[摘要] 黄原胶是一种微生物胞外多糖，具有独特的流变学特性，良好的稳定性、增稠性，极大的水溶性、乳化性、假塑性、兼容性和食用安全性等特性。因此，黄原胶可作为一种天然的稳定剂、增稠剂、乳化剂和悬浮剂等，广泛应用于食品、医药、日用化工和油田等行业中。简要介绍黄原胶在饮料、焙烤食品、乳及乳制品、粮食及粮食制品、调味品、冷冻饮品领域中的一些应用。

[关键字] 黄原胶性质应用检测

黄原胶( Xanthan gum)，又名汉生胶，是由野油菜黄单胞杆菌（Xanthomnas campestris）以碳水化合物为主要原料（如玉米淀粉）经发酵工程生产的一种作用广泛的微生物胞外多糖。黄原胶呈浅黄色至白色可流动粉末状，它具有独特的流变性，良好的水溶性、对热及酸碱的稳定性、与多种盐类有很好的相容性，遇水分散、乳化变成稳定的亲水性粘稠胶体，故能作为增稠剂、悬浮剂、乳化剂、稳定剂，广泛应用于食品、石油、医药等20多个行业，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。

黄原胶在国际上开发最早的是美国，法国、日本和英国紧随其后。目前世界上食用级黄原胶约两万吨，工业用两万吨。自八十年代以来，黄原胶的需求量正以每年10%的速度递增，其应用领域之广、价格之昂贵是许多其它微生物多糖所无法比拟的。

我国对黄原胶的开发研究始于二十世纪六十年代，虽然起步较晚，但我国科技工作者依靠自己的智慧和力量，在无任何资料可供鉴的情况下，毅然从自然界中筛选出黄原胶生产菌株，并研制开发出高附加值的发酵产品——黄原胶；并于八十年代投入商业化生产。九十年代中期国内黄原胶生产厂家已星罗棋布，诸如山东的中轩、江苏的金湖、河北新合、甘肃顺兴、河南天冠都相继建成投产。伴随西部大开发和十五规划目标，国内黄原胶生产厂家将增至数十家，黄原胶生产将成为我国发酵领域的又一新兴产业。

由于我国在黄原胶领域起步较晚，尤其是黄原胶的应用领域开发研究较晚，致使国内生产厂家不能根据用户需求生产不同规格的黄原胶。同时其应用领域也受到极大限制，致使国内黄原胶生产厂家普遍存在规模过小的特点。这种小规模的黄原胶生产，不能发挥其巨大的规模效益；只能加速黄原胶市场的无序竞争，不利于企业自身的资金积累和滚动发展，同时各生产厂家只顾眼前利益，而忽视了黄原胶生产的开发应用和技术创新，从而也使黄原胶的质量在近几年几近徘徊不前。目前国内黄原胶产量3000吨/年，有效需求5000吨/年，为此国内每年需进口黄原胶达2000吨之多。尽管如此，黄原胶的发展前景仍十分诱人。

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，不同条件下表现出以下不同的特性。

（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。

黄原胶由于其独特的性质，因而在食品、石油、医药、日用化工等十几个领域有着极其广泛的应用，其商品化程度之高，应用范围之广，令其他任何一种微生物多糖都望尘莫及。许多食品中都添加黄原胶作为稳定剂、乳化剂、悬浮剂、增稠剂和加工辅助剂。

随着生活质量的不断提高，人们对营养型产品的需求日益增加，黄原胶可控制产品的流变性、结构、风味及外观形态，其假塑性又可保证良好的口感，因此被广泛应用于色拉调料、面包、奶制品、冷冻食品、饮料、调味品、酿造、糖果、糕点、汤料和罐头食品中。

（1）在饮料中的应用

饮料在贮藏期内，极易出现上浮、沉淀、分层等影响品质和口感的现象。因此，在工业生产中，需要在饮料中添加稳定剂，以此提高饮料的稳定性，延长悬浮饮料中颗粒的悬浮时间。黄原胶的亲水性较好，对温度、酸碱和盐的稳定性良好，能迅速溶解于水溶液中并形成稳定的溶胶，增加饮料的稠度，提升饮料的稳定性和颗粒悬浮性。马寅斐等人测定了0.004%，0.006%，0.008%，0.010%，0.012%的黄原胶添加量对芒果汁饮料稳定性的影响。结果表明，饮料的TSI稳定性指数呈先降低后上升的趋势，在0.008%的添加量时，TSI指数最小，饮料稳定性最高。且当其与CMC 9、结冷胶以添加量分别为0.012%，0.050%，0.015%复配时风味、口感及稳定性效果最好且高于市面上常见的芒果果汁饮料。陈刚等人向花生乳饮料添加黄原胶，发现花生乳饮料乳化性得到了显著性的提高且黄原胶添加量越大，乳化性越好。都宇通过向乳酸菌饮料中加入不同添加量的羧甲基纤维素钠、果胶、黄原胶和瓜尔豆胶进行正交试验，结果表明黄原胶对乳酸菌饮料稳定性有一定的影响。

（2）在焙烤食品中的应用

焙烤食品是以粮、油、糖或甜味剂、蛋、乳等为主要原料，加以其他辅料，经调制、发酵、成型、熟制等工序制成的产品，包括面包、糕点、月饼、饼干等。其中，面包和蛋糕主要组成成分为面粉、水、蛋等，经过发酵、焙烤等过程形成疏松多孔、蓬松柔软的烘焙食品。但是，在贮藏的过程中，极易因水分流失、淀粉老化而失去弹性。黄原胶是一种含有大量羟基的多糖，是一种亲水性胶体，能与面筋蛋白相互作用，形成复合空间网络结构，显著提高面筋蛋白持水性，提高面团的强度，从而增加焙烤食品的持水力、弹性、柔软度，改善口感，延长货架期。宋臻善等人的试验表明，添加0.05%~0.10%黄原胶的蛋糕放置7 d后，蛋糕的硬度及硬度变化率均比空白对照组小，且添加 0.10%黄原胶的蛋糕硬度变化率最小，说明添加0.10%的黄原胶可以延缓蛋糕老化。瞿力等人研究发现，在面包中添加适量的黄原胶尤其是0.6%的添加量，可更好地改善面包口感、提高面包生产量、延缓面包的老化。范婷婷等人研究了黄原胶同瓜尔豆胶、羟丙基甲基纤维素（HPMC）和海藻酸钠进行复配对面包品质的影响。研究表明，黄原胶、海藻酸钠与HPMC以1∶2∶6复配时，可更好地改善面包的烘焙品质，提高面包的抗老化性能。

（3）在乳及乳制品中的应用

液态乳制品既含有脂肪、蛋白质等大分子物质，也含有无机盐离子等小分子物质，体系复杂。在生产过程中，容易出现脂肪上浮、乳清析出、蛋白质凝固沉淀、分层等问题。因此，在乳制品工业中，需要额外添加乳化剂、增稠剂等使之形成稳定、均匀的分散体系。黄原胶具有亲水性和亲油性基团，能够聚集在水油界面，降低表面张力，阻止液滴聚集，起到乳化作用，从而避免乳制品发生分层现象、提高蛋白质的稳定性、避免蛋白质沉淀等。李向东等人在研发牛奶布丁时，将卡拉胶、黄原胶和变性淀粉复配制作牛奶布丁。结果表明，卡拉胶、黄原胶和变性淀粉协同作用较好，并且分别以0.25%，0.20%，3.00%的添加量制作出的牛奶布丁质构最好。刘丹通过将黄原胶和瓜尔豆胶复配来研究它们对复原乳稳定性的影响，结果表明，黄原胶和瓜尔豆胶适当的复配比例可减少蛋白质间的聚集，使复原乳更加稳定。

（4）在粮食及粮食制品中的应用

面团是向面粉中加入少量水经过一段时间揉搓使之成团形成的，依靠面筋蛋白保持一定的形状。黄原胶吸水能力较强，可与水结合形成黏性凝胶，与淀粉颗粒、面筋蛋白结合形成三维空间网状结构，从而增加面团的持水性，增强面筋强度，提高面团的稳定性[13]。何承云等人向馒头中添加一定量的黄原胶，发现黄原胶使馒头的硬度、黏着性、咀嚼性降低，而弹性、内聚性和回复性升高，且黄原胶添加量为0.10%时，改善馒头质构的效果最好。向面条中添加适量的黄原胶可加大面筋蛋白与淀粉粒的结合，提高面团结构的紧密性。冯俊敏等人在研究冷冻面条的试验时发现，黄原胶能够提高冷冻面条的最大拉断力，降低冷冻面条在贮藏过程中的熔化焓和冻结水含量，防止冷冻面条面筋膜受到伤害，提升面条的稳定性。此外，在速冻饺子或馄饨皮中加入黄原胶，可以起到改善面皮口感、减少烹饪时的烂皮和混汤度，并且在馅料中加入一定量的黄原胶，能够使馅料汤汁浓郁饱满。

（5）在调味品中的应用

黄原胶具有良好的水溶性，遇水可快速溶解形成溶胶，起到增稠的作用，并且对热、酸、碱和盐等具有很强的稳定性，因此可添加在调味料中使用。陶德才在辣鲜露调味料的工艺中加入黄原胶来保持辣鲜露水溶液体系的稳定性。通过添加 0.05%~0.40%的黄原胶与其他小料，如食盐、苹果酸、I+G等混合进行黏度试验，结果表明黏度随黄原胶添加量的增加而升高。当添加量为 0.2%，0.3%，0.4%时，辣鲜露的瓶底无沉淀物，瓶壁无挂壁分层现象。岑剑伟等人在制备海鲜酱时发现，如果只加淀粉需要更多的淀粉并且制得的海鲜酱久置容易出现结块现象。而当用 4%淀粉与 0.25%黄原胶混合使用时，不仅可达到理想的稠度，还能避免久置结块现象。王嫣等人的研究表明，黄原胶与变性淀粉复配，可进一步提高番茄沙司的稳定性、黏度及光泽度，并赋予番茄沙司细腻口感。陈春香在酱油中添加黄原

胶，得到的酱油色泽浓郁，体浓挂壁，更易上色，档次更好。

（6）在冷冻饮品中的应用

冰激凌是以牛奶、奶油和糖等为原料，辅以其他添加剂，经过一系列工艺而制作的一种冷冻饮品。品质良好的冰激凌具有口感细腻、持形能力长、香醇浓厚等特点。黄原胶在 - 18~100 ℃范围内均能起到稳定乳化液的作用，抑制水分子迁移，控制冰晶生长速度，使冰激凌口感绵软、细腻并能增加配料的黏度，使得冰激凌具有良好的可塑性、持形性、黏性和柔软性。刘梅森等人研究表明，黄原胶可显著提高软冰激凌的膨胀率、黏度、抗融性，降低产品硬度。郑梅霞等人向酸奶冰激凌中添加黄原胶，发现其能明显提高冰激凌的抗融性和膨胀率，抑制冰晶的增大。

曾在八十年代末期，溶氧和染菌是困扰我国黄原胶工业化生产的两大难题。随着 GSM发酵罐的发明和染菌问题的解决，黄原胶也就进入了产业化阶段。但随着生产规模的扩大和市场的拓展，黄原胶的质量问题就日益凸现出来。当然影响黄原胶成品质量问题是多方面的，诸如原料的选择、原料的合理配比、菌种选育、发酵工艺、后处理工艺、生产设备等都会影响其质量。但目前影响国内黄原胶质量的因素是菌种问题、发酵工艺和后处理工艺三个方面。通过对国内外产品的化验分析和有关部门的查新证明，国产黄原胶与美国的KELCO公司和法国的Phone-Poulen公司产品有六大差别：黄原胶色泽较深；成品颗粒不够均匀；不同批次间比重不一；溶解性较差；成品粘度较低且耐热、酸碱的稳定性较差；成品的灰分、含氮量略高；微生物指标偏高。美国KELCO公司是是世界黄原胶生产者先驱，代表着国际黄原胶的发展方向，其黄原胶产品有以下几个明显优点：产品手感较粗，有沙粒状，在水中极易分散，水溶性好，色泽较浅，粘度较高达2500cp，热稳定性强。但我国现产的黄原胶从色泽、胶感、溶解性、分散性及粘度等方面都各有千秋，山东中轩、甘肃顺兴、河北新合、江苏金湖产品大同小异，河南天冠产品具有流动性的溶解性较好的特点。

如今食品安全已经成为非常关注的焦点之一，根据原卫生部颁布的《食品添加剂使用卫生标准》，只有维生素和氧化剂明文允许添加的，增稠剂并不在允许添加范畴。那么针对黄原胶，需要采用GB1886.41-2015的标准对其进行检测分析，检测项目的要求指标如下:

表1 理化指标

表2 微生物学指标

黄原胶不仅自身性能优异，还可与其他生物胶复配使用，改性处理后性能更为优良，潜力巨大。但如何综合好黄原胶的优良性能并投入生产，甚至如何高效环保的生产出性能优良的改性产物是黄原胶在实际应用中的亟待解决的问题。

参考文献

[1]马发顺,张凌源,徐慧平,元雪浈,梁秀丽.红枣酸奶饮料的制作工艺及原料最佳配比研究[J].安阳工学院学报,2021,20(04):83-86.

[2]王喜庆,尹超,苏适,刘东琦,郭天时,穆亚慧.复配亲水胶体对速冻水饺品质的影响[J].吉林农业科技学院学报,2021,30(03):1-6+10.

[3]孟秀梅,赵文超,左军霞,李明华,张兰,田晶静.香橙柠檬饮料稳定性的研究[J].江苏调味副食品,2021(02):27-32.

[4]徐玮键,王炜清,余雄伟,付琴利,陈历水,李述刚.黄原胶对扁桃仁蛋白质乳化特性的影响[J/OL].食品工业科技:1-13[2021-07-27].

[5]张丽静,王远亮,王传花.黄原胶在食品工业中的应用[J].农产品加工,2020(22):77-79.

[6]蔡旭冉. 羧甲基淀粉与黄原胶复配体系特性及其应用研究[D].安徽农业大学,2020.

[7]苏璐,张江辉,董明,陈鲁.黄原胶及其改性产物的应用研究进展[J].山东化工,2020,49(24):76-79.