黃原膠是一種微生物多糖，又稱黃單胞多糖，又稱漢生膠。黃原膠是一種新型的國際發酵產品。英文名稱為Xanthan Gum商品名有Kelzan(工業級，美國)，Keltrol(食品級，美國)， Xc-Polymer(石油用)等。黃原膠是以淀粉為主要原料，通過微生物發酵和一系列生化過程較終獲得的生物聚合物。其主要成分為葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸等。數百萬分子量。它具有突出的高粘度和水溶性、獨特的流變學特性、優異的溫度穩定性和PH穩定性，令人滿意的兼容性。

1. 黃原膠的結構 黃原膠分子由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-五糖重復單元結構聚合體由葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸組成，分子量為2×106～20×乙酸與丙酮酸的比例取決于菌株和后發酵條件。黃原膠聚合物骨架結構類似于纖維素，但是黃原膠的獨特性質在于每隔一個單元上存在的由甘露糖醋酸鹽、終端甘露糖單元以及兩者之間的一個葡萄糖醛酸鹽組成的三糖側鏈。側鏈上的葡萄糖醛酸和丙酮酸群賦予了黃原膠負電荷。帶負電荷的側鏈與側鏈與聚合物骨架的相互作用決定了黃原膠溶液的優良性能。黃原膠的先進結構是通過氫鍵在側鏈和主鏈之間形成螺旋和多個螺旋。黃原膠的二級結構是側鏈繞主鏈骨架反向纏繞，通過氫鍵形成棒狀雙螺旋結構。黃原膠的三級結構是由微弱的非極性共價鍵組成的螺旋復合體。

在低離子強度或高溫溶液中，由于負電荷側鏈相互排斥，黃原膠鏈形成盤旋結構。然而，即使電解質濃度的少量增加也會減少側鏈之間的靜電排斥，使側鏈和氫鍵盤繞過聚合物骨架，聚合物鏈延伸成相對僵硬的螺旋桿。隨著電解質濃度的增加，這種桿狀結構在高溫高濃度下也能穩定存在。離子強度高于0.15mol/L 此結構可維持至100℃不受影響。

水溶性聚合物骨架被化學一般水溶性聚合物骨架后，會失去其增稠能力。在黃原膠溶液中，聚合物骨架周圍纏繞的側鏈使其免受攻擊，因此黃原膠對降解化學物質和酶攻擊有很好的抵抗力。 2.黃原膠的性能 黃原膠是一種白色或淺黃色的粉末，是世界上增稠、懸浮、乳化、穩定的生物膠。分子側鏈末端含有丙酮酸基團，對其性能影響很大。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更多的官能團，在特定條件下會顯示獨特性能。它在水溶液中呈多聚陰離子，形象多樣，在不同條件下具有獨特的理化特性。具體表現如下:

2.1 懸浮和乳化 黃原膠常用于食品或其他產品，因為它具有顯著增加系統粘度和形成弱凝膠結構的特點O/W乳液的穩定性。但麻*[5]等研究發現，只有黃原膠的添加量達到一定量，才能達到預定的穩定效果。黃原膠質量分數小于0.001%時，試驗系統的穩定性變化不大；質量分數為0.01～0.02%樣品底部出現富水層，但系統分層不明顯；質量分數大于0.乳狀液在02%時分層迅速。只有當質量分數超過0時.25%時，黃原膠可以提高系統穩定性。

2.2 水溶性 黃原膠能迅速溶解在水中，具有良好的水溶性。特別是在冷水中也能溶解，可節省復雜的加熱工藝，使用方便。

2.3 流變性 即觸變或假塑性、黃原膠水溶液，在剪切作用下，粘度急劇下降，剪切速度越高，粘度下降越快，如6r/min質量分數為0.3%的黃原膠粘度為1300 mPa.s,而60r/min它的粘度只有4000 mPa.s,不到原來的三分之一，剪切力消除時，原來的粘度會立即恢復。剪切力與粘度的關系是完全可塑的。當黃原膠與納米微晶纖維素復合時，可在水中形成高強度的全天然生物膠，其觸變性更強。

2.4 熱穩定性 由于加熱，一般多糖會發生粘度變化，但黃原膠的水溶液為10~80℃粘度幾乎沒有變化，即使低濃度的水溶液在廣泛的溫度范圍內仍然顯示出穩定的高粘度。黃原膠溶液在一定溫度范圍內(-4~93℃）反復加熱冷凍，粘度幾乎不受影響。

2.5 酸堿穩定性 黃原膠溶液對酸堿非常穩定，可在酸堿條件下使用。黃原膠溶液在pH 2～12 粘度幾乎保持不變。雖然當pH當價值等于或大于9時，黃原膠會逐漸去除乙酰基，而在pH丙酮酸基也會在3點以下失去。但去乙酰基或丙酮酸基對黃原膠溶液的粘度影響不大。即黃原膠溶液在pH2~12范圍內粘度相對穩定，黃原膠是高濃度酸堿混合物的好選擇。

2.6 酶穩定性 蛋白酶、纖維素酶、果膠酶、淀粉酶等常見的微生物酶或工業酶對黃原膠無影響。

3. 應用黃原膠 3.1 黃原膠在日常化工中的應用 3.1.1 應用于化妝品行業 化妝品行業黃原膠較重要的用途是牙膏。其優良的剪切稀化流動使牙膏容易從管道中擠出和泵送。黃原膠是各種牙膏的優良組合劑。它易于水化，酶穩定性優異，能生產出均勻穩定的產品，提高產品的延展性。

黃原膠為護膚霜和乳液提供了良好的穩定性。黃原膠靜置時的高粘度有利于個人護理產品中油相均勻分散的穩定性，擦拭時的剪切變薄提供了良好的潤滑和爽膚效果。抗氧化劑抗壞血酸，因為它能促進膠原蛋白的合成， 防止老化，減少細紋，淡化護膚化妝品中常用的黑色素，但為了將有效成分運輸到特定位置，必須選擇合適的運輸系統o/w在微乳化系統中加入少量黃原膠作為增稠劑，效果很好。黃原膠也可用作防曬護膚品的遮光劑，使皮膚免受紫外線傷害。此外，黃原膠也可用作低增稠劑pH在美白化妝品中使用值和高電解質。

眼影中使用黃原膠可以使眼影具有流體結構，穩定性好，更重要的是，眼影可以在45歲℃保存兩個月。

人們廣泛接受洗滌香波，因為它易于使用，易于在頭發上擴散。然而，當洗發水中含有小顆粒活性成分時，這些顆粒的懸浮和沉積會帶來各種問題。此時，如果加入少量黃原膠，可以改善香波的流動性，懸浮不溶性色素和藥用成分，產生穩定、豐富、精致的奶油泡沫，并在廣泛范圍內pH該值與表面活性劑等添加劑具有協同作用[15]。有專利報道稱，去屑香波中硫化硒的沉積性[16]用黃原膠改善，穩定香波中分散、不溶、不揮發的硅樹脂相。

熱處理后的黃原膠作為頭發化妝品中的固定劑，比其他固定劑具有更多的優點，包括流變改善、硬度突出、光澤突出等。

3.1.2 應用于其他日化行業 表面活性劑和聚合物的混合系統在許多方面具有潛在的應用價值。陰離子、陽離子和非離子表面活性劑都可以與溶液中的水溶性聚合物交聯，交聯在很大程度上取決于表面活性劑和聚合物本身的性質。兩性離子表面活性劑具有陰離子和陽離子表面活性劑的性質，黃原膠是水溶性聚合物理化性能的水溶性聚合物多學者以兩性離子表面活性劑和黃原膠為研究體系，如徐桂英研究兩性離子表面活性劑甜菜堿和黃原膠的相互作用，黃原膠的存在減少了甜菜堿微團中膠束的聚集，原因可能是黃原膠的存在增加了陰離子膠束中表面活性劑的離子化程度。這種混合系統不僅具有陰離子和陽離子表面活性劑的性質，而且毒性低，對皮膚和眼睛溫和，水溶性好，對硬水的抵抗力好，易于生物降解，常用于液體洗滌劑、洗發水、浴液、餐具洗滌劑、蔬菜水果洗滌劑、抗靜電劑等產品。這種混合系統不僅具有陰離子和陽離子表面活性劑的性質，而且毒性低，對皮膚和眼睛溫和，水溶性好，對硬水的抵抗力好，易于生物降解，常用于液體洗滌劑、洗發水、浴液、餐具洗滌劑、蔬菜水果洗滌劑、抗靜電劑等產品。

利用黃原膠對強酸和強堿的穩定性及增粘性，還可以制造工業用的酸性和堿性清洗液。例如，歐洲專利介紹的清潔浴缸和其他剛性表面用的酸性微乳液復配物除含陰離子表面活性劑，非離子表面活性劑和其他添加劑外，也含有黃原膠。黃原膠和刺槐豆膠的混合物還可以作為除臭劑使用。

3.2黃原膠在食品工業中的應用 黃原膠因其良好的乳化穩定性、溫度穩定性、與食品其他成分的相容性和流變性而被廣泛應用于各種食品中。

烘焙食品中使用的黃原膠可以提高烘焙食品在烘焙和儲存期間的持水性和口感的光滑度；飲料可以有效延長果肉飲料的懸浮時間，提高水果和巧克力飲料的口感；冷凍食品可以通過結合自由水穩定，控制冰晶的生長速度，提供理想的結構。在罐頭食品中加入黃原膠，使材料易于泵送和灌裝，并易于保持產品的外觀。乳制品生產中使用的黃原膠可以提高牛奶、冰淇淋、飲料的穩定性，提高奶油的保形力。用于調味料和調味汁，由于其對酸堿的穩定性好，可延長水包油乳液中產品的保質期。此外，黃原膠還可用于低脂食品、保健食品和肉制品。它與槐豆膠的混合物也可用于制作糖果、果醬和果凍。

3.3 黃原膠在石油工業中的應用 聚丙烯酰胺是我國油田的主要化學品CMC、變性淀粉等，導致鉆井成本高，出油率低。黃原膠在增粘、增稠、抗鹽、抗污染能力等方面遠強于其他聚合物，特別是在海洋、海灘、高鹵水層和永凍土層鉆井中，對加快鉆井速度、防止油井坍塌、保護油氣田、防止井噴、大幅提高油率有明顯作用，當黃原膠和磷酸鹽化度為0時.03～0.5.混合使用刺槐豆膠可以取得更好的效果。

3.4 黃原膠在紡織工業中的應用 黃原膠用于印染行業，可作為染料和顏料的懸浮劑、印染控制劑，控制印染泥漿的流動性，防止染料遷移，使圖案清晰，與漿液中的大部分成分相互溶解，其自身的洗滌特性也非常有效。因此，黃原膠廣泛應用于地毯、絲綢等印染行業。

3.5 黃原膠在陶瓷和搪瓷工業中的應用 低濃度時黃原膠的流變性能可使瓷釉中的不溶性成分長期懸浮，與瓷釉成分相互溶解，防止破碎瓷釉成分的形成，縮短研磨時間。同時，還可以控制干燥時間，降低爐溫，相應減少斑點等缺陷，大大提高陶瓷加工工藝，提高產品質量。 3.6 黃原膠在其他方面的應用 黃原膠可作為藥品生產中乳液和懸浮液的乳化穩定劑，使藥品均勻一致。在農業上，黃原膠被用作農藥乳液的穩定劑和懸浮劑。噴灑時，可控制微液滴的大小，防止漂移，使藥物粘附在植物葉片上，延長藥物成分與作物的接觸時間，耐雨水沖刷。漿狀炸藥可提高其稠度，與瓜兒膠一起使用可提高其熱穩定性。據統計，美國每年生產的黃原膠30%用于食品工業，70%用于其他工業。 4.結語 目前, 世界黃原膠年產量約5萬元t, 而且年產量還是8% 速度增加。由于黃原膠具有多種功能， 使用同一產品可同時產生兩種或兩種以上的功能， 因此，市場潛力大， 微生物多糖具有良好的生產開發前景。從國內生產和銷售的角度來看，每年生產的數千噸黃原膠大多用于食品工業。其他工業的應用僅限于石油等少數行業，占總市場份額很小。在國際市場上，黃原膠不僅廣泛應用于食品工業，還廣泛應用于石油鉆探、三次采油、紡織、印染、陶瓷加工、涂料、炸藥、濕冶金、醫藥、農藥、化妝品等行業。與國外黃原膠在幾十個行業和幾十種產品中的應用相比，我們在應用上有很大的差距。因此，要加強對黃原膠性質及其在各行業的應用的研究，為擴大其在其他行業的應用提供理論基礎，使其應用于更多的行業，產生更大的社會經濟效益。

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