愛華網(wǎng)華東理工大學食品科學與工程系胡國華
黃原膠（XanthanGum），又稱黃膠、漢生膠，是以玉米淀粉、蔗糖等為主要原料，經(jīng)生物工程方法得到的一種高分子微生物陰離子多糖，可以溶于冷水和熱水之中，由于它的高粘度，高耐酸、堿、特性和高耐熱穩(wěn)定性，是目前所知的性能最為優(yōu)越的生物膠之一，其獨特的理化性能使之集增稠、懸浮及乳化穩(wěn)定等功能于一身。作為增稠劑和穩(wěn)定劑在食品、醫(yī)藥，化妝品等行業(yè)中，都有極廣泛的應用。
黃原 膠是由甘 藍 黑 腐 病 野 油 菜 黃 單 胞 菌(XanthomonasCampeseris)以 碳 水 化 合 物 為 主 要 原 料 ， 經(jīng) 好 氧 發(fā) 酵 生 物 工 程 技 術(shù)產(chǎn) 生 的 一 種 高 粘 度 水 溶 性 微生 物 胞 外 多 糖 。黃原膠的現(xiàn)代化生產(chǎn)是以純種培養(yǎng)基在嚴格控制的條件下發(fā)酵生成。1952年由美國農(nóng)業(yè)部依利諾斯州皮奧里爾北部研究所分離到甘藍黑腐病黃胞菌，并使甘藍提取物轉(zhuǎn)化為水溶性的酸性胞外雜多糖而得到。由于該多糖具有很高的粘度、流動觸變性和穩(wěn)定的理化性質(zhì)，且無毒，故作為添加劑在日用化學領(lǐng)域具有廣闊的市場前景，廣泛應用于食品、醫(yī)藥、采油、紡織、陶瓷、印染、香料、化妝品及消防等領(lǐng)域。1969年 美 國 FDA批 準 黃 原 膠 可 用 做 食 品 添 加 劑 ，1983年 世界 衛(wèi) 生 組 織 和 國 際 糧 農(nóng) 組 織 批 準 黃 原 膠 可 作 為 食 品 工 業(yè) 中 的 穩(wěn) 定 劑 、 乳 化 劑 、增 稠 劑 使用。 黃 原 膠 不 僅 具 有 良 好 的 理 化 特 性 ， 而 且 還 有 一 定 的 免 疫 學 特 性 。 此外 ， 黃 原 膠 可 作 為 其 它 食 品 膠 的 增 效 劑 。
一、黃原膠的生產(chǎn)
（一）生產(chǎn)工藝
保藏菌種→斜面活化→搖瓶種子(或茄瓶培養(yǎng))→一級種子擴大培養(yǎng)→二級種子擴大培養(yǎng)→發(fā)酵罐發(fā)酵→發(fā)酵液→提取→干燥→粉碎→包裝→成品
黃原膠在工業(yè)上主要是以玉米淀粉為碳源，以魚粉、豆餅粉為氮源，用CaC03為pH調(diào)節(jié)劑，并在一定量的消泡劑存在下，野油菜黃單胞桿菌經(jīng)好氧深層發(fā)酵而得到多糖含量在25g／L左右的發(fā)酵液。發(fā)酵溫度為28℃，控制一定的通風比。發(fā)酵時間大約為72h左右，產(chǎn)量最高可達28g／L，發(fā)酵液粘度最高可達9Pa.s左右。為解決發(fā)酵后期發(fā)酵液粘度大、溶解氧水平低等問題，并針對黃單胞菌是一種較為脆弱的菌體，李衛(wèi)期等人研究結(jié)果表明，增加發(fā)酵罐的高徑比值為3～4，適當減少攪拌槳葉直徑，減少擋板數(shù)目或不設擋板，有利于黃原膠的發(fā)酵。根據(jù)國外黃原膠的雙液相發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵研究，在國內(nèi)間歇發(fā)酵的基礎(chǔ)上，許喜林等研究了采用兩步法發(fā)酵合成黃原膠的方法。第1步是利用黃單胞菌發(fā)酵，采用了較小量的碳源及低的碳氮比，終止時間控制在25h．此時可獲得較大的生物量及胞外酶，而不生成黃原膠，以有利于胞外酶的分泌和菌體的分離；第2步胞外酶發(fā)酵采用了無氮培養(yǎng)條件，且因發(fā)酵液中不含菌體省去了稀釋和分離菌體的工序，可降低生產(chǎn)成本，黃原膠的產(chǎn)率高于單純菌體發(fā)酵。胡德亮等在研究發(fā)酵的過程中，在產(chǎn)膠初期，添加一種表面活性劑，而在發(fā)酵進行36h后，補加20％的水分，可使產(chǎn)膠率提高15％。
（二）分離提純
1.預處理工序
由于黃原膠發(fā)酵液具有較高的粘度使后處理非常困難，其中菌體細胞的去除是提取工藝的一大障礙。預處理工序主要去除菌體細胞和各種不溶性雜質(zhì)，使黃原膠中不再含活性的菌體細胞、不溶性雜質(zhì)和色素等。方法有過濾法、離心法、酶降解法和次氯酸鹽氧化法。
李時巖等用硅藻土過濾可除去發(fā)酵液中大部分的菌體細胞，用中空纖維內(nèi)壓超濾法對黃原膠進行提純和濃縮，可除去發(fā)酵液中懸浮的不溶性固體、可溶性離子物質(zhì)和大部分色素，將黃原膠質(zhì)量濃度從25g／L提高至87g／L。
2.沉淀分離
黃原膠的沉淀分離一般采用乙醇、異丙醇沉淀法。工業(yè)上典型的沉淀方法是鈣鹽工業(yè)乙醇沉淀法。在黃原膠發(fā)酵液中加入終質(zhì)量濃度為15g／L的鈣鹽如Ca(0H)2和CaCl2，充分混合后，逐步加入8g／L的Na0H，再攪拌30min，可形成黃原膠鈣鹽復合沉淀物；將沉淀物壓榨脫水、并充分打碎成塊狀物，加入終質(zhì)量濃度為500g／L的工業(yè)乙醇，用HCl調(diào)pH至1.5～2.0，攪拌30min，經(jīng)過濾或離心可得到黃原膠沉淀物；在該沉淀物中再加入300g／L的工業(yè)乙醇，用NaOH調(diào)pH至中性，經(jīng)過濾或離心、烘干、粉碎和過篩可得到黃原膠的產(chǎn)品.
其他類似方法有低級醇沉淀法、鋁鹽異丙醇沉淀法和季銨鹽甲醇沉淀法。
二、黃原膠在食品工業(yè)中的應用
黃原膠作為一種高粘度水溶性聚合物，具有許多優(yōu)異的理化性能，是一種多功能食品添加劑，已被廣泛地應用于包括食品行業(yè)在內(nèi)的二十多個行業(yè)。黃原膠以其獨一無二的理化性能在食品工業(yè)中作為增稠劑、懸浮劑、乳化劑和穩(wěn)定劑等使用。
黃原膠在食品工業(yè)中是理想的增稠劑、乳化劑和成型劑，用途極為廣泛。黃原膠作為蛋糕的品質(zhì)改良劑，可以增大蛋糕的體積，改善蛋糕的結(jié)構(gòu)，使蛋糕的孔隙大小均勻，富有彈性，并延遲老化，延長蛋糕的貨架壽命。奶油制品、乳制品中添加少量黃原膠，可使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)堅實、易切片，更易于香味釋放，口感細膩清爽。用于飲料，可使飲料具有優(yōu)良的口感，賦予飲料爽口的特性，使果汁型飲料中的不溶性成分形成良好的懸浮液，保持液體均勻不分層。加入啤酒中可使其產(chǎn)泡效果極佳。加入20g／L黃原膠于焙烤食品中，可保持食品的濕度，抑制其脫水收縮，延長貯存期。用于果凍，黃原膠賦予其軟膠狀態(tài)。加工填充物時，可使果凍的粘度降低從而節(jié)省動力并易于加工。在加工淀粉軟糖和蜜餞果脯等配方中加入0.5g／L的黃原膠和槐豆膠，能夠改進加工性能，大大縮短加工時問。含有0.5g／L～7.5g／L黃原膠的巧克力液體糖果，貯藏穩(wěn)定性大為提高。方便面中加入黃原膠，可提高加工過程的成品率，減少產(chǎn)品斷碎干裂，改善口感。它還廣泛用于罐頭、火腿腸、餅干、點心和肉制品等食品中。
（一）飲料
黃原膠的流變性使果汁具有良好的灌注性，并能賦予飲料爽口的特性，可以在低pH值下完全溶解，并且用低濃度溶液能長時間有效地懸浮果肉使制品保持風味、濃度、口感和組織的均一穩(wěn)定。黃原膠可提高水果和巧克力飲料的口味，使其口感豐滿，濃郁，香味釋出良好。低濃度的黃原膠溶液在低pH下可起穩(wěn)定作用，并可與飲料中常見的多種其它配料（包括乙醇）配伍。同時黃原膠的穩(wěn)定效果明顯優(yōu)于其它膠，具有較強的熱穩(wěn)定性。一般的高溫殺菌對其不會有影響?？捎糜诟鞣N冷飲、果汁飲料、果肉飲料、速溶固體飲料等，用量0.1％～0.4％。
（二）冷凍食品
黃原膠可使產(chǎn)品在反復凍-融的過程中具有極佳的穩(wěn)定性和持水性，減少和控制冰晶的形成，還能改善奶油的組織結(jié)構(gòu)，提高膨脹率。黃原膠與其它親水膠體合用于冷凍食品，不僅對熱沖擊具有很強的耐受性，提高抗融化能力，而且富有柔滑感，并可延長保質(zhì)期。
1.速凍水餃提前配制出溶液，和面時同時加入余量水，面在成片時可延性好；餡在調(diào)制過程中慢慢地均勻直接灑黃原膠，然后攪拌一定時間，以不見顆粒黃原膠為止；在餛飩中使用也與之相同。
2.雪糕、冰淇淋在雪糕、冰淇淋中黃原膠能調(diào)整混合物粘度，使其具有均勻、穩(wěn)定的組成，組織滑軟。由于黃原膠的粘度與溫度的關(guān)系有可逆性及其剪切性能，故在加工階段操作時，粘度下降、阻力減少，有利于工藝進行。而在冷卻老化階段，粘度恢復，有利于提高膨化率，防止冰晶的產(chǎn)生；食用時隨咀嚼溫度上升，粘度又降低，口感滑爽而清口。同時產(chǎn)品能緩慢地融化，提高了冰淇淋抗驟熱的性能，而且在融化時奶油和水混合均勻，不會產(chǎn)生漿渣分離的現(xiàn)象。一般老化時間為2～3h，用量0.3%。
（三）肉制品
黃原膠可用于制備香腸、火腿等肉制品中，具有持水性，提高出品率，防止冷藏期淀粉返生，延長貨架期。
1.方火腿、圓火腿這些肉塊制品，需經(jīng)炮制，不應一開始就加入黃原膠，否則粘液層會影響炮制劑的滲透，一般在炮制完后，再加1％的預先配制好的黃原膠溶液再加入其它輔料，攪拌均勻后裝盒或注入腸衣。
2.午餐肉、紅腸等肉糜制品在斬拌肉時，可直接將預先制好的黃原膠溶液倒入攪拌機，然后再加入淀粉之類輔料，順序不可顛倒。建議用量1％溶液加5％，即0.05%。
（四）焙烤食品
黃原膠可提高焙烤食品在焙烤和貯存期的持水性和口味的柔滑性，還能與淀粉結(jié)合，抑制淀粉老化，從而延長焙烤食品和冷面團的保質(zhì)期。在軟質(zhì)烘焙食品中，黃原膠還能代替雞蛋，降低蛋白的用量，而不影響產(chǎn)品的外觀和口味。如在蛋糕中的應用，能使蛋糕蜂窩組織均勻，質(zhì)體松軟，富有彈性，具有良好的保溫性。
1.糕體先將黃原膠溶液(盡量濃)加入蛋糊中，攪打一定時間，然后再加入高筋面粉再攪打至起發(fā)，體積約膨脹一倍進行注模，并控制稍高起始焙烤溫度。
2.奶油標花將加有少量乳化劑的黃原膠溶液直接加入溫熱的糖漿中，經(jīng)攪拌均勻后倒入奶油中，充分攪拌至體積膨脹2～3倍后，用花嘴子在糕胚上描出各種圖案，待攪勻后趁熱裝入標花嘴桶中，冷藏后進行蛋糕標花。一般用量0.15～0.3％。
另外，黃原膠還可防止葡萄干等干果或干菜固體顆粒在烘焙期間的沉降，使面包的烘焙體積增大，凡含有黃原膠或并用槐豆膠的烘焙食品，都具有結(jié)構(gòu)細膩、貯存期長，對冷、熱穩(wěn)定的特點。
（五）乳制品
在乳品生產(chǎn)中，黃原膠能使高速攪拌牛奶、冰淇淋、含乳飲料得到穩(wěn)定，增加粘度，防止脂肪上浮，提高熱穩(wěn)定性，并可提高奶油的保形力，防止西餐甜點因多料混合所形成的分層現(xiàn)象。其假塑性有助于干酪涂抹品的生產(chǎn)，在干酪奶品調(diào)料中與半乳聚糖合用，可避免脫水現(xiàn)象，改善液體和泡沫型澆料的乳化穩(wěn)定性及控制流動性能。下面為黃原膠在幾種乳制品中的應用方法：
1.酸化牛奶鮮牛奶或奶粉液預先加入高濃度糖漿，攪拌均勻后加入黃原膠與CMC的混合物溶液，攪拌加熱至70℃，恒溫，然后加入酸味劑，進行均質(zhì)。
2.豆奶、果味奶(調(diào)香奶)前者在制成一定濃度的豆奶液中加入黃原膠，攪拌均勻后進行均質(zhì)，后面工藝不變；后者事先將少量糖及甜密素與黃原膠混勻，加入熱水攪拌、過濾，再加入到奶液中，攪拌中加香精均質(zhì)，巴氏消毒、包裝。
3.杏仁露仔細選擇乳化劑，并加入少量磷酸鹽，以整合水中離子，均質(zhì)前加入黃原膠溶液，均質(zhì)后形成對蛋白質(zhì)粒子的保護膜，耐高溫消毒的熱沖擊，一般添加量O.5％～1％。
（六）罐頭食品
黃原膠具有熱穩(wěn)定的優(yōu)點，其假塑性可使物料便于泵送與罐裝。用黃原膠取代部分淀粉，可改善滲透性，并可縮短殺菌時間。黃原膠與槐豆膠、瓜爾豆膠的混合物具有形成凝膠的性質(zhì)。如可使罐藏蘑菇的脫水率降低、色澤和質(zhì)地也很好，貯藏期延長。將濃度0.5％～1％黃原膠溶液和濃度0.1％的焦亞硫酸鈉溶液混合，真空浸泡蘑菇一定時間，然后沖洗，燙漂冷卻，后道工序不變。
（七）果醬、果凍
黃原膠應用于果醬中，可使得果醬不析砂、體系均一，涂抹性好，不結(jié)塊。在打漿工序完后加入黃原膠，與漿料攪拌均勻后進行后道濃縮，濃縮過程中比加入高甲氧基果膠不易結(jié)塊，用量降低.一般使用量O.5％～0.8％。如，對于核桃醬，該產(chǎn)品不僅要保持核桃營養(yǎng)保健成分，還要具有良好的穩(wěn)定性和風味口感，這就需要選擇合適的增稠劑。在核桃醬生產(chǎn)中添加的增稠劑一般可以用黃原膠、瓊脂、明膠等。試驗結(jié)果表明，單獨使用明膠時，低濃度增稠作用不顯著，隨濃度提高，醬體會出現(xiàn)“凍”結(jié)構(gòu)，流動性變差，使醬體變得粗糙，故不宜單獨使用。單獨使用瓊脂時，低濃度時雖有較好的增稠作用，但醬體較脆，涂抹性差，濃度提高脆感增強，所以也不宜單獨使用。而單獨使用黃原膠，低濃度時就有比較理想的增稠作用同時由于黃原膠的假塑性，對核桃醬的流動性無明顯的破壞作用。而黃原膠同時還有穩(wěn)定相態(tài)和減弱核桃蛋白的熱凝聚作用。故使用低濃度黃原膠對核桃醬既可起到增稠作用，還可起到乳化穩(wěn)定作用。黃原膠在核桃醬中不僅有提高產(chǎn)品品質(zhì)的作用，而且在溶液狀態(tài)下黃原膠不易被常見的酶（如蛋白酶、纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶和淀粉酶）水解。建議使用量為0.4％。
在果凍的應用中，黃原膠常和槐豆膠復合使用，也能得到粘彈性和凝膠強度都比較理想的果凍食品。
（八）即食食品
在湯料、沙司和澆汁等產(chǎn)品中，黃原膠可在很廣的溫度范圍內(nèi)保持物料粒度的均勻一致。因其在冷熱介質(zhì)中均能溶解，并在各種條件下（包括極端條件下）均具有穩(wěn)定作用，因此幾乎可應用于所有即食食品如湯料、沙司、西餐點心、速溶飲料、食品表面裝飾料和勾芡肉湯。
（九）調(diào)味料和調(diào)味汁
黃原膠在可傾注的色拉調(diào)味料中穩(wěn)定性好。由于黃原膠對酸、堿的穩(wěn)定性較好，故可以應用于水包油乳濁液中，能延長保質(zhì)期。其高度假塑性可賦予產(chǎn)品良好的口感，提高感官質(zhì)量，并能控制其可泵性，傾注性和改善色拉的附著性。
（十）功能性食品
在一些功能性食品中添加黃原膠，可明顯減少淀粉和糖的用量而不影響口感和其它感官質(zhì)量，其熱值僅為2.4Jkcal/g。用黃原膠烘制無面筋面包，可保持組織氣孔細小，表面有彈性。
黃原膠使用注意事項：1.制備黃原膠溶液時，如分散不充分，將出現(xiàn)結(jié)塊，除充分攪拌外，可將其預先與其它材料混合，再邊攪拌邊加入水中，如仍分散困難，可加入與水混溶性溶劑，如少量乙醇。2.黃原膠是一種陰離子多糖，能與其它陰離子型或非離子型物質(zhì)共同使用，但與陽離子型物質(zhì)不能配伍。其溶液對大多數(shù)鹽類具有極佳的配伍性和穩(wěn)定性。3.黃原膠具有強親水性，當進入水中時它最外層與水接觸，立即吸收大量水分，體積膨脹形成膠團，阻止其它水分進入里層。使黃原膠不能發(fā)揮它的作用，為此必須采取正確的方法。取一份黃原膠用十份或以上其它干燥的原料，如：糖、鹽或谷氨酸鹽混合粉末。然后慢慢倒在攪拌中的水里，繼續(xù)攪拌直至完全溶解?！ ?/p>
三、應用舉例：黃原膠在冰淇淋生產(chǎn)中的應用
（一）應用特性
瓜爾豆膠是目前冰淇淋生產(chǎn)中使用最為廣泛的增稠膠，但其抗融性差、易生物降解、熱穩(wěn)定性和酸穩(wěn)定性不高，給冰淇淋生產(chǎn)帶來一些質(zhì)量問題。在食品增稠劑中，黃原膠的增稠性僅次于瓜爾豆膠，象瓜爾豆膠一樣也能在冷水中溶解，此外，黃原膠還具有熱、酸穩(wěn)定性高，抗融性突出等特點。在冰淇淋生產(chǎn)中，應用黃原膠作增稠劑的主體組分，可改進和提高冰淇淋配料及產(chǎn)品的質(zhì)量。
黃原膠溶液的粘度對濃度變化非常敏感，在生產(chǎn)中，通過調(diào)整配料中黃原膠和瓜爾豆膠的濃度來調(diào)節(jié)配料粘度非常方便。濃度0.3％是黃原膠溶液高低粘度的分界點，0.l％黃原膠溶液的粘度約40cp，此粘度對于大部分冰淇淋配料來說已偏低，因而如果用黃原膠作為穩(wěn)定劑的主要組分，則其用量一般高于0.1％；0.5％黃原膠溶液的粘度高達450Cp左右，此粘度已超出一般冰淇淋配料粘度的上限，所以黃原膠作為配料中增稠膠的主要組分時，其用量只在0.2％～0.5％之間變化。黃原膠和瓜爾豆膠的粘度協(xié)同增效作用很小，0.3％黃原膠溶液的粘度為200cp，0.3％瓜爾豆膠溶液的粘度約為65cp，它們混合液的粘度僅為190cp。在進行生產(chǎn)配方設計時，可以根據(jù)黃原膠和瓜爾豆膠的配方量，不必考慮協(xié)同作用直接計算黃原膠和瓜爾豆膠在配料中的粘度貢獻，估算配料的大致粘度和流變性質(zhì)，分析配料的加工性能，確定配料的工藝適用性，這樣，可對生產(chǎn)配方進行初步評價，這在實際生產(chǎn)中非常有用。黃原膠和瓜爾豆膠的懸浮性能在常用食品膠中是最好的，只要配料保持一定粘度，生產(chǎn)豆棒或添加葡萄干、菠蘿丁等物時，添加物在產(chǎn)品中的分布均勻，沒有沉底現(xiàn)象。
（二）產(chǎn)品質(zhì)量
應用黃原膠作穩(wěn)定劑，對冰淇淋的產(chǎn)品質(zhì)量只有正面作用而沒有負面作用。冰淇淋既有滑溜綿軟的口感，也有起砂的口感，這些口感的差異是由于冰晶大小、形狀、分布的不同造成的。不管冰晶處于哪種狀態(tài)，黃原膠都能提供足夠的粘度阻力，限制分子擴散，抑制水分子遷移，防止冰晶長大。應用于高脂、中脂冰淇淋時在-25℃貯藏3個月，口感沒有變化，沒有顆粒感，沒有冰屑產(chǎn)生；但無脂產(chǎn)品在-25℃貯藏3個月后有少量冰屑產(chǎn)生，有明顯的顆粒感，產(chǎn)品略發(fā)硬，這可能是無脂產(chǎn)品的總固形物含量太低的緣故。
應用黃原膠，各種產(chǎn)品的抗融性都有不同程度的提高，中脂產(chǎn)品的融化率比使用明膠、CMC、瓜爾豆膠作主要增稠劑時能下降3％～5％。中脂產(chǎn)品的融化率為24％，高脂產(chǎn)品的融化率為21％，無脂產(chǎn)品的融化率較高，達到28％。用擠壓切割成型工藝生產(chǎn)時，相對于灌注成型工藝，黃原膠的用量需增大20％左右，目的在于增加配料的粘度，保證從凝凍機加工出來的漿料有良好的可塑性、柔軟性和一定的粘性，保證擠壓和切割操作順利進行。但高粘度會延長攪打時間或降低膨脹率，解決這一負面影響的辦法是用乳化劑來縮短攪打時間，高脂和中脂產(chǎn)品的膨脹率都能控制在80％～100％之內(nèi)。
應用黃原膠作穩(wěn)定劑，冰淇淋產(chǎn)品的持形性有明顯提高。用最容易收縮變形的蛋筒冰淇淋做試驗，產(chǎn)品在-18℃貯藏3個月，沒有收縮變形的現(xiàn)象，貯藏4個月后有輕度收縮。選用瓜爾豆膠、卡拉膠、CMC、明膠作主增稠劑的蛋筒產(chǎn)品，在-18℃貯藏3個月后便出現(xiàn)收縮，雪糕蛋筒的變形尤為嚴重。
（三）結(jié)論
黃原膠具有獨特的流變性、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、酸穩(wěn)定性和懸浮性，非常適合應用于冰淇淋生產(chǎn)中，而且黃原膠的用量較易確定，中小型廠家可依靠其技術(shù)人員結(jié)合本廠生產(chǎn)設備、生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量的特殊性，利用黃原膠作主要成分配制非通用型的更具有針對性的乳化穩(wěn)定劑。許多市售的復合穩(wěn)定劑也是選用瓜爾豆膠、黃原膠和單甘脂等組分，用特殊工藝使食品膠均勻分布于乳化劑中而形成復合體，由于涉及濃縮、包裹等復合技術(shù)，成本較高。自己配制乳化穩(wěn)定劑只需把幾種原料混合，在使用性能不受影響的前提下，成本可降低30％，1t冰淇淋可節(jié)約30～50元。
四、黃原膠發(fā)展現(xiàn)狀和前景
（一）國內(nèi)黃原膠生產(chǎn)開發(fā)的現(xiàn)狀
我國對黃原膠的開發(fā)研究始于二十世紀六十年代，雖然起步較晚，但我國科技工作者依靠自己的智慧和力量，在無任何資科供借鑒的情況下，毅然從自然界中篩選出黃原膠生產(chǎn)菌株，并研制開發(fā)出高附加值的發(fā)酵產(chǎn)品——黃原膠，并于八十年代投入商業(yè)化生產(chǎn)。上世紀九十年代中期國內(nèi)黃原膠生產(chǎn)廠家已星羅棋布，諸如山東的中軒、江蘇的金湖、河北新臺、甘肅順興、河南天冠都相繼建成投產(chǎn)。伴隨西部大開發(fā)和十五規(guī)劃目標，國內(nèi)黃原膠生產(chǎn)廠家將增至數(shù)十家，黃原膠生產(chǎn)將成為我國發(fā)酵領(lǐng)域的又一新興產(chǎn)業(yè)。
由于我國在黃原膠領(lǐng)域起步較晚，尤其是黃原膠的應用領(lǐng)域開發(fā)研究較晚，致使國內(nèi)生產(chǎn)廠家不能根據(jù)用戶需求生產(chǎn)不同規(guī)格的黃原膠。同時其應用領(lǐng)域也受到極大限制，致使國內(nèi)黃原膠生產(chǎn)廠家普遍存在規(guī)模過小的特點。這種小規(guī)模的黃原膠生產(chǎn)，不能發(fā)揮其巨大的規(guī)模效益，只能加速黃原膠市場的無序競爭，不利于企業(yè)自身的資金積累和滾動發(fā)展。同時各生產(chǎn)廠家只顧眼前利益．而忽視了黃原膠生產(chǎn)的開發(fā)應用和技術(shù)創(chuàng)新，從而也使黃原膠的質(zhì)量在近幾年幾乎徘徊不前。
針對上述情況，為了擴大黃原膠在國際市場的份額，拓寬黃原膠在工業(yè)領(lǐng)城的應用，減小特種用戶對特種規(guī)格黃原膠的進口量，對黃原膠的開發(fā)應用進行研究已刻不容緩。
（二） 國內(nèi)黃原膠發(fā)展存在的不足
自八十年代以來，黃原膠的需求量正以每年10%的速度遞增，其應用領(lǐng)域之廣是許多其它微生物多糖甚至是其他一些親水膠體所無法比擬的。
目前我國黃原膠生物合成的研究進展迅速，不但從自然界中篩選出黃單胞菌株，還能從黃單胞菌株本身出發(fā)，經(jīng)過物理的或化學方法處理，誘變出一些產(chǎn)色基因受到抑制或根本不能表達的菌株。同時，也能通過發(fā)酵過程代謝調(diào)控、新型反應器的應用、細胞固定化等措施來解決目前生產(chǎn)中存在的質(zhì)量低下問題。
八十年代未期，溶氧和染菌是困擾我國黃原膠工業(yè)化生產(chǎn)的兩大難題。隨著新發(fā)酵罐的發(fā)明和染菌問題的解決，黃原膠也就進入了產(chǎn)業(yè)化階段。但隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大和市場的拓展，黃原膠的質(zhì)量問題就日益凸現(xiàn)出來。通過對國內(nèi)外產(chǎn)品的化驗分析和有關(guān)部門的查新證明，國產(chǎn)黃原膠與美國的Kelco公司產(chǎn)品有六大差別：黃原膠色澤較深；成品膠凝不夠均勻；不同批次間比重不一；溶解性較差；成品粘度較低，且耐熱、遇酸堿的穩(wěn)定性較差；成品的灰分、含氮量略高；微生物指標偏高。當然產(chǎn)生黃原膠成品質(zhì)量問題的原因是多方面的，諸如原科的選擇、原科的合理配 比、菌種選育、發(fā)酵工藝、后處理工藝、生產(chǎn)設備等都會影響其質(zhì)量問題。但目前影響國內(nèi)黃原膠質(zhì)量的因素是菌種問題、發(fā)酵工藝和后處理工藝三個方面。
當然，我國在黃原膠研究領(lǐng)域也存在著一些盲區(qū)，比如，丙酮酸是黃原膠側(cè)鏈的一個組成部分，它的存在可以賦予黃原膠許多優(yōu)良性能。黃原膠分子中的丙酮酸含量會影響其分子的空間排列，從而引起黃原膠溶液的粘度、耐溫性和分子量的變化。此外，丙酮酸還是黃原膠合成水平的一個重要標志，其含量的高低直接顯示出黃原膠合成的情況以及發(fā)酵條件的控制情況，但丙酮酸的確切作用還不清楚，許多方面的實驗還僅僅處于探索階段。
另外，由于黃原膠應用覆蓋面廣，更需要研制針對不同領(lǐng)域的系列產(chǎn)品以適應市場需求。在國外，黃原膠常常是與其它膠類復合使用的，廠家一般針對用途起出不同的商品名。價格也有較大的差異。國內(nèi)廠家這方面做的不是太清楚。用戶常常分不清是復配產(chǎn)品還是純黃原膠，這樣容易造成市場混亂。按照商標法規(guī)定，應該在商標上明確所含成分。同樣的產(chǎn)品在價格上也不應該有太大的差距。這樣，對廠家、用戶都是有益無害的.
從目前國內(nèi)產(chǎn)銷情況看，每年生產(chǎn)的幾千噸黃原膠，大多用于食品工業(yè)，其它工業(yè)領(lǐng)域的應用僅限于石油等行業(yè)，占總的市場份額不大。而在國際市場上，黃原膠不僅在食品工業(yè)中有著廣泛的應用，在石油鉆探、三次采油、紡織、印染、陶瓷加工、涂料、炸藥、濕法冶金、醫(yī)藥、農(nóng)藥、化妝品等行業(yè)中都有著廣泛的應用。與國外的黃原膠應用于十幾個行業(yè)幾十種產(chǎn)品相比，我們在應用方面的差距很大，所以應用潛力是巨大的。究其原因，主要是在應用開發(fā)方面投入的資金、技術(shù)力量不夠。國外一般的大型企業(yè)都有專門的研究發(fā)展中心，針對當前及潛在的市場進行長期、不間斷的研究，并不斷有適銷對路的新產(chǎn)品投放市場。為此，充足的資金和研究開發(fā)技術(shù)力量是必不可少的。
世界上生產(chǎn)黃原膠的國家和地區(qū)有10余個。我國自70年代以末黃原膠工業(yè)也從無到有，迅速發(fā)展起來。目前黃原膠的生產(chǎn)主要以淀粉、淀粉水解糖漿為底物，由黃單胞桿菌發(fā)酵制得。黃原膠廣泛應用于食品、醫(yī)藥、日化、石油等20余個行業(yè)，有30～40個品種。近30年來，對黃原膠的需求量年均增長5.7％，它已成為世界上生產(chǎn)規(guī)模最大、用途較廣的微生物多糖。美國Kelco公司是是世界黃原膠生產(chǎn)者先驅(qū)，代表國際黃原膠發(fā)展方向．其黃原膠產(chǎn)品有以下幾個明顯優(yōu)點：產(chǎn)品手感較粗，有沙粒狀，在水中極易分散，水溶性好，色澤較淺，粘度較高達2500cp，熱穩(wěn)定性強。該公司早在60年代初即開始了大量商業(yè)化生產(chǎn)黃原膠。
對于黃原膠的市場，應該是巨大的。特別是食品工業(yè)以外的領(lǐng)域，需要我們?nèi)シe極開發(fā)和引導使用。比如石油工業(yè)等。切不可在現(xiàn)有的市場上無序競爭，不合理降價，使生產(chǎn)企業(yè)利益都受到不同程度的損失，對黃原膠產(chǎn)業(yè)化的健康發(fā)展是十分不利的。盡管如此，黃原膠的發(fā)展前景仍十分誘人。
（三）國內(nèi)黃原膠發(fā)展前景
從1979年至今，我國黃原膠的研究開發(fā)走過了三十年的歷程。從無到有，從小到大。市場也從不認識到逐步認同，有了長足的進步。但不容忽視的是，從生產(chǎn)工藝到市場開發(fā)，仍處于十分粗放的初級階段。作為微生物發(fā)酵工程中較為特殊的產(chǎn)品形式一高粘物料，其發(fā)酵過程、反應器及后提取工藝等都有與其它發(fā)酵產(chǎn)品（如味精、酶制劑、酒類、有機酸等）完全不同的特點，需要我們花大力氣，堅持不懈地從基礎(chǔ)理論和生產(chǎn)實踐各方面去研究、去探索。隨著市場對產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，需要有新的、更好性能的微生物多糖產(chǎn)品。美國Kelco公司自60年代成功地開發(fā)出黃原膠后，于80年代又成功地開發(fā)出GellenGum（結(jié)冷膠），它具有比黃原膠更為優(yōu)越的性能。目前國際市場價格約為黃原膠的三倍。在國際市場上基本上是獨家壟斷生產(chǎn)，產(chǎn)品在包括中國在內(nèi)的全世界范圍暢銷。1999年約為5000噸以上，市場銷售良好，正逐步擴大生產(chǎn)規(guī)模。至2000年10月，國內(nèi)尚無規(guī)?；a(chǎn)。再如PulluanGum也是國際上新開發(fā)的新型多糖，市場需求良好，正逐步擴大生產(chǎn)。90年代，中科院微生物所對此進行研制和開發(fā)，但至今未見工業(yè)規(guī)模的報道。國際上這些新型多糖大多由黃原膠生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)，因為這類新型多糖的一個共同特點是，當分子量高達數(shù)百萬時，成熟發(fā)酵醒的粘度即高達數(shù)萬mPa．s。因此，盡管采用的菌種、生產(chǎn)工藝不同，但在實際生產(chǎn)時可以部分借用黃原膠的生產(chǎn)設備。同時逐漸形成微生物多糖系列產(chǎn)品，既有利于市場需求，對企業(yè)的長遠發(fā)展更為有利。這類具有不同性能、不同應用領(lǐng)域的新型微生物多糖將是今后新型發(fā)酵工程的一個重要發(fā)展方向，國內(nèi)有關(guān)企業(yè)應該引起足夠的關(guān)注。
1.新苗種的選育和生產(chǎn)新技術(shù)的研究
目前國際上已有報道，黃原膠生產(chǎn)菌株的產(chǎn)膠基因已分離確定。通過基因工程的技術(shù)，能夠培育出具有強大產(chǎn)膠能力的新菌種。一旦投入生產(chǎn)，黃原膠的生產(chǎn)水平將會有極大的飛躍。我們也應該從現(xiàn)在開始，采用最新技術(shù)，定向改造黃原膠的生產(chǎn)菌株。與國外相比，我們的生產(chǎn)水平仍處于較低水平。發(fā)酵產(chǎn)膠一般為2.4～2.8％，轉(zhuǎn)化率60～70％，發(fā)酵時間72～85小時；而國外發(fā)酵產(chǎn)膠可達3.5％以上，轉(zhuǎn)化率70～75％，發(fā)酵時間48小時。可見差距是十分明顯的。因此，新的生產(chǎn)技術(shù)的研究和生產(chǎn)水平的提高需要我們做長期不懈的努力。
2.后提取技術(shù)
在黃原膠的生產(chǎn)成本中，后處理費用約占總成本的50～60％。因此，尋找高效的、經(jīng)濟實用的提取技術(shù)和根據(jù)不同的應用領(lǐng)域，研制不同劑型、不同性能的黃原膠產(chǎn)品是從事黃原膠產(chǎn)業(yè)的科技人員永遠的研究課題。
3.市場的培育引導
由于黃原膠應用覆蓋面廣，更需要研制針對不同領(lǐng)域的系列產(chǎn)品以適應市場需求。在國外，黃原膠常常是與其它膠類復合使用的，廠家一般針對用途起出不同的商品名。價格也有較大的差異。國內(nèi)廠家這方面做的不是太清楚。用戶常常分不清是復配產(chǎn)品還是純黃原膠，這樣容易造成市場混亂。按照商標法規(guī)定，應該在商標上明確所含成分。同樣的產(chǎn)品在價格上也不應該有太大的差距。這樣，對廠家、用戶都是有益無害的。其次，由于對國內(nèi)外市場和產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平不清楚，不少企業(yè)盲目上馬，無節(jié)制地擴大生產(chǎn)能力，對外沖擊國際市場時，各生產(chǎn)廠無序競爭；對內(nèi)爭奪已有市場時，竟相壓價，導致整個產(chǎn)業(yè)利潤滑坡，發(fā)展困難。
另外，我 國 應 加 強 黃 原 膠 在 醫(yī) 藥 學 方 面 的 研 究 ， 深 入 探討 黃 原 膠 的 藥 理 作 用 ， 把 黃原 膠 應 用 于 各 食 品 中 ， 增 加 食 品 的 附 加 值 ； 同 時 ，隨 著 高 分 子 技 術(shù) 的 發(fā) 展 ， 更廣 泛 地 研 究 黃 原 膠 與 其 它 食 品 膠 的 增 效 作 用 ， 了 解 其 作 用 機 理 ， 找 出 性 質(zhì) 更 優(yōu)良 、 應 用 更 廣 泛 的 復 合 膠 。
------摘自《功能性食品膠》，化工出版社，胡國華編著，有刪節(jié).
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