黃原膠

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黃原膠(食品級)黃原膠(工業級)


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酵產生的單孢多糖,由于它的大分子特殊結構和膠體特性,而具有多種功能,可作為乳化劑、穩定劑、凝膠增稠劑、浸潤劑、膜成型劑等,廣泛應用于國民經濟各領域。黃原膠被譽為“工業味精”,是目前世界上生產規模最大且用途極為廣泛的微生物多糖。


基本信息


中文名:黃原膠外文名:Xanthan gum別名:漢生膠;昔嘌呤樹膠;黃膠

化學式:C35H49O29CAS號:11138-66-2EINECS號:234-394-2

外觀:白色或淺黃色的粉末


結構


黃原膠又稱黃膠、漢生膠,是一種由黃單胞桿菌發酵產生的細胞外酸性雜多糖。是由D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸按2:2:1組成的多糖類高分子化合物,相對分子質量在100萬以上。黃原膠的二級結構是側鏈繞主鏈骨架反向纏繞,通過氫鍵維系形成棒狀雙螺旋結構。


性狀


黃原膠為淺黃色至白色可流動粉末,稍帶臭味。易溶于冷、熱水中,溶液中性,耐凍結和解凍,不溶于乙醇。遇水分散、乳化變成穩定的親水性粘稠膠體 。


特點性能


黃原膠是目前國際上集增稠、懸浮、乳化、穩定于于一體.性能最優越的生物膠。黃原膠的分子側鏈末端含有丙酮酸基團的多少,對其性能有很大影響。黃原膠具有長鏈高分子的一般性能,但它比一般高分子含有較多的官能團,在特定條件下會顯示獨特性能。它在水溶液中的構象是多樣的,不向條件下表現不同的特性。

1.懸浮性和乳化性:黃原膠對不溶性固體和油滴具有良好的懸浮作用。黃原膠溶膠分子能形成超結合帶狀的螺旋共聚體,構成脆弱的類似膠的網狀結構,所以能夠支持固體顆粒、液滴和氣泡的形態,顯示出很強的乳化穩定作用和高懸浮能力。

2.良好的水溶性:黃原膠在水中能快速溶解,有很好的水溶性。特別在冷水中也能溶解,可省去繁雜的加工過程,使用方便。但由于它有極強的親水性,如果直接加入水小而攪拌不充分,外層吸水膨脹成膠團,會阻止水分進入里層,從而影響作用的發揮,因此必須注意正確使用。黃原膠干粉或與鹽、糖等干粉輔料拌勻后緩促加入正在攪拌的水喂,制成溶液使用。

3.增稠性:黃原膠溶液具有低濃度高粘度的特性(1%水溶液的粘度相當于明膠的100倍),是一種高效的增稠劑。

4.假塑性:黃原膠水溶液在靜態或低的剪切作用下具有高粘度,在高剪切作用下表現為粘度急劇下降,但分子結構不變。而當剪切力消除時,則立即恢復原有的粘度。剪切力和粘度的關系是完全可塑的。黃原膠假塑性非常突出,這種假塑性對穩定懸浮液、乳濁液極為有效。

5.對熱的穩定性:黃原膠溶液的粘度不會隨溫度的變化而發生很大的變化,一般的多糖因加熱會發生粘度變化,但黃原膠的水溶液在10—80℃之間粘度幾乎沒有變化,即使低濃度的水溶液在廣闊的溫度范圍內仍然顯示出穩定的高粘度。1%黃原膠溶液(含1%氯化鉀)從25℃加熱到120℃.其粘度僅降低3%。

6.對酸堿的穩定性:黃原膠溶液對酸堿十分穩定,在PH為5—10之間叫其粘度不受影響,在PH小于4和大于11時粘度有輕微的變化。在PH3—11范圍內,粘度最大使和最小值相差不到10%。黃原膠能溶于多種酸溶液,如5%的硫酸、5%的硝酸、5%的乙酸、10%的鹽酸和25%的磷酸,且這些黃原膠酸溶液在常溫下相當穩定,數月之久件質仍不會發生改變。黃原膠也能溶于氫氧化鈉溶液,并具有增稠特性.所形成的溶液在室溫下十分穩定。黃原膠可被強氧化劑,如過氯酸、過硫酸降解,隨溫度升高,降解加速。

7.對鹽的穩定性:黃原膠溶液能和許多鹽溶液(鉀鹽、鈉鹽、鈣鹽、鎂鹽等)混溶,粘度不受影響。在較高鹽濃度條件下,甚至在飽和鹽溶液中仍保持其溶解性而不發生沉淀和絮凝,其粘度幾乎不受影響。

8.對酶解反應的穩定性:黃原膠穩定的雙螺旋結構使其具有極強的抗氧化和抗酶解能力,許多的酶類如蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶和半纖維素酶等酶都不能使黃原膠降解。


主要用途


在工業中用作多種目的的穩定劑、稠化劑和加工鋪助劑,包括制作罐裝和瓶裝食品、面包房食品、奶制品、冷凍食品、色拉調味品、飲料、釀造、糖果、糕點花色配品等。制作食品時,易于流動,易于倒出倒入,易于管道化,減少能源消耗。


應用添加量

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使用方法


黃原膠在大多數以水為基相體系內完全溶解,但由于它有極強的親水性,如果直接加入水中而攪拌不充分,外層吸水膨脹成膠團,從而阻止水份進入里層,進而影響作用的發揮,因此必須注意正確使用:取一份黃原膠用十份或以上其它干燥的原料,如食品制作中的糖、味精、鹽等物調勻,然后慢慢傾倒在攪拌中的水里,浸泡約兩小時,繼續攪拌至完全溶解。


注意事項


在環境溫度、密閉、干燥條件下保存。


黃原膠在食品工業中的應用


黃原膠作為食品添加劑,已被許多國家接受。這種多糖通過控制產品的流變學行為而顯著改善食品的質地、口感、外觀品質,提高其商業價值,已在飲料、糕點、果凍、罐頭食品、海產品、肉制品加工等領域中成為重要的穩定劑、懸浮劑、乳化劑、增稠劑、粘合劑及具高附加值、高質量的加工原料。具體可概括為以下幾個方面。

1.耐酸、耐鹽的增稠穩定劑

應用于各種果汁飲料、濃縮果汁、調味料(如醬油、蠔油、沙拉調味汁)的食品中。黃原膠的穩定效果明顯優于其它膠,具有較強的熱穩定性,一般的高溫殺菌對其不會有影響,可用于各種果汁飲料、果肉飲料、植物蛋白飲料等,用量0.08%~0.3%。黃原膠優良的耐鹽、耐酸堿性可以完全取代醬油中的傳統增稠劑淀粉等,可以克服淀粉沉淀的缺點,且能使醬油細膩均一,提高掛壁性和著色性,延長貨架期,果醬、豆醬等風味調制醬,用黃原膠作增稠穩定劑,使醬體統一,涂拌性好,不結塊,易于灌裝,且提高口感。

2.乳化劑

作為乳化劑用于各種蛋白質飲料、乳飲料等中,防止油水分層和提高蛋白質的穩定性,防止蛋白質沉淀,也可利用其乳化能力作為起泡劑和泡沫穩定劑,如用于啤酒制造等。在以豆類蛋白為主的乳化體系中加入0.02%的黃原膠后,乳化性明顯提高,并使混合體系具有高的剪切率和熱誘導的高粘特性。

3.填充劑

作為穩定的高粘度填充劑,可廣泛應用于各類點心、面包、餅干、糖果等食品的加工,在不改變食品的傳統風味的前提下,使食品具有更優越的保形性,更長的保質期,更良好的口感,有利于這些食品多樣化和工業化規模生產。在各種冷凍食品生產中,黃原膠具有防止其失水,延緩老化,延長保質期的作用。

4.乳化穩定劑

作為乳化穩定劑應用于冷凍食品,在冰淇淋、雪糕中黃原膠能調整混合物粘度,是使其具有均勻穩定的組成,組織滑軟,由于黃原膠的粘度和溫度的關系有可塑性和剪切性能,故在加工操作時粘度下降,阻力減小,有利于工藝進行,而在冷卻老化階段,粘度恢復,有利于提高膨脹率,防止冰淇淋組織中大冰晶的形成,使冰淇淋口感潤滑細膩。同時提高了產品的凍融穩定性,而且在融化時奶油和水混合均勻,不會產生漿液分離現象。一般老化時間2~3h。用量0.2%~0.4% 。

5.應用于面制品

黃原膠在面食制品中。是值得推廣的添加劑。在掛面、拉面、方便面生產中,加入黃原膠,增強了面團的筋力,壓出的面片有韌性,烘干時降低斷條率,同時改善產品口感,咀嚼有筋,清新爽滑,對油炸方面還可節省用油,降低成本。在速凍餃子餛飩皮中加入黃原膠,能提高產品的口感,減少爛皮和混湯度;在餡類產品中加入總量的0.05%~0.1% 的黃原膠,可以有利于湯汁的保水,保證產品在開水中煮透,湯汁香味濃郁,并可提高和改善口感,黃原膠用面包、蛋糕等的添加劑成分,可增加松軟度和延長產品的貨架期。

6.其它應用

除以上用途外,黃原膠在肉制品、果蔬保鮮罐頭等食品的加工中亦有廣泛應用。


黃原膠在石油工業中的應用


黃原膠一個大市場是石油工業。目前我國油田用化學品主要是聚丙烯酰胺、CMC、變性淀粉等,造成打井成本高、出油率低。黃原膠在增粘、增稠、抗鹽、抗污染能力遠比其它聚合物強,尤其在海洋、海灘、高鹵層和永凍土層鉆井,黃原膠用于泥漿處理、完井液和三次采油等方面效果顯著,對加快鉆井速度、防止油井坍塌、保護油氣田、防止井噴、大幅度提高采油率等方面都有明顯的作用。該產品作為一種理想的添加劑有非常好的發展前景。

1.鉆井行業

鉆井液是鉆井過程中使用的作業流體,在鉆井過程中使用的作業流體,在鉆井過程中,鉆井液起著重要的作用,人們常常把鉆井液比喻為“鉆井的血液”,其功能是:懸浮和攜帶巖屑,清洗井底;潤滑冷卻鉆頭,提高鉆頭進尺,通過鉆頭水眼沖擊地層,有利于破碎巖石;形成泥餅,增加井壁的穩定性;建立能平衡地層壓力的液柱壓力,以防止發生卡、塌、漏、噴等復雜事故;使用渦輪鉆具時,可作傳遞動力的液體。黃原膠是其主要成分之一,其功能是增加黏度和切力,提高鉆井液懸浮能力,這是鉆井液行使功能必可缺少的。

2.采油行業

在提高采收率的各種方法中,聚合物驅油占有重要地位。聚合物的作用是調節注水的流變性,增加驅動液的黏度,改善水驅波及效率。降低地層水相滲透率,使水與油能勻速的向前流動。這類聚合物在油藏條件下,必需具有優良的增黏性能,而且在溫度、壓力及鹽的作用下要有高的黏度保持率。 由于黃原膠溶液具有良好的增粘性、流變性、水溶性、化學穩定性, 并具有較強的機械抗降解能力, 因此可作為油田開采的驅替劑。與一般的水解聚丙烯酰胺相比, 其物理化學性質穩定、加工工藝簡單、驅油效果好、制造成本低,又由于其具有良好的抗剪切降解能力, 在地層中能選擇性流動, 具有更好的驅油效果,已逐漸作為提高油田采收率的驅替劑或改善開采效果的化學調剖劑應用到油田開采中。物理模擬實驗進一步說明黃原膠具有提高石油采收率的作用,是一種性能優良的油田開采驅替劑。用常規方法完成石油的初級和二級開采后,還有50% 以上的油殘留在巖中無法采收。基于經濟和能源上的考慮,人們越來越重視提高石油的回采率,向石油巖層注水的工藝被用于石油的二級開采,但注入液與粘稠原油的相對流動性,使井下仍有大量死油殘留。如果在注入液中加入具有增稠性能的聚合物,既可降低水的流動性,從而提高采油率。許多種聚合物可用作石油回采的流動控制劑,其中黃原膠被認為是最有應用潛力的。黃原膠具有許多提高石油回采率所必須具的基本條件。

3.黃原膠在壓裂液也有所應用,主要用于水基壓裂液的稠化劑,兼有減少摩阻的功能。


黃原膠產品目錄


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