黄原胶

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黄原胶(食品级)黄原胶(工业级)


黄原胶又称黄胶、汉生胶,黄单胞多糖,是一种由假黄单胞菌属发酵产生的单孢多糖,由于它的大分子特殊结构和胶体特性,而具有多种功能,可作为乳化剂、稳定剂、凝胶增稠剂、浸润剂、膜成型剂等,广泛应用于国民经济各领域。黄原胶被誉为“工业味精”,是目前世界上生产规模最大且用途极为广泛的微生物多糖。


基本信息


中文名:黄原胶外文名:Xanthan gum别名:汉生胶;昔嘌呤树胶;黄胶

化学式:C35H49O29CAS号:11138-66-2EINECS号:234-394-2

外观:白色或浅黄色的粉末


结构


黄原胶又称黄胶、汉生胶,是一种由黄单胞杆菌发酵产生的细胞外酸性杂多糖。是由D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸按2:2:1组成的多糖类高分子化合物,相对分子质量在100万以上。黄原胶的二级结构是侧链绕主链骨架反向缠绕,通过氢键维系形成棒状双螺旋结构。


性状


黄原胶为浅黄色至白色可流动粉末,稍带臭味。易溶于冷、热水中,溶液中性,耐冻结和解冻,不溶于乙醇。遇水分散、乳化变成稳定的亲水性粘稠胶体 。


特点性能


黄原胶是目前国际上集增稠、悬浮、乳化、稳定于于一体.性能最优越的生物胶。黄原胶的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较多的官能团,在特定条件下会显示独特性能。它在水溶液中的构象是多样的,不向条件下表现不同的特性。

1.悬浮性和乳化性:黄原胶对不溶性固体和油滴具有良好的悬浮作用。黄原胶溶胶分子能形成超结合带状的螺旋共聚体,构成脆弱的类似胶的网状结构,所以能够支持固体颗粒、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.良好的水溶性:黄原胶在水中能快速溶解,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,如果直接加入水小而搅拌不充分,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。黄原胶干粉或与盐、糖等干粉辅料拌匀后缓促加入正在搅拌的水喂,制成溶液使用。

3.增稠性:黄原胶溶液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:黄原胶水溶液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。剪切力和粘度的关系是完全可塑的。黄原胶假塑性非常突出,这种假塑性对稳定悬浮液、乳浊液极为有效。

5.对热的稳定性:黄原胶溶液的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。1%黄原胶溶液(含1%氯化钾)从25℃加热到120℃.其粘度仅降低3%。

6.对酸碱的稳定性:黄原胶溶液对酸碱十分稳定,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%。黄原胶能溶于多种酸溶液,如5%的硫酸、5%的硝酸、5%的乙酸、10%的盐酸和25%的磷酸,且这些黄原胶酸溶液在常温下相当稳定,数月之久件质仍不会发生改变。黄原胶也能溶于氢氧化钠溶液,并具有增稠特性.所形成的溶液在室温下十分稳定。黄原胶可被强氧化剂,如过氯酸、过硫酸降解,随温度升高,降解加速。

7.对盐的稳定性:黄原胶溶液能和许多盐溶液(钾盐、钠盐、钙盐、镁盐等)混溶,粘度不受影响。在较高盐浓度条件下,甚至在饱和盐溶液中仍保持其溶解性而不发生沉淀和絮凝,其粘度几乎不受影响。

8.对酶解反应的稳定性:黄原胶稳定的双螺旋结构使其具有极强的抗氧化和抗酶解能力,许多的酶类如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和半纤维素酶等酶都不能使黄原胶降解。


主要用途


在工业中用作多种目的的稳定剂、稠化剂和加工铺助剂,包括制作罐装和瓶装食品、面包房食品、奶制品、冷冻食品、色拉调味品、饮料、酿造、糖果、糕点花色配品等。制作食品时,易于流动,易于倒出倒入,易于管道化,减少能源消耗。


应用添加量

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使用方法


黄原胶在大多数以水为基相体系内完全溶解,但由于它有极强的亲水性,如果直接加入水中而搅拌不充分,外层吸水膨胀成胶团,从而阻止水份进入里层,进而影响作用的发挥,因此必须注意正确使用:取一份黄原胶用十份或以上其它干燥的原料,如食品制作中的糖、味精、盐等物调匀,然后慢慢倾倒在搅拌中的水里,浸泡约两小时,继续搅拌至完全溶解。


注意事项


在环境温度、密闭、干燥条件下保存。


黄原胶在食品工业中的应用


黄原胶作为食品添加剂,已被许多国家接受。这种多糖通过控制产品的流变学行为而显著改善食品的质地、口感、外观品质,提高其商业价值,已在饮料、糕点、果冻、罐头食品、海产品、肉制品加工等领域中成为重要的稳定剂、悬浮剂、乳化剂、增稠剂、粘合剂及具高附加值、高质量的加工原料。具体可概括为以下几个方面。

1.耐酸、耐盐的增稠稳定剂

应用于各种果汁饮料、浓缩果汁、调味料(如酱油、蚝油、沙拉调味汁)的食品中。黄原胶的稳定效果明显优于其它胶,具有较强的热稳定性,一般的高温杀菌对其不会有影响,可用于各种果汁饮料、果肉饮料、植物蛋白饮料等,用量0.08%~0.3%。黄原胶优良的耐盐、耐酸碱性可以完全取代酱油中的传统增稠剂淀粉等,可以克服淀粉沉淀的缺点,且能使酱油细腻均一,提高挂壁性和着色性,延长货架期,果酱、豆酱等风味调制酱,用黄原胶作增稠稳定剂,使酱体统一,涂拌性好,不结块,易于灌装,且提高口感。

2.乳化剂

作为乳化剂用于各种蛋白质饮料、乳饮料等中,防止油水分层和提高蛋白质的稳定性,防止蛋白质沉淀,也可利用其乳化能力作为起泡剂和泡沫稳定剂,如用于啤酒制造等。在以豆类蛋白为主的乳化体系中加入0.02%的黄原胶后,乳化性明显提高,并使混合体系具有高的剪切率和热诱导的高粘特性。

3.填充剂

作为稳定的高粘度填充剂,可广泛应用于各类点心、面包、饼干、糖果等食品的加工,在不改变食品的传统风味的前提下,使食品具有更优越的保形性,更长的保质期,更良好的口感,有利于这些食品多样化和工业化规模生产。在各种冷冻食品生产中,黄原胶具有防止其失水,延缓老化,延长保质期的作用。

4.乳化稳定剂

作为乳化稳定剂应用于冷冻食品,在冰淇淋、雪糕中黄原胶能调整混合物粘度,是使其具有均匀稳定的组成,组织滑软,由于黄原胶的粘度和温度的关系有可塑性和剪切性能,故在加工操作时粘度下降,阻力减小,有利于工艺进行,而在冷却老化阶段,粘度恢复,有利于提高膨胀率,防止冰淇淋组织中大冰晶的形成,使冰淇淋口感润滑细腻。同时提高了产品的冻融稳定性,而且在融化时奶油和水混合均匀,不会产生浆液分离现象。一般老化时间2~3h。用量0.2%~0.4% 。

5.应用于面制品

黄原胶在面食制品中。是值得推广的添加剂。在挂面、拉面、方便面生产中,加入黄原胶,增强了面团的筋力,压出的面片有韧性,烘干时降低断条率,同时改善产品口感,咀嚼有筋,清新爽滑,对油炸方面还可节省用油,降低成本。在速冻饺子馄饨皮中加入黄原胶,能提高产品的口感,减少烂皮和混汤度;在馅类产品中加入总量的0.05%~0.1% 的黄原胶,可以有利于汤汁的保水,保证产品在开水中煮透,汤汁香味浓郁,并可提高和改善口感,黄原胶用面包、蛋糕等的添加剂成分,可增加松软度和延长产品的货架期。

6.其它应用

除以上用途外,黄原胶在肉制品、果蔬保鲜罐头等食品的加工中亦有广泛应用。


黄原胶在石油工业中的应用


黄原胶一个大市场是石油工业。目前我国油田用化学品主要是聚丙烯酰胺、CMC、变性淀粉等,造成打井成本高、出油率低。黄原胶在增粘、增稠、抗盐、抗污染能力远比其它聚合物强,尤其在海洋、海滩、高卤层和永冻土层钻井,黄原胶用于泥浆处理、完井液和三次采油等方面效果显著,对加快钻井速度、防止油井坍塌、保护油气田、防止井喷、大幅度提高采油率等方面都有明显的作用。该产品作为一种理想的添加剂有非常好的发展前景。

1.钻井行业

钻井液是钻井过程中使用的作业流体,在钻井过程中使用的作业流体,在钻井过程中,钻井液起着重要的作用,人们常常把钻井液比喻为“钻井的血液”,其功能是:悬浮和携带岩屑,清洗井底;润滑冷却钻头,提高钻头进尺,通过钻头水眼冲击地层,有利于破碎岩石;形成泥饼,增加井壁的稳定性;建立能平衡地层压力的液柱压力,以防止发生卡、塌、漏、喷等复杂事故;使用涡轮钻具时,可作传递动力的液体。黄原胶是其主要成分之一,其功能是增加黏度和切力,提高钻井液悬浮能力,这是钻井液行使功能必可缺少的。

2.采油行业

在提高采收率的各种方法中,聚合物驱油占有重要地位。聚合物的作用是调节注水的流变性,增加驱动液的黏度,改善水驱波及效率。降低地层水相渗透率,使水与油能匀速的向前流动。这类聚合物在油藏条件下,必需具有优良的增黏性能,而且在温度、压力及盐的作用下要有高的黏度保持率。 由于黄原胶溶液具有良好的增粘性、流变性、水溶性、化学稳定性, 并具有较强的机械抗降解能力, 因此可作为油田开采的驱替剂。与一般的水解聚丙烯酰胺相比, 其物理化学性质稳定、加工工艺简单、驱油效果好、制造成本低,又由于其具有良好的抗剪切降解能力, 在地层中能选择性流动, 具有更好的驱油效果,已逐渐作为提高油田采收率的驱替剂或改善开采效果的化学调剖剂应用到油田开采中。物理模拟实验进一步说明黄原胶具有提高石油采收率的作用,是一种性能优良的油田开采驱替剂。用常规方法完成石油的初级和二级开采后,还有50% 以上的油残留在岩中无法采收。基于经济和能源上的考虑,人们越来越重视提高石油的回采率,向石油岩层注水的工艺被用于石油的二级开采,但注入液与粘稠原油的相对流动性,使井下仍有大量死油残留。如果在注入液中加入具有增稠性能的聚合物,既可降低水的流动性,从而提高采油率。许多种聚合物可用作石油回采的流动控制剂,其中黄原胶被认为是最有应用潜力的。黄原胶具有许多提高石油回采率所必须具的基本条件。

3.黄原胶在压裂液也有所应用,主要用于水基压裂液的稠化剂,兼有减少摩阻的功能。


黄原胶产品目录


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