黃原膠的生產(chǎn)及應(yīng)用探討

王良倉

摘 要： 綜述了以玉米淀粉為原料黃原膠的生產(chǎn)過程，黃原膠的主要性能及其在食品、化工等行業(yè)中的應(yīng)用，不斷提高其經(jīng)濟價值。

關(guān)鍵詞：淀粉 黃原膠 生產(chǎn) 應(yīng)用

中圖分類號：TS202.3 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）01-0107-01

黃原膠，又稱黃膠、漢生膠、黃單細胞多糖，是人類研究最深、商業(yè)化應(yīng)用程度最高、以碳水化合物為主要原料，用野油菜黃單胞桿菌，經(jīng)微生物有氧發(fā)酵制取的胞外多糖。由于其獨特的剪切稀釋性質(zhì)，良好的增稠性，理想的乳化穩(wěn)定性，對酸、堿、熱、反復(fù)凍融的高度穩(wěn)定性以及對人體的完全無毒害等許多優(yōu)越的特性，而在食品、石油、醫(yī)藥、日用化工等十幾個領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。

一、黃原膠的生產(chǎn)

1.培養(yǎng)基

黃單孢桿菌產(chǎn)生黃原膠常用的培養(yǎng)基是：以葡萄糖、蔗糖或玉米淀粉等為碳源，以蛋白質(zhì)、魚粉、豆粉或硝酸鹽為氮源，加KH2PO4、MgSO4、CaCO3等無機鹽和Fe2+、Mn2+、Zn2+等微量元素，以及生成促進劑谷氨酸、檸檬酸等合成。

2.生產(chǎn)工藝

①發(fā)酵液處理：通過使用離心、過濾、酶處理、次氯酸鹽氧化、過濾及超濾濃縮等方法進行處理，除去黃原膠中的雜質(zhì)與活性菌體。②沉淀反應(yīng)：用鈣鹽、鋁鹽、季銨鹽或酸沉淀法制取。③過濾沉淀物并進行洗滌。④干燥、粉碎、篩分、成品包裝。

2.1工業(yè)級黃原膠的生產(chǎn)

提取工業(yè)級黃原膠，首先要經(jīng)過滅菌處理，對活菌細胞滅殺，然后直接干燥，主要采用噴霧或滾筒干燥的方法，但是，這些方法會由于發(fā)酵液中水分含量高而加大能量的消耗，且降低成品的顏色與純度，還增加成本；此外，還可以使用沉淀法，用鈣鹽、銨鹽等使黃原膠發(fā)酵慢慢沉淀，見圖1。

10%NaOH水溶液 2%GaCI2水溶液 ↓ ↓ 發(fā)酵液→調(diào)PH值→鹽析→過濾→干燥→粉碎→包裝→成品

圖1鈣鹽沉淀法生產(chǎn)流程因其產(chǎn)品附加值低，市場用受到限制，因此國內(nèi)一般發(fā)展食品級黃原膠。

2.2食品級黃原膠的生產(chǎn)

提取食用級的黃原膠，主要采用沉淀法，通常選用醇類作為沉淀劑，比如有甲醇、乙醇、異丙醇等低級醇。但由于醇的成本高，且可能對后期的生產(chǎn)與應(yīng)用有影響，進而研究出采用非醇類法生產(chǎn)黃原膠，有效地解決了這一問題，且降低了生產(chǎn)成本，具體見圖2。

菌種→種子罐→分級培養(yǎng)→接種→發(fā)酵罐（30℃、通氣、攪拌、48-60h）→放罐→用稀鹽酸調(diào)pH值為2→沉淀→脫水干燥→粉碎→黃色成品。

圖2非醇法生產(chǎn)流程

二、黃原膠的應(yīng)用

1.黃原膠在食品工業(yè)中的應(yīng)用

在食品工業(yè)中主要作為增稠劑、懸浮劑、乳化劑和穩(wěn)定劑，尤其是穩(wěn)定性非常強，即使在pH值為3-9，溫度80-130℃的苛刻條件，也可以達到它基本穩(wěn)定狀況。此外，在食品工業(yè)中還可以應(yīng)用于奶制品、果汁飲料、點心餡以及一些副食品的加工中，通過添加黃原膠并對其進行預(yù)處理，可以有效避免加工制成的成品出現(xiàn)失水現(xiàn)象。

2.黃原膠在石油工業(yè)中的應(yīng)用

在石油工業(yè)中，通過使用黃原膠，明顯提升石油的開采效率，因為黃原膠擁有較強的增粘、增稠、抗鹽、抗污染能力。特別是在海洋、海灘、高鹵層和永凍土層等艱險之地進行鉆井作業(yè)，可以有效避免井噴事件的發(fā)生，且效果非常明顯，此外低濃度的黃原膠水溶液就可保持水基井液的粘度、使鉆井液有好的懸浮性能，這可防止井壁坍塌、抑制地層井噴、便于將切削下的碎石排出井外，其性能遠遠超過聚丙烯酰胺。黃原膠的磨阻特性相對較小，可以實現(xiàn)節(jié)能減耗的目標；再加上黃原膠具有較高的抗鹽、耐高溫性，從而提升油田的采油率，大約能提高10%以上。

3.黃原膠在其它工業(yè)中的應(yīng)用

黃原膠也被廣泛用于其他行業(yè)，可以用作釉漿懸浮劑和粘結(jié)劑，在陶瓷工業(yè)發(fā)揮重大作用，已經(jīng)被作為一項重大技術(shù)革新；作為原料生產(chǎn)的凝膠泡沫滅火劑，主要針對森林、有機溶劑及其它化學(xué)品的滅火中，效果非常明顯。在農(nóng)業(yè)方面，可以充當(dāng)滅蟲劑以及肥料懸浮劑，促進作物生長，通過控制藥物以及肥料的粘附，進而延長其有效期限；還可作為水基油墨和乳化油墨、膠體炸藥、水溶性涂料、工業(yè)擦亮劑、除銹劑、濕法冶金的增稠劑，藥物、化妝品的潤滑劑，牙膏增稠劑，印染工業(yè)的載色劑等。

三、展望

黃原膠的生產(chǎn)增長很快，投資收益率比較高。在黃原膠生產(chǎn)成本中，電和蒸氣成本約占總成本的40%，因此自備熱電可以有效的降低成本，增強產(chǎn)品競爭力。隨著熱電企業(yè)逐漸介入黃原膠生產(chǎn)的趨勢，以及我國黃原膠生產(chǎn)技術(shù)的不斷進步，國內(nèi)黃原膠生產(chǎn)成本逐漸降低，我國黃原膠產(chǎn)品在國際市場上有比較強的競爭力，中國的黃原膠將會對國際市場造成很大影響，國際市場份額將會不斷擴大。 另外，黃原膠在生產(chǎn)中所需的培養(yǎng)基，玉米淀粉占有很大的比例，這也給種植業(yè)的發(fā)展帶來新的商機，為促進農(nóng)民增收，加快“三農(nóng)”發(fā)展具有重要的意義。

參考文獻

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