黄原胶

概述

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。 黄原胶为类似白色或淡黄色粉末，可溶于水，不溶大多数有机溶剂。水溶液对温度、pH、电解质浓度的变化不敏感，故对冷、热、氧化剂、酸、碱及各种酶都很稳定。在低剪切速度下，即使浓度很低也具有高粘度。如1%黄原胶水溶液的粘度相当于同样浓度明胶的100倍。本品水溶液具高假塑性，即静置时呈现高粘度，随剪切速率增加粘度降低 剪切停止，立即恢复原有粘度。 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。
图1为黄原胶

黄原胶性质

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。

应用

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）

使用注意事项

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。

鉴别试验

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。

含量分析

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)。

毒性

ADI不作特殊规定(FAO/WHO，2001)。
可安全用于食品(FDA，§172．695，2000)。

使用限量

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。

食品添加剂最大允许使用量最大允许残留量标准

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