單胞桿菌經(jīng)好氧深層發(fā)酵而得到多糖含量在25g／L左右的發(fā)酵液。發(fā)酵溫度為28℃，控制一定的通風(fēng)比。發(fā)酵時(shí)間大約為72h左右，產(chǎn)量最高可達(dá)28g／L，發(fā)酵液粘度最高可達(dá)9Pa.s左右。為解決發(fā)酵后期發(fā)酵液粘度大、溶解氧水平低等問(wèn)題，并針對(duì)黃單胞菌是一種較為脆弱的菌體，李衛(wèi)期等人 研究 結(jié)果表明，增加發(fā)酵罐的高徑比值為3～4，適當(dāng)減少攪拌槳葉直徑，減少擋板數(shù)目或不設(shè)擋板，有利于黃原膠的發(fā)酵。根據(jù)國(guó)外黃原膠的雙液相發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵 研究 ，在國(guó)內(nèi)間歇發(fā)酵的基礎(chǔ)上，許喜林等 研究 了采用兩步法發(fā)酵合成黃原膠的方法。第1步是利用黃單胞菌發(fā)酵，采用了較小量的碳源及低的碳氮比，終止時(shí)間控制在25h．此時(shí)可獲得較大的生物量及胞外酶，而不生成黃原膠，以有利于胞外酶的分泌和菌體的分離；第2步胞外酶發(fā)酵采用了無(wú)氮培養(yǎng)條件，且因發(fā)酵液中不含菌體省去了稀釋和分離菌體的工序，可降低生產(chǎn)成本，黃原膠的產(chǎn)率高于單純菌體發(fā)酵。胡德亮等在 研究 發(fā)酵的過(guò)程中，在產(chǎn)膠初期，添加一種表面活性劑，而在發(fā)酵進(jìn)行36h后，補(bǔ)加20％的水分，可使產(chǎn)膠率提高15％。

（二）分離提純

1.預(yù)處理工序

由于黃原膠發(fā)酵液具有較高的粘度使后處理非常困難，其中菌體細(xì)胞的去除是提取工藝的一大障礙。預(yù)處理工序主要去除菌體細(xì)胞和各種不溶性雜質(zhì)，使黃原膠中不再含活性的菌體細(xì)胞、不溶性雜質(zhì)和色素等。方法有過(guò)濾法、離心法、酶降解法和次氯酸鹽氧化法。

李時(shí)巖等用硅藻土過(guò)濾可除去發(fā)酵液中大部分的菌體細(xì)胞，用中空纖維內(nèi)壓超濾法對(duì)黃原膠進(jìn)行提純和濃縮，可除去發(fā)酵液中懸浮的不溶性固體、可溶性離子物質(zhì)和大部分色素，將黃原膠質(zhì)量濃度從25g／L提高至 87g／L。

2.沉淀分離

黃原膠的沉淀分離一般采用乙醇、異丙醇沉淀法。工業(yè)上典型的沉淀方法是鈣鹽工業(yè)乙醇沉淀法。在黃原膠發(fā)酵液中加入終質(zhì)量濃度為15g／L的鈣鹽如Ca(0H)2和CaCl2，充分混合后，逐步加入8g／L的Na0H，再攪拌30min，可形成黃原膠鈣鹽復(fù)合沉淀物；將沉淀物壓榨脫水、并充分打碎成塊狀物，加入終質(zhì)量濃度為500 g／L的工業(yè)乙醇，用HCl調(diào)pH至1.5～2.0，攪拌30min，經(jīng)過(guò)濾或離心可得到黃原膠沉淀物；在該沉淀物中再加入300 g／L的工業(yè)乙醇，用NaOH調(diào)pH至中性，經(jīng)過(guò)濾或離心、烘干、粉碎和過(guò)篩可得到黃原膠的產(chǎn)品.

其他類似方法有低級(jí)醇沉淀法、鋁鹽異丙醇沉淀法和季銨鹽甲醇沉淀法。

第三節(jié) 黃原膠的市場(chǎng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

我國(guó)對(duì)黃原膠的開(kāi)發(fā) 研究 始于二十世紀(jì)六十年代，雖然起步較晚，但我國(guó)科技工作者依靠自己的智慧和力量，在無(wú)任何資科供借鑒的情況下，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)。上世紀(jì)九十年代中期國(guó)內(nèi)黃原膠生產(chǎn)廠家已星羅棋布，諸如山東的中軒、江蘇的金湖、河北新臺(tái)、甘肅順興、河南天冠都相繼建成投產(chǎn)。伴隨西部大開(kāi)發(fā)和十五 規(guī)劃 目標(biāo)，國(guó)內(nèi)黃原膠生產(chǎn)廠家將增至數(shù)十家，黃原膠生產(chǎn)將成為我國(guó)發(fā)酵領(lǐng)域的又一新興產(chǎn)業(yè)。

由于我國(guó)在黃原膠領(lǐng)域起步較晚，尤其是黃原膠的應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)發(fā) 研究 較晚，致使國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家不能根據(jù)用戶需求生產(chǎn)不同規(guī)格的黃原膠。同時(shí)其應(yīng)用領(lǐng)域也受到極大限制，致使國(guó)內(nèi)黃原膠生產(chǎn)廠家普遍存在規(guī)模過(guò)小的特點(diǎn)。這種小規(guī)模的黃原膠生產(chǎn)，不能發(fā)揮其巨大的規(guī)模效益，只能加速黃原膠市場(chǎng)的無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)，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)廠家只顧眼前利益．而忽視了黃原膠生產(chǎn)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用和技術(shù)創(chuàng)新，從而也使黃原膠的質(zhì)量在近幾年幾乎徘徊不前。

針對(duì)上述情況，為了擴(kuò)大黃原膠在國(guó)際市場(chǎng)的份額，拓寬黃原膠在工業(yè)領(lǐng)城的應(yīng)用，減小特種用戶對(duì)特種規(guī)格黃原膠的進(jìn)口量，對(duì)黃原膠的開(kāi)發(fā)應(yīng)用進(jìn)行 研究 已刻不容緩。

（二） 國(guó)內(nèi)黃原膠發(fā)展存在的不足

 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(yīng)用領(lǐng)域之廣是許多其它微生物多糖甚至是其他一些親水膠體所無(wú)法比擬的。

目前我國(guó)黃原膠生物合成的 研究 進(jìn)展迅速，不但從自然界中篩選出黃單胞菌株，還能從黃單胞菌株本身出發(fā)，經(jīng)過(guò)物理的或化學(xué)方法處理，誘變出一些產(chǎn)色基因受到抑制或根本不能表達(dá)的菌株。同時(shí)，也能通過(guò)發(fā)酵過(guò)程代謝調(diào)控、新型反應(yīng)器的應(yīng)用、細(xì)胞固定化等措施來(lái)解決目前生產(chǎn)中存在的質(zhì)量低下問(wèn)題。

 八十年代未期，溶氧和染菌是困擾我國(guó)黃原膠工業(yè)化生產(chǎn)的兩大難題。隨著新發(fā)酵罐的發(fā)明和染菌問(wèn)題的解決，黃原膠也就進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化階段。但隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和市場(chǎng)的拓展，黃原膠的質(zhì)量問(wèn)題就日益凸現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品的化驗(yàn) 分析 和有關(guān)部門(mén)的查新證明，國(guó)產(chǎn)黃原膠與美國(guó)的Kelco公司產(chǎn)品有六大差別：黃原膠色澤較深；成品膠凝不夠均勻；不同批次間比重不一；溶解性較差；成品粘度較低，且耐熱、遇酸堿的穩(wěn)定性較差；成品的灰分、含氮量略高；微生物指標(biāo)偏高。當(dāng)然產(chǎn)生黃原膠成品質(zhì)量問(wèn)題的原因是多方面的，諸如原科的選擇、原科的合理配比、菌種選育、發(fā)酵工藝、后處理工藝、生產(chǎn)設(shè)備等都會(huì)影響其質(zhì)量問(wèn)題。但目前影響國(guó)內(nèi)黃原膠質(zhì)量的因素是菌種問(wèn)題、發(fā)酵工藝和后處理工藝三個(gè)方面。 

 當(dāng)然，我國(guó)在黃原膠 研究 領(lǐng)域也存在著一些盲區(qū)，比如，丙酮酸是黃原膠側(cè)鏈的一個(gè)組成部分，它的存在可以賦予黃原膠許多優(yōu)良性能。黃原膠分子中的丙酮酸含量會(huì)影響其分子的空間排列，從而引起黃原膠溶液的粘度、耐溫性和分子量的變化。此外，丙酮酸還是黃原膠合成水平的一個(gè)重要標(biāo)志，其含量的高低直接顯示出黃原膠合成的情況以及發(fā)酵條件的控制情況，但丙酮酸的確切作用還不清楚，許多方面的實(shí)驗(yàn)還僅僅處于探索階段。

另外，由于黃原膠應(yīng)用覆蓋面廣，更需要研制針對(duì)不同領(lǐng)域的系列產(chǎn)品以適應(yīng)市場(chǎng)需求。在國(guó)外，黃原膠常常是與其它膠類復(fù)合使用的，廠家一般針對(duì)用途起出不同的商品名。價(jià)格也有較大的差異。國(guó)內(nèi)廠家這方面做的不是太清楚。用戶常常分不清是復(fù)配產(chǎn)品還是純黃原膠，這樣容易造成市場(chǎng)混亂。按照商標(biāo)法規(guī)定，應(yīng)該在商標(biāo)上明確所含成分。同樣的產(chǎn)品在價(jià)格上也不應(yīng)該有太大的差距。這樣，對(duì)廠家、用戶都是有益無(wú)害的.

從目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)銷情況看，每年生產(chǎn)的幾千噸黃原膠，大多用于食品工業(yè)，其它工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用僅限于石油等 行業(yè) ，占總的市場(chǎng)份額不大。而在國(guó)際市場(chǎng)上，黃原膠不僅在食品工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，在石油鉆探、三次采油、紡織、印染、陶瓷加工、涂料、炸藥、濕法冶金、醫(yī)藥、農(nóng)藥、化妝品等 行業(yè) 中都有著廣泛的應(yīng)用。與國(guó)外的黃原膠應(yīng)用于十幾個(gè) 行業(yè) 幾十種產(chǎn)品相比，我們?cè)趹?yīng)用方面的差距很大，所以應(yīng)用潛力是巨大的。究其原因，主要是在應(yīng)用開(kāi)發(fā)方面投入的資金、技術(shù)力量不夠。國(guó)外一般的大型企業(yè)都有專門(mén)的 研究 發(fā)展中心，針對(duì)當(dāng)前及潛在的市場(chǎng)進(jìn)行長(zhǎng)期、不間斷的 研究 ，并不斷有適銷對(duì)路的新產(chǎn)品投放市場(chǎng)。為此，充足的資金和 研究 開(kāi)發(fā)技術(shù)力量是必不可少的。

世界上生產(chǎn)黃原膠的國(guó)家和地區(qū)有10余個(gè)。我國(guó)自70年代以末黃原膠工業(yè)也從無(wú)到有，迅速發(fā)展起來(lái)。目前黃原膠的生產(chǎn)主要以淀粉、淀粉水解糖漿為底物，由黃單胞桿菌發(fā)酵制得。黃原膠廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、日化、石油等20余個(gè) 行業(yè) ，有30～40個(gè)品種。近30年來(lái)，對(duì)黃原膠的需求量年均增長(zhǎng)5.7％，它已成為世界上生產(chǎn)規(guī)模最大、用途較廣的微生物多糖。美國(guó)Kelco公司是是世界黃原膠生產(chǎn)者先驅(qū)，代表國(guó)際黃原膠發(fā)展方向．其黃原膠產(chǎn)品有以下幾個(gè)明顯優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品手感較粗，有沙粒狀，在水中極易分散，水溶性好，色澤較淺，粘度較高達(dá)2500cp，熱穩(wěn)定性強(qiáng)。該公司早在60年代初即開(kāi)始了大量商業(yè)化生產(chǎn)黃原膠。

華東理工大學(xué)食品添加劑和配料 研究 組認(rèn)為,對(duì)于黃原膠的市場(chǎng)，應(yīng)該是巨大的。特別是食品工業(yè)以外的領(lǐng)域，需要我們?nèi)シe極開(kāi)發(fā)和引導(dǎo)使用。比如石油工業(yè)等。切不可在現(xiàn)有的市場(chǎng)上無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)，不合理降價(jià)，使生產(chǎn)企業(yè)利益都受到不同程度的損失，對(duì)黃原膠產(chǎn)業(yè)化的健康發(fā)展是十分不利的。盡管如此，黃原膠的發(fā)展前景仍十分誘人。

第四節(jié) 黃原膠的未來(lái)前景

由于黃原膠應(yīng)用覆蓋面廣，更需要研制針對(duì)不同領(lǐng)域的系列產(chǎn)品以適應(yīng)市場(chǎng)需求。在國(guó)外，黃原膠常常是與其它膠類復(fù)合使用的，廠家一般針對(duì)用途起出不同的商品名。價(jià)格也有較大的差異。國(guó)內(nèi)廠家這方面做的不是太清楚。用戶常常分不清是復(fù)配產(chǎn)品還是純黃原膠，這樣容易造成市場(chǎng)混亂。按照商標(biāo)法規(guī)定，應(yīng)該在商標(biāo)上明確所含成分。同樣的產(chǎn)品在價(jià)格上也不應(yīng)該有太大的差距。這樣，對(duì)廠家、用戶都是有益無(wú)害的。其次，由于對(duì)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平不清楚，不少企業(yè)盲目上馬，無(wú)節(jié)制地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)能力，對(duì)外沖擊國(guó)際市場(chǎng)時(shí)，各生產(chǎn)廠無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)；對(duì)內(nèi)爭(zhēng)奪已有市場(chǎng)時(shí)，竟相壓價(jià)，導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)業(yè)利潤(rùn)滑坡，發(fā)展困難。 

我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)黃原膠在醫(yī)藥學(xué)方面的 研究 ， 深入探討黃原膠的藥理作用 ， 把黃原膠應(yīng)用 于各食品中 ， 增加食品的附加值 ； 同時(shí)隨著高分子技術(shù)的發(fā)展更廣泛地 研究 黃原膠與其 它食品膠的增效作用 ，了解其作用機(jī)理 ，找出性質(zhì)更優(yōu)良應(yīng)用更廣泛的復(fù)合膠 。

 

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