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黄原胶的作用
黄原胶，即黄原酸，是一种天然高分子多糖类物质，广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。
它具有众多的作用，下面将就黄原胶在不同领域的应用进行详细介绍。
在食品工业中，黄原胶作为一种稠化剂和增稠剂，经常被用于制作果冻、果酱、糕点等食品。
它能够增加食品的黏稠度，改善其口感，并能防止食品中的固体颗粒沉淀。
此外，黄原胶还具有良好的增稠效果，能够增加食品的质地和稳定性。
在医药领域，黄原胶具有许多独特的药用性质。
它能够形成一种细胞外基质，对炎症组织有一定的包围作用，从而有效减轻炎症反应。
此外，黄原胶还具有很好的药物控释性能，可以作为药物缓释体或药物载体使用，延长药物在人体内的停留时间，提高药物的疗效。
化妆品中的黄原胶常用作乳化剂、增稠剂和稳定剂。
它能够使化妆品的质地更加柔滑，增加产品的黏稠度，延长产品的使用寿命。
此外，黄原胶还能够形成一层薄膜覆盖在皮肤表面，起到保护皮肤的作用，防止水分蒸发和污染物的侵入，提供持久的保湿效果。
除了上述领域的应用，黄原胶还广泛用于其他领域。
在纺织工业中，黄原胶可用作染料的印花增稠剂，能够增加染料的附着力和色牢度。
在油田勘探中，黄原胶用作钻井液的稠化剂，能够增加钻井液的黏稠度和悬浮性，防止井眼坍塌。
总的来说，黄原胶作为一种多功能高分子物质，在食品、医药、化妆品等领域都具有重要的应用价值。
其稠化、增稠、乳化、稳定、保湿等作用使得它成为许多产品的重要成分，为人们的生活和健康提供了很多便利。
随着科学技术的不断发展，相信黄原胶在更多领域的应用中会愈加广泛。
黄原胶说明 Prepared on 24 November 2020黄原胶性能及使用说明梅花生物科技集团股份有限公司黄原胶卓越的稳定性屈变值黄原胶对于多相体系的卓越稳定性是其最为有用的性能之一。
无论是固体（悬浮），液体（乳化），气体（泡沫稳定），或者是以上三种情况的结合黄原胶都能发挥十分有效的稳定作用。
溶液的屈变值是这种稳定作用的重要特征，所谓屈变值就是在溶液不发生流动的情况下，所能接受的最大剪切力。
由于低浓度的的黄原胶溶液就具有一定的屈变值，所以在静态或者较低的剪切力作用下，分散体系（悬浮液，乳化液或泡沫液）都保持良好的稳定性。
剪切作用/假塑作用在牛顿溶液中，剪切力是与剪切速度成正比的，高速剪切下溶液的流动性并不改善。
与之相反黄原胶溶液具有很强的抵抗作用，但是随着剪切作用的增加粘度会迅速下降。
溶液的假塑性程度是随着浓度的增加而增加的。
但是黄原胶即使在很低的浓度下也会表现出假塑性。
一旦剪切力作用解除，溶液的粘度会立即恢复。
高剪切作用下，比如泵送时，黄原胶使溶液的外表粘度很小。
此外，黄原胶对于长时间的剪切作用具有异常的抵抗作用。
这样使料液在均质和高速混合后粘度很少损失。
黄原胶的热稳定性和别的增稠剂相比较，黄原胶对于温度变化时表现出的稳定性十分卓越，黄原胶溶液在加热时表现出极好的稳定性。
即使在盐或者酸存在下也是如此。
对异常温度所显示的稳定性是黄原胶典型的，也是独一无二的性能，在多次高温处理时，如巴氏杀菌，或者彻底灭菌（甚至130℃时经历几分钟）当体系冷却下来，实际上粘度并不发生变化。
很多其它常用的增稠剂，在温度升高时，粘度会下降，而且在巴氏杀菌或彻底杀菌以后，粘度会受到很大影响，这一点，当有酸存在时，特别明显。
使用黄原胶作为稳定剂可以确保产品粘度恒久如一，而且在各种储存条件下，都能延长产品的货架寿命。
图1 黄原胶溶液在热处理条件下具有良好的稳定性黄原胶的酸碱稳定性溶液的酸碱度变化对于黄原胶的粘度是完全没有影响的。
黄原胶性能及使用说明梅花生物科技集团股份有限公司黄原胶卓越的稳定性屈变值黄原胶对于多相体系的卓越稳定性是其最为有用的性能之一。
无论是固体（悬浮），液体（乳化），气体（泡沫稳定），或者是以上三种情况的结合黄原胶都能发挥十分有效的稳定作用。
溶液的屈变值是这种稳定作用的重要特征，所谓屈变值就是在溶液不发生流动的情况下，所能接受的最大剪切力。
由于低浓度的的黄原胶溶液就具有一定的屈变值，所以在静态或者较低的剪切力作用下，分散体系（悬浮液，乳化液或泡沫液）都保持良好的稳定性。
剪切作用/假塑作用在牛顿溶液中，剪切力是与剪切速度成正比的，高速剪切下溶液的流动性并不改善。
与之相反黄原胶溶液具有很强的抵抗作用，但是随着剪切作用的增加粘度会迅速下降。
溶液的假塑性程度是随着浓度的增加而增加的。
但是黄原胶即使在很低的浓度下也会表现出假塑性。
一旦剪切力作用解除，溶液的粘度会立即恢复。
高剪切作用下，比如泵送时，黄原胶使溶液的外表粘度很小。
此外，黄原胶对于长时间的剪切作用具有异常的抵抗作用。
这样使料液在均质和高速混合后粘度很少损失。
黄原胶的热稳定性和别的增稠剂相比较，黄原胶对于温度变化时表现出的稳定性十分卓越，黄原胶溶液在加热时表现出极好的稳定性。
即使在盐或者酸存在下也是如此。
对异常温度所显示的稳定性是黄原胶典型的，也是独一无二的性能，在多次高温处理时，如巴氏杀菌，或者彻底灭菌（甚至130℃时经历几分钟）当体系冷却下来，实际上粘度并不发生变化。
很多其它常用的增稠剂，在温度升高时，粘度会下降，而且在巴氏杀菌或彻底杀菌以后，粘度会受到很大影响，这一点，当有酸存在时，特别明显。
使用黄原胶作为稳定剂可以确保产品粘度恒久如一，而且在各种储存条件下，都能延长产品的货架寿命。
图1 黄原胶溶液在热处理条件下具有良好的稳定性黄原胶的酸碱稳定性溶液的酸碱度变化对于黄原胶的粘度是完全没有影响的。
只是PH11以上或PH2以下的强酸、强碱情况下黄原胶的粘度有轻微的影响。
黄原胶的性能及其应用黄原胶的性能及其应用摘要：论述黄原胶的性质、生产工艺、技术关键, 讨论了黄原胶的发酵设备、生产过程中分离、干燥、粉碎等工序。
关键词：黄原胶发酵1 、概述黄原胶又名汉生胶、黄菌胶、占吨胶在食品工业中可作为理想的增稠剂及稳定剂使用。
黄原胶是由甘,、兰、黑腐病黄单胞杆菌发酵产生的胞外微生物多糖, 是新型的发酵工程产品及食品添加剂。
由于它的大分子特殊结构和胶体特性, 具有多种功能, 可作乳化剂、稳定剂、凝胶增稠剂、浸润剂、膜成形剂,广泛用于石油开采、食品等二十多个行业。
国际市场价格居高不下。
我国是应用黄原胶的大国, 但目前生产仍处于开发阶段, 供需矛盾突出, 亟待开发。
2 、特性及应用2. 1 特性黄原胶是由淀粉在黄杆菌酶的作用下,1, 6- 糖苷键被切断, 支链被打开, 并重新按1, 4 键合成直链组成的一种生物高分子多糖聚合物, 其分子量为2 ×106 ～ 2× 107 之间,粘度≥0. 55Pa·s, 无毒。
黄原胶是一种浅黄褐色或灰褐色粉末, 它具有纤维素葡萄糖的主链及含三糖的侧链, 有些侧链带丙酮酸和醋酸基团, 因此具有许多独特而优良的特性。
它易溶于水, 其水溶液呈透明胶状, 它在冷水、热水中的分散性稳定, 在低浓度下能产生很高的粘度, 增稠性良好, 浸泡1h( 搅拌时间≤ 1h) 应呈溶胶状。
该水溶液具有较高的假塑性, 良好的稳定性, 广泛pH 值( pH= 1～13) 稳定性和宽温度范围( 18～80 ℃粘度变化很小, 不受温度影响) 的稳定, 同时也具有良好的分散作用、乳化作用。
在碱性及高盐条件下也很稳定。
黄原胶与酸碱和盐类的配伍性好、与半乳甘露聚糖的反应性好、抗污染力强、抗生物酸降解, 对于各种酸的氧化、还原稳定性好; 也具有优良的冻融稳定性和优良的乳化性能与固体悬浮能力。
黄原胶是一种性能优良的多功能生物高分子聚合物。
2. 2 应用 2. 2. 1 食品工业黄原胶用作稳定剂、乳化剂、悬浮剂、增稠剂、泡沫增强剂和加工辅助剂。
黄原胶性能及使用说明梅花生物科技集团股份有限公司黄原胶卓越的稳定性屈变值黄原胶对于多相体系的卓越稳定性是其最为有用的性能之一。
无论是固体（悬浮），液体（乳化），气体（泡沫稳定），或者是以上三种情况的结合黄原胶都能发挥十分有效的稳定作用。
溶液的屈变值是这种稳定作用的重要特征，所谓屈变值就是在溶液不发生流动的情况下，所能接受的最大剪切力。
由于低浓度的的黄原胶溶液就具有一定的屈变值，所以在静态或者较低的剪切力作用下，分散体系（悬浮液，乳化液或泡沫液）都保持良好的稳定性。
剪切作用/假塑作用在牛顿溶液中，剪切力是与剪切速度成正比的，高速剪切下溶液的流动性并不改善。
与之相反黄原胶溶液具有很强的抵抗作用，但是随着剪切作用的增加粘度会迅速下降。
溶液的假塑性程度是随着浓度的增加而增加的。
但是黄原胶即使在很低的浓度下也会表现出假塑性。
一旦剪切力作用解除，溶液的粘度会立即恢复。
高剪切作用下，比如泵送时，黄原胶使溶液的外表粘度很小。
此外，黄原胶对于长时间的剪切作用具有异常的抵抗作用。
这样使料液在均质和高速混合后粘度很少损失。
黄原胶的热稳定性和别的增稠剂相比较，黄原胶对于温度变化时表现出的稳定性十分卓越，黄原胶溶液在加热时表现出极好的稳定性。
即使在盐或者酸存在下也是如此。
对异常温度所显示的稳定性是黄原胶典型的，也是独一无二的性能，在多次高温处理时，如巴氏杀菌，或者彻底灭菌（甚至130℃时经历几分钟）当体系冷却下来，实际上粘度并不发生变化。
很多其它常用的增稠剂，在温度升高时，粘度会下降，而且在巴氏杀菌或彻底杀菌以后，粘度会受到很大影响，这一点，当有酸存在时，特别明显。
使用黄原胶作为稳定剂可以确保产品粘度恒久如一，而且在各种储存条件下，都能延长产品的货架寿命。
图1 黄原胶溶液在热处理条件下具有良好的稳定性黄原胶的酸碱稳定性溶液的酸碱度变化对于黄原胶的粘度是完全没有影响的。
只是PH11以上或PH2以下的强酸、强碱情况下黄原胶的粘度有轻微的影响。
黄原胶的性能与应用领域5.1 黄原胶的性能黄原胶是一种类白色或浅黄色的粉末，是目前国际上集增稠、悬浮、乳化、稳定于一体，性能较为优越的生物胶。
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更多的官能团，在特定条件下会显示独特性能。
它在水溶液中呈多聚阴离子且构象是多样的，不同条件下表现出不同的特性，具有独特的理化性质。
5.1.1 悬浮性和乳化性黄原胶因为具有显著的增加体系黏度和形成弱凝胶结构的特点而经常被用于食品或其它产品，以提高O/W乳状液的稳定性。
但麻建国的研究发现，只有黄原胶的添加量达到一定量后，才能得到预定的稳定作用。
在黄原胶质量分数小于0.001%时，试验体系的稳定性变化不大；质量分数在0.01%--0.02%时样品底部富水层出现，但体系无明显分层；质量分数大于0.02%时，乳状液很快分层。
只有当质量分数超过0.25%时，黄原胶才能起到提高体系稳定性的作用。
5.1.2 水溶性和增稠性黄原胶在水中能快速溶解，水溶性很好，在冷水中也能溶解，可省去繁杂的加热过程，使用方便。
吉武科等在25℃下，用NDJ-1型旋转黏度计6r/min时测得质量分数0.1%、012%、0.3%、0.7%、0.9%的黄原胶黏度分别为100mPa·s、480mPa·s、1300mPa·s、5400mPa·s 和8600mPa·s。
从测试结果看出，黏度随浓度的递减而不成比例地降低，且质量分100mPa·s左右，而许多其他胶类在质量分数为0.1%时，黏度几乎为零。
由此可见，黄原胶具有低浓度高黏度的特性。
5.1.3 流变性即触变性或假塑性，黄原胶的水溶液，在受到剪切作用时，黏度急剧下降，且剪切速度越高，黏度下降越快，如6r/min时质量分数0.3%的黄原胶黏度为1300mPa·s，而60r/min时黏度仅为400mPa·s，还不到原来的1/3，当剪切力消除时，则立即恢复原有的黏度。
黄原胶作用黄原胶是一种常用的高分子药物辅料，具有广泛的应用领域。
它主要通过增加药物的黏度和改善稳定性来改善药物的体外和体内性能。
下面将详细介绍黄原胶的作用及其在医药领域中的应用。
首先，黄原胶具有增加药物黏度的作用。
黄原胶是一种高分子化合物，具有较高的黏度和粘附性。
当黄原胶与药物相结合时，它能够增加药物的粘稠度，使药物在体内停留更长的时间。
这意味着药物可以更好地附着在治疗区域，提高治疗效果。
此外，增加药物黏度还可以增加药物在局部应用时的附着性，减少药物的流失，提高药效。
其次，黄原胶可以改善药物的稳定性。
在一些药物配方中，药物的稳定性是一个重要的考虑因素。
黄原胶可以作为一种稳定剂添加到药物中，提高药物的耐受性，延长药物的保质期。
黄原胶可以阻止药物分解和氧化，保持药物的活性。
这种稳定性对于充分发挥药物疗效非常重要。
此外，黄原胶还具有增加药物的溶解度的作用。
某些药物在体内的溶解度较低，容易形成结晶或沉淀，使药物难以吸收。
黄原胶作为一种增溶剂，可以促进药物的溶解，增加其溶解度，并改善药物的吸收性能。
这对于口服药物尤为重要，能够提高药物的生物利用度。
最后，黄原胶还可用于制备控释药物系统。
控释药物系统是一种能够延缓药物释放的系统，可以提供持续的药物输送。
黄原胶具有良好的可控释性能，可以在体内逐渐释放药物，实现治疗的持续性。
通过调节黄原胶的浓度和结构，可以控制药物的释放速率和释放时间，从而实现个性化的治疗。
综上所述，黄原胶作为一种高分子药物辅料，在医药领域有着广泛的应用。
它可以增加药物黏度，改善药物稳定性，提高药物溶解度，并用于制备控释药物系统。
黄原胶的作用使得药物更容易吸收和留存，从而提高了其治疗效果。
因此，黄原胶在药物制剂中的应用前景广阔，有望为临床治疗带来更多的益处。
黄原胶说明Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998黄原胶性能及使用说明梅花生物科技集团股份有限公司黄原胶卓越的稳定性屈变值黄原胶对于多相体系的卓越稳定性是其最为有用的性能之一。
无论是固体（悬浮），液体（乳化），气体（泡沫稳定），或者是以上三种情况的结合黄原胶都能发挥十分有效的稳定作用。
溶液的屈变值是这种稳定作用的重要特征，所谓屈变值就是在溶液不发生流动的情况下，所能接受的最大剪切力。
由于低浓度的的黄原胶溶液就具有一定的屈变值，所以在静态或者较低的剪切力作用下，分散体系（悬浮液，乳化液或泡沫液）都保持良好的稳定性。
剪切作用/假塑作用在牛顿溶液中，剪切力是与剪切速度成正比的，高速剪切下溶液的流动性并不改善。
与之相反黄原胶溶液具有很强的抵抗作用，但是随着剪切作用的增加粘度会迅速下降。
溶液的假塑性程度是随着浓度的增加而增加的。
但是黄原胶即使在很低的浓度下也会表现出假塑性。
一旦剪切力作用解除，溶液的粘度会立即恢复。
高剪切作用下，比如泵送时，黄原胶使溶液的外表粘度很小。
此外，黄原胶对于长时间的剪切作用具有异常的抵抗作用。
这样使料液在均质和高速混合后粘度很少损失。
黄原胶的热稳定性和别的增稠剂相比较，黄原胶对于温度变化时表现出的稳定性十分卓越，黄原胶溶液在加热时表现出极好的稳定性。
即使在盐或者酸存在下也是如此。
对异常温度所显示的稳定性是黄原胶典型的，也是独一无二的性能，在多次高温处理时，如巴氏杀菌，或者彻底灭菌（甚至130℃时经历几分钟）当体系冷却下来，实际上粘度并不发生变化。
很多其它常用的增稠剂，在温度升高时，粘度会下降，而且在巴氏杀菌或彻底杀菌以后，粘度会受到很大影响，这一点，当有酸存在时，特别明显。
使用黄原胶作为稳定剂可以确保产品粘度恒久如一，而且在各种储存条件下，都能延长产品的货架寿命。
图1 黄原胶溶液在热处理条件下具有良好的稳定性黄原胶的酸碱稳定性溶液的酸碱度变化对于黄原胶的粘度是完全没有影响的。
1.黄原胶的简介黄原胶,又称黄胶、汉生胶，是一种自然多糖和重要的生物高聚物，由甘蓝黑腐病野油菜黄单胞菌以碳水化合物为主要原料，经好氧发酵生物工程技术产生的。
黄原胶可以溶于冷水和热水中，具有高粘度，高耐酸、碱、盐特性、高耐热稳定性、悬浮性、触变性等，常被用作增稠剂、乳化剂、悬浮剂、稳定剂，具有广阔的市场前景，广泛应用于日用化工、食品、医药、采油、纺织、陶瓷、印染等领域。
3.黄原胶的应用3.1黄原胶在日用化学工业中的应用3.1.1在化妆品行业中的应用黄原胶在化妆品行业中的最重要用途是用于牙膏。
其优良的剪切稀化流动行为使牙膏易于从管中挤出和泵送分装。
黄原胶是所有类型牙膏的优良结合剂，其易于水化、优秀的酶稳定性可生产出均匀稳定的产品，并改良产品的延展成条性。
对护肤霜和乳液，黄原胶提供优良的稳定性。
黄原胶静置时的高粘度有利于个人护理产品中均匀分散油相的稳定，擦用时的剪切变稀性质则提供了良好的润滑和爽肤作用[10]。
抗氧化剂抗坏血酸，因为能促进胶原蛋白合成，预防老化，减少细纹、淡化黑色素常用于护肤类化妆品中，但是为了把有效成分运送到特定位置必须选用合适的运送体系，这时在o/w 的微乳化体系中加入少量黄原胶作为增稠剂可以起到很好的效果[11]。
黄原胶还可以作为遮光剂用于防晒类护肤品中，使皮肤免受紫外线的伤害[12]。
另外黄原胶也可以作为增稠剂在低pH值和高电解质存在的条件下用于美白化妆品中[13]。
黄原胶用于眼影中可以使眼影具有流体结构，良好的稳定性，更重要的是可以让眼影在45℃的条件下保存两个月[14]。
洗涤香波由于易于使用，和在头发上易于扩散而被人们广泛接受。
但是，当洗发香波里含有小尺寸颗粒活性成分时，这些颗粒的悬浮和沉积就会带来各种问题。
这时如果加入少许黄原胶就可以改良香波的流动性质，悬浮不溶性色素和药用成分，产生稳定、丰富、细腻的奶油状泡沫，而且在广范围pH值内与表面活性剂及其他添加剂有协同相互作用[15]。
黄原胶是一种自然多糖和重要的生物高聚物。
在增黏、增稠、抗盐及抗污染能力远比PAM,CMC等聚合物优越。
对加快钻井速度、防止油井坍塌、保护油气田、防止井喷和大幅度提高采油率等方面都有明显的作用。
低浓度的黄原胶水溶液就可以保持水基钻井液的黏液并控制其流变性能,因而在高速转动的钻头部位黏度极小,大大节约了动力;而在相对静止的钻孔部位却保持高能黏度,起到防止井壁坍塌、便于切削碎石、排出井外等作用。
1 黄原胶性能：（1）假塑流变性黄原胶溶液是一种典型的假塑性流体, 其溶液黏度随剪切速率的增加而明显降低。
在高剪切速率下,聚合体结构解聚为无规则线团结构, 使黏度迅速降低; 当剪切速率解除时, 分子结构又恢复到双螺旋网状聚合体状态, 使溶液黏度瞬间恢复到最大。
（2）增稠性黄原胶具有良好的增稠性能, 特别是在低质量浓度下具有很高的黏度。
3 ×10 - 1 g/ L 的黄原胶溶液能产生0109 Pa·s 的有效黏度, 黄原胶溶液的黏度是同质量浓度下明胶的100 倍。
黏度随浓度的递减而不成比例地降低, 且质量分数0.3 %是高低黏度的分界点黄原胶具有低浓度高黏度的特性（3）稳定性黄原胶溶液在一定的温度范围内( - 4 ℃～93 ℃)反复加热冷冻,其黏度几乎不受影响,10 g/ L 黄原胶溶液由25 ℃加热到120 ℃,其黏度仅降低3 %。
黄原胶溶液对酸碱十分稳定, 在pH5～10 其黏度不受影响。
能和许多盐溶液混溶, 黏度不受影响。
它可以分别在100 g/ L KCl , 100 g/ L NaCl , 100 g/ L CaCl 2和50 g/ L Na 2 CO 3 溶液中长期存放90 d (25 ℃,) , 黏度几乎保持不变。
许多酶如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和半纤维素酶等都不能使黄原胶降解。
由于侧链葡萄糖醛酸基带负电荷,阳离子一般可先于其作用而不再作用于主链,故其粘稠水溶液具有良好的抗盐性能。
精心整理黄原胶性能及使用说明梅花生物科技集团股份有限公司黄原胶卓越的稳定性屈变值所能几分钟）当体系冷却下来，实际上粘度并不发生变化。
很多其它常用的增稠剂，在温度升高时，粘度会下降，而且在巴氏杀菌或彻底杀菌以后，粘度会受到很大影响，这一点，当有酸存在时，特别明显。
使用黄原胶作为稳定剂可以确保产品粘度恒久如一，而且在各种储存条件下，都能延长产品的货架寿命。
图1黄原胶溶液在热处理条件下具有良好的稳定性黄原胶的酸碱稳定性溶液的酸碱度变化对于黄原胶的粘度是完全没有影响的。
只是PH11以上或PH2以下的强酸、强碱情况下黄原胶的粘度有轻微的影响。
这种特点传统的增稠剂或稳定剂是不具备的。
图2黄原胶溶液的酸碱稳定性黄原胶的微波稳定性用黄原胶作为稳定剂而形成的体系，即使在微波中间冻结—解冻都对其性能不会产生影响。
图3黄原胶在1%NaCl中的微波冻结—解冻稳定性黄原胶具有极好的相溶性化。
PH 作为一个普遍的规则，为了获得理想和稳定的粘度，加入一定量的盐是有帮助的。
图4盐的浓度对1%黄原胶溶液粘度的影响图5盐的浓度对1%黄原胶溶液的流变性影响酸黄原胶同绝大部分有机酸（醋酸、柠檬酸、乳酸、琥珀酸）相容，和其它常用的增稠剂相比更加稳定，黄原胶可直接地溶于酸性溶液中，但为了达到最佳效果，我们建议可先将黄原胶制成胶体溶液，再加入酸。
有机溶剂总的来说，黄原胶不溶于有机溶剂，但是它可直接地溶于65%的甘油中。
然而，在黄原胶溶于水以后，40%的丙酮，乙醇或异丙醇可以加入到溶液中，而不会引起胶体的沉淀。
其他增稠剂黄原胶能和绝大多数通常使用的增稠剂相容，无论是天然的还是合成的。
如淀粉、卡拉胶、果胶、琼脂、海藻胶、纤维衍生物等等，黄原胶能应用于很多的稳定体系中。
和别的增稠剂相结合，黄原胶可以用作组织改良剂，以达到控制粘度和获得所希望的流变性的目的。
酶黄原胶对于酶的降解具有很强的抵抗作用，无论是原料中固有的还是为了加工目的而加入的商品化酶制剂（如淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、纤维素酶）都不会对黄原胶产生分解作用。
黄原胶性能及使用说明梅花生物科技集团股份有限公司黄原胶卓越的稳定性屈变值黄原胶对于多相体系的卓越稳定性是其最为有用的性能之一。
无论是固体（悬浮），液体（乳化），气体（泡沫稳定），或者是以上三种情况的结合黄原胶都能发挥十分有效的稳定作用。
溶液的屈变值是这种稳定作用的重要特征，所谓屈变值就是在溶液不发生流动的情况下，所能接受的最大剪切力。
由于低浓度的的黄原胶溶液就具有一定的屈变值，所以在静态或者较低的剪切力作用下，分散体系（悬浮液，乳化液或泡沫液）都保持良好的稳定性。
剪切作用/假塑作用在牛顿溶液中，剪切力是与剪切速度成正比的，高速剪切下溶液的流动性并不改善。
与之相反黄原胶溶液具有很强的抵抗作用，但是随着剪切作用的增加粘度会迅速下降。
溶液的假塑性程度是随着浓度的增加而增加的。
但是黄原胶即使在很低的浓度下也会表现出假塑性。
一旦剪切力作用解除，溶液的粘度会立即恢复。
高剪切作用下，比如泵送时，黄原胶使溶液的外表粘度很小。
此外，黄原胶对于长时间的剪切作用具有异常的抵抗作用。
这样使料液在均质和高速混合后粘度很少损失。
黄原胶的热稳定性和别的增稠剂相比较，黄原胶对于温度变化时表现出的稳定性十分卓越，黄原胶溶液在加热时表现出极好的稳定性。
即使在盐或者酸存在下也是如此。
对异常温度所显示的稳定性是黄原胶典型的，也是独一无二的性能，在多次高温处理时，如巴氏杀菌，或者彻底灭菌（甚至130℃时经历几分钟）当体系冷却下来，实际上粘度并不发生变化。
很多其它常用的增稠剂，在温度升高时，粘度会下降，而且在巴氏杀菌或彻底杀菌以后，粘度会受到很大影响，这一点，当有酸存在时，特别明显。
使用黄原胶作为稳定剂可以确保产品粘度恒久如一，而且在各种储存条件下，都能延长产品的货架寿命。
图1 黄原胶溶液在热处理条件下具有良好的稳定性黄原胶的酸碱稳定性溶液的酸碱度变化对于黄原胶的粘度是完全没有影响的。
只是PH11以上或PH2以下的强酸、强碱情况下黄原胶的粘度有轻微的影响。
黄原胶由于其独特的性质，在食品、石油、医药等十几个领域都有其身影，这种微生物多糖物质的优势已经展现出来了，这些都得益于其具备如下良好的性能和广泛的用途。
一、性能：1、悬浮性和乳化性对不溶性固体和油滴具有良好的悬浮作用。
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、水溶性在水中能快速溶解，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。
3、增稠性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。
5、对热的稳定性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。
6、对酸碱的稳定性在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%。
7、对盐的稳定性能和许多盐溶液(钾盐、钠盐、钙盐、镁盐等)混溶，粘度不受影响。
二、作用①食品方面：许多食品中都添加黄原胶作为稳定剂、乳化剂、悬浮剂、增稠剂和加工辅助剂。
被广泛应用于色拉调料、面包、奶制品、冷冻食品、饮料、调味品、酿造、糖果、糕点、汤料和罐头食品中。
②日用化工方面：黄原胶分子中含有大量的亲水基团，是一种良好的表面活性物质，并具有抗氧化、防止皮肤衰老等功效，因此，几乎绝大多数高档化妆品中都将黄原胶作为其主要功能成分。
③医学方面：黄原胶是目前国际上炙手可热的微胶囊药物囊材中的功能组分，在控制药物缓释方面发挥重要作用；由于其自身的强亲水性和保水性，还有许多具体医疗操作方面的应用，如可形成致密水膜，从而避免皮肤感染；减轻病人放射治疗后的口渴等。
黄原胶的结构、性能与应用黄原胶是一种多糖化合物，由葡萄糖基单元连接而成，呈现出细长丝状结构，具有高度的缠绕性。
其分子量范围在-之间，具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍黄原胶的结构、性能及其应用领域。
黄原胶是由葡萄糖基单元通过β-1,4糖苷键连接而成的多糖化合物，具有一个完整的糖基结构。
其分子结构中包含有多个羟基和氨基等极性基团，这些基团的存在使得黄原胶具有很好的水溶性和离子交换能力。
黄原胶具有出色的热稳定性，能够在高温下保持稳定，不被分解。
其热稳定性主要归功于其分子结构中的葡萄糖单元之间的脱水缩合作用，这种作用使得黄原胶在高温下不易变性。
黄原胶具有很好的化学稳定性，可以抵抗多种化学试剂的侵蚀。
它能够耐酸、耐碱，并且对氧化剂、还原剂等化学物质也具有较好的稳定性。
黄原胶具有较好的机械性能，能够承受一定的机械压力和摩擦力。
其细长丝状结构和高度缠绕性使得黄原胶在受力情况下不易断裂。
黄原胶具有很好的保水性和持水性，可以与水形成氢键，阻止水分流失。
这种性能使得黄原胶在食品、化妆品和制药等领域得到广泛应用。
在食品领域，黄原胶被用作乳化剂、稳定剂和增稠剂等。
它能够提高食品的口感和稳定性，延长食品的保质期。
例如，在冰淇淋、蛋糕和面包等食品中添加黄原胶可以提高食品的口感和稳定性。
在化妆品领域，黄原胶被用作保湿剂、粘合剂和悬浮剂等。
它能够提高化妆品的保湿效果，使化妆品的质地更加细腻，同时还能增强其稳定性。
例如，在面膜、眼霜和指甲油等化妆品中添加黄原胶可以提高其保湿效果和稳定性。
在制药领域，黄原胶被用作药物传输的载体和添加剂等。
它能够提高药物的生物利用度，促进药物在体内的吸收和分布。
例如，在止咳药、抗生素等药品中添加黄原胶可以提高药物的生物利用度，提高药效。
黄原胶作为一种多糖化合物，具有优异的结构和性能特点，使其在多个领域得到广泛应用。
未来随着科技的不断进步，黄原胶的应用前景将更加广阔，有望在更多领域发挥重要作用。
本文将介绍黄原胶的性质、制备方法及其在日用化学工业中的应用。
基金项目:国家教育部高等学校骨干教师计划项目资助;作者简介:崔孟忠,男,38岁,副教授,在读博士。
生物高分子黄原胶的性能、应用与功能化崔孟忠1,李竹云2,徐世艾1(11烟台大学高分子科学与工程重点实验室,烟台 264005;21烟台大学应用化学系,烟台 264005) 摘要:讨论了黄原胶生物大分子的结构与性能关系,从有关黄原胶的性能、开发应用以及在抗菌素药物负载与控释、分散稳定与防腐作用,及其与有机硅化合物配伍制备消泡表面活性材料等,进行功能化改性方面,综述了近20年来国内外研究状况,并探讨了开展生物高分子黄原胶应用与开发研究的思路。
关键词:黄原胶;结构与性能;功能化改性自1985年南开大学生物系在国内率先开展了食品级黄原胶的研究工作以来,我国食品级黄原胶的生产、应用开发及理论研究工作均取得了一定的成果,但是我国工业级黄原胶的应用开发研究不足,采用化学方法对其功能化改性研究工作尚处于空白,因而国内黄原胶的主要应用领域仍局限于食品行业和石油开采行业。
目前国内黄原胶产业效益滑坡,许多黄原胶生产厂家频临停产、半停产状态。
本文从剖析黄原胶生物大分子结构的角度,综述了近20年来国内外黄原胶的性能、应用开发以及功能化改性研究状况,并探讨了开展生物高分子黄原胶应用与开发研究的思路。
1 黄原胶生物高分子的结构与性能黄原胶是一种水溶性生物高分子聚合物,具有类似纤维素的聚β21,42吡喃型葡萄糖的主链以及含糖的侧链(如丙酮酸和乙酸基因),其平均分子量在2×106～5×107道尔顿之间[1]。
黄原胶大分子的一级结构中,主链β2D 葡萄糖经由1,42甙键连接,每两个葡萄糖残基环中的一个连接着一条侧链,侧链则是由两个甘露糖和一个葡萄糖醛酸交替连接而成的三糖基团。
与主链直接相连的甘露糖的C 6上有一个乙酸基团,末端甘露糖的C 4～C 6上则连有一个丙酮酸(成缩酮)[2]。
整个分子结构中则含有大量的伯、仲醇羟基。
其分子结构如图1。
图1 黄原胶的分子结构图2 黄原胶的聚集态结构 黄原胶生物大分子的聚集态结构:侧链与主链间通过氢键结合形成双螺旋结构,并以多重螺旋聚合体状态存在(见图2),正是由于这些多螺旋体形成的网络结构,使黄原胶具有良好的控制水的流动性质,因而具有很好的增稠性能。
黄原胶分子中带电荷的三糖侧链围绕主链骨架结构反向缠绕,形成类似棒状的刚性结构[3,4]。
这种有趣的结构一方面使主链免遭酸、碱、生物酶等其它分子的破坏作用,保持黄原胶溶液的粘度不易受酸、碱影响,抗生物降解;另一方面,该结构状态又使其一定浓度的水溶液呈现溶致液晶的现象[4～6]。
由于侧链葡萄糖醛酸基带负电荷,阳离子一般可先于其作用而不再作用于主链,故其粘稠水溶液具有良好的抗盐性能。
研究表明,黄原胶水溶液对K +、Na +、Ca 2+、Mg 2+等盐具有良好的耐受性,随盐的浓度的增高,金属离子对黄原胶侧链结构的屏蔽作用会使其分子构象更加稳定,由于一定盐度的溶液具有耐温性,因而又提高了黄原胶水溶液的耐温性能。
并且在适宜的pH 值下,黄原胶分子能与高价金属离子M n +发生凝胶化作用[7]。
2 国内黄原胶的性能与应用研究随着黄原胶毒理学及安全性研究工作的开展,1983年世界卫生组织(WH O )和联合国联农组织(FAO )提出将黄原胶作为食品添加剂在世界范围内使用[8],至此黄原胶在食品行业得到了广泛的应用。
我国南开大学于1987年研究通过了食品级黄原胶和生产菌株的毒理学安全试验,1988年8月由国家卫生部批准,黄原胶列入了食品添加剂的使用名单[9]。
国内自1986年以来,在有关黄原胶的物理性质、应用性能等方面开展了一系列研究工作[10～13]。
通过上述研究工作,对黄原胶的假塑流变性、增粘性、溶解性、稳定性、悬浮与乳化性、与其它增稠剂的协效性以及安全性能等,有了较为深刻的认识,对于推广黄原胶在国内食品、饮料行业的应用,起到了十分积极的作用,并进一步促进了黄原胶在食品、饮料行业中的应用研究工作的开展[14～20]。
业己开展的应用研究表明,黄原胶是食品、饮料行业中理想的增稠剂、乳化剂和成型剂,特别在某些苛刻的条件下,黄原胶的性能比明胶、C MC 、海藻等现有的食品添加剂更具优越性。
因而可广泛应用于烘烤食品、冷冻食品、乳品饮料、浓缩果汁、调味剂、火腿制品、糖饴蜜饯等食品饮料,作为稳定剂、增稠与乳化剂等添加剂使用。
黄原胶在假塑流变性、增粘性、溶解性、稳定性等方面所表现出的优异性能,是由于其独特的分子结构和其在水溶液中的构象所决定的。
国内在有关黄原胶的分子结构、分子形貌及其在水溶液中的构象、溶致液晶行为、水凝胶行为等方面性质,也开展了一定的、较为深入的研究工作[6,7,21～23]3 国外有关黄原胶的性能与应用研究国外关于黄原胶的性能与应用研究工作开展的较多,除前述早在70年代开展的有关黄原胶结构、性质的研究工作外,90年代以来,对黄原胶及其参混物等性能与应用进行了更为深入的研究。
如黄原胶缔合物的粘性剪切行为及其在油中的恢复性质的研究[24],结果表明,黄原胶有着良好的触变性,特别在油性溶液中受剪切力作用后,其触变性的恢复时间短。
Cristina 等研究了黄原胶作为淀粉2蔗糖2水胶团体系稳定剂应用时,体系稳定性受冷冻速率、冷冻时间的影响不大,在低温冷冻过程中具有很好的稳定性[25]。
Declean等研究了用黄原胶作为脂肪替代物添加到低脂肪牛肉汉堡包中,对低脂肪牛肉汉堡包的食用质量、保健功能都有较大的提高[26]。
另外对于瓜尔豆胶、刺槐豆胶与黄原胶混合物溶液粘度的协效性以及鼠李聚多糖和黄原胶溶液的流变性等也进行详细的研究[27～29],研究表明,黄原胶与刺槐豆胶有着显著的粘度增效性,而与瓜尔豆胶的相互作用及增效性微弱;鼠李聚多糖与黄原胶的相互作用进一步改善了黄原胶的流变性质,流变性能显著提高。
G arcia Ochoa等采用一种化学动力学模型模拟黄原胶的生产[30],研究了在带有搅拌的生物发酵反应器中,不同的线性增加搅拌速度、溶氧浓度以及起始氮气浓度对黄原胶发酵影响的模拟。
Oliv2 er等对黄原胶系列均相发酵产物的粘弹性进行了测定研究[31],Sim oneau等则采用磁共振成像法(MRI)及DSC研究了甘油三酸酯组成物对黄原胶油/水乳液结晶动力学的影响[32],Ferrero等采用了DSC方法研究了黄原胶作为水胶质对淀粉热转变性能的影响[33],结果表明黄原胶作为水凝胶介质,不能阻止淀粉颗粒中含有支链淀粉的凝沉。
显然上述研究工作体现了研究人员的活跃思维,研究问题的角度已跳出生物工艺学的范畴,而是将黄原胶作为生物活性高分子材料,从化学、材料学的研究角度对其进行了创新性的研究工作。
4 国外对黄原胶进行功能化接枝改性研究黄原胶属于生物高分子化合物,经毒理学和生物学等实验,已证明了黄原胶进入人体内,难于参与代谢过程,对各脏器均不产生任何损害性效应,是一种公认的安全食用胶。
由于黄原胶主、侧链上含有大量的羟基、羧基、成缩酮等活性基团,可发生醚化脱水、酯化脱水等化学反应,进行接枝功能化基因,从而赋予黄原胶新的性能,因而80年代以来,国外在对黄原胶进行功能化接枝改性方面,开展了大量的研究工作。
411 抗菌素药物负载、控释方面的研究早在1984年Simionescu和Dumitriu等就对链脲左菌霉素、卡那霉素、新霉素、四环素以及62氨基青霉素等抗菌素,在诸如羧甲基纤维素氯化物,42氨基苯甲酸纤维素以及黄原胶等天然产物上进行了固载化反应的研究工作[34]。
之后又系统地研究了以二环己基碳酰亚胺(DCI)活化剂,通过与黄原胶的酯化偶联反应,将氯霉素,阿莫西林等药物固载在黄原胶分子链上,得到了大分子药物[35～38],并详细研究了合成大分子药物的工艺条件,大分子药物的抑菌活性、水解缓释的影响因素等[38,39]。
结果表明,大分子药物制成的氯霉素药膏等药效显著,且无过敏现象[35]。
另外,他们也研究了交联态黄原胶水凝胶作为缓释药物的支撑载体材料,实验表明,通过黄原胶与氯乙醇的交联反应,可得到适度交联的水凝胶,其膨胀度在420%～1000%,在此材料中负载1,32二甲基黄嘌吟(茶叶碱)、硝酸异山梨醇酯(消心痛)、6α2甲基217a2羟孕酮(甲羟孕酮)等药物的最大含量分别为80mgΠg,150mgΠg,及28mgΠg[40]。
M ohammad,等对有关控释药物的传递过程中,黄原胶和羟丙基甲基纤维素的流变性质进行了深入的研究[41];K im等对多聚糖类黄原胶的药物分解性质也进行了深入的研究[42]。
Perrier等则利用十一碳烯酸与黄原胶等亲水性的大分子反应产物应用于化妆品或药物等进行了研究[43]。
综上所述,可见自80年代至今,利用黄原胶分子链结构中的活性基因,开展有关抗菌素类药物在水溶性天然大分子黄原胶等物质上的固载化研究工作十分活跃,并申请了相应的专利[43,44]。
412 黄原胶改性作为分散稳定剂及防腐剂的研究由于黄原胶为水溶性多聚糖,利用其主链或侧链上的活性羟基等基因,接枝烷烃基、羟烷基等基团,进行功能化改性,将具有表面活性剂类材料的性质,从而赋予产物具有良好的分散稳定、增稠,以及防腐、抗菌、杀菌性能,并可直接作为食品添加剂或医用外科材料。
Sasaoka等在碱催化下,溶于适量甲醇的黄原胶与环氧丙烷反应,制备得到了醚化取代度为011～410的黄原胶羟烷基化醚,该产物具有良好的增稠、乳化稳定、防腐作用,可作为食品添加剂使用[44,45]。
Mels on等则研究了具有很好防腐性能的含羧基交联聚多糖黄原胶的两步法制备工艺[46]。
Clark等研究了聚多糖黄原胶与全氟代烷烃基的复合物以及多氟酰基衍生物,研究表明前者可用于防止泡沫覆盖层的消泡,作为亲水性或极性水溶液灭火泡沫材料的添加剂[47,48],而后者则是一种性能良好的水溶胀聚合物材料[49]。
S zonyi等通过BuNCl与黄原胶反应得到阳离子化的黄原胶,并进4一步制备了含阴离子表面活性剂的黄原胶组成物,应用于染料或香波复配物中,具有良好的分散稳定性[50]。
Shatzman等开展了可分散黄原胶半缩乙醛制备方法的研究,得到了具有良好防腐抗菌添加剂[51],他们还对利用黄原胶制备增强防腐抗菌活性凝胶材料的生产工艺的研究,制备的产物可用于皮肤等外科消毒剂[52]。
在80至90年代中期,国外在该领域的研究工作较为活跃,取得了大批专利成果。
413 黄原胶与有机硅化合物配伍制备消泡剂的研究美国D ow C orning C orp1研究人员Miura T akahiro发明了一种高效消泡剂,该消泡剂是通过将三甲硅基封端的二甲基硅氧烷、羟基封端的二甲基硅氧烷及多硅酸乙酯的混合物,超细SiO2为填料,以及含有烷撑基化合物、乙二醇、多元醇、羧酸(或羧酸盐或酯)中的一种或一种以上的组分,含聚氧乙烯基团的非离子表面活性剂,聚氧化亚烃基硅氧烷阴离子表面活性剂,含氟表面活性剂,以及含羟基水溶性的聚合物如黄原胶等物料混合复配,在催化剂K OH的催化作用下,通过加热反应制备得到的。
