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(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、浸潤劑、膜成型劑等，廣泛應(yīng)用于國民經(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)) →一級種子擴(kuò)大培養(yǎng)→二級種子擴(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、溶解氧水平低等問題，并針對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)國外黃原膠的雙液相發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵 研究 ，在國內(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，終止時間控制在25h．此時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。方法有過濾法、離心法、酶降解法和次氯酸鹽氧化法。

李時巖等用硅藻土過濾可除去發(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)過濾或離心、烘干、粉碎和過篩可得到黃原膠的產(chǎn)品.

其他類似方法有低級醇沉淀法、鋁鹽異丙醇沉淀法和季銨鹽甲醇沉淀法。

第三節(jié) 黃原膠的市場現(xiàn)狀及存在問題

我國對黃原膠的開發(fā) 研究 始于二十世紀(jì)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、甘肅順興、河南天冠都相繼建成投產(chǎn)。伴隨西部大開發(fā)和十五 規(guī)劃 目標(biāo)，國內(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(yīng)用領(lǐng)域開發(fā) 研究 較晚，致使國內(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。同時其應(yīng)用領(lǐng)域也受到極大限制，致使國內(nèi)黃原膠生產(chǎn)廠家普遍存在規(guī)模過小的特點。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的無序競爭，不利于企業(yè)自身的資金積累和滾動發(fā)展。同時各生產(chǎn)廠家只顧眼前利益．而忽視了黃原膠生產(chǎn)的開發(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。

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

（二） 國內(nèi)黃原膠發(fā)展存在的不足

 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(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法比擬的。

目前我國黃原膠生物合成的 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，也能通過發(fā)酵過程代謝調(diào)控、新型反應(yīng)器的應(yīng)用、細(xì)胞固定化等措施來解決目前生產(chǎn)中存在的質(zhì)量低下問題。

 八十年代未期，溶氧和染菌是困擾我國黃原膠工業(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)大和市場的拓展，黃原膠的質(zhì)量問題就日益凸現(xiàn)出來。通過對國內(nèi)外產(chǎn)品的化驗 分析 和有關(guān)部門的查新證明，國產(chǎn)黃原膠與美國的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)備等都會影響其質(zhì)量問題。但目前影響國內(nèi)黃原膠質(zhì)量的因素是菌種問題、發(fā)酵工藝和后處理工藝三個方面。 

 當(dāng)然，我國在黃原膠 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，許多方面的實驗還僅僅處于探索階段。

另外，由于黃原膠應(yīng)用覆蓋面廣，更需要研制針對不同領(lǐng)域的系列產(chǎn)品以適應(yīng)市場需求。在國外，黃原膠常常是與其它膠類復(fù)合使用的，廠家一般針對用途起出不同的商品名。價格也有較大的差異。國內(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)品在價格上也不應(yīng)該有太大的差距。這樣，對廠家、用戶都是有益無害的.

從目前國內(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) ，占總的市場份額不大。而在國際市場上，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。與國外的黃原膠應(yīng)用于十幾個 行業(yè) 幾十種產(chǎn)品相比，我們在應(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)用開發(fā)方面投入的資金、技術(shù)力量不夠。國外一般的大型企業(yè)都有專門的 研究 發(fā)展中心，針對當(dāng)前及潛在的市場進(jìn)行長期、不間斷的 研究 ，并不斷有適銷對路的新產(chǎn)品投放市場。為此，充足的資金和 研究 開發(fā)技術(shù)力量是必不可少的。

世界上生產(chǎn)黃原膠的國家和地區(qū)有10余個。我國自70年代以末黃原膠工業(yè)也從無到有，迅速發(fā)展起來。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 行業(yè) ，有30～40個品種。近30年來，對黃原膠的需求量年均增長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Kelco公司是是世界黃原膠生產(chǎn)者先驅(qū)，代表國際黃原膠發(fā)展方向．其黃原膠產(chǎn)品有以下幾個明顯優(yōu)點：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,對于黃原膠的市場，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)有的市場上無序競爭，不合理降價，使生產(chǎn)企業(yè)利益都受到不同程度的損失，對黃原膠產(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) 黃原膠的未來前景

由于黃原膠應(yīng)用覆蓋面廣，更需要研制針對不同領(lǐng)域的系列產(chǎn)品以適應(yīng)市場需求。在國外，黃原膠常常是與其它膠類復(fù)合使用的，廠家一般針對用途起出不同的商品名。價格也有較大的差異。國內(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)品在價格上也不應(yīng)該有太大的差距。這樣，對廠家、用戶都是有益無害的。其次，由于對國內(nèi)外市場和產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平不清楚，不少企業(yè)盲目上馬，無節(jié)制地擴(kuò)大生產(chǎn)能力，對外沖擊國際市場時，各生產(chǎn)廠無序競爭；對內(nèi)爭奪已有市場時，竟相壓價，導(dǎo)致整個產(chǎn)業(yè)利潤滑坡，發(fā)展困難。 

我國應(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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