华东理工大学食品科学与工程系胡国华
黄原胶(XanthanGum),又称黄胶、汉生胶,是以玉米淀粉、蔗糖等为主要原料,经生物工程方法得到的一种高分子微生物阴离子多糖,可以溶于冷水和热水之中,由于它的高粘度,高耐酸、碱、特性和高耐热稳定性,是目前所知的性能最为优越的生物胶之一,其独特的理化性能使之集增稠、悬浮及乳化稳定等功能于一身。作为增稠剂和稳定剂在食品、医药,化妆品等行业中,都有极广泛的应用。
黄原 胶是由甘 蓝 黑 腐 病 野 油 菜 黄 单 胞 菌(XanthomonasCampeseris)以 碳 水 化 合 物 为 主 要 原 料 , 经 好 氧 发 酵 生 物 工 程 技 术产 生 的 一 种 高 粘 度 水 溶 性 微生 物 胞 外 多 糖 。黄原胶的现代化生产是以纯种培养基在严格控制的条件下发酵生成。1952年由美国农业部依利诺斯州皮奥里尔北部研究所分离到甘蓝黑腐病黄胞菌,并使甘蓝提取物转化为水溶性的酸性胞外杂多糖而得到。由于该多糖具有很高的粘度、流动触变性和稳定的理化性质,且无毒,故作为添加剂在日用化学领域具有广阔的市场前景,广泛应用于食品、医药、采油、纺织、陶瓷、印染、香料、化妆品及消防等领域。1969年 美 国 FDA批 准 黄 原 胶 可 用 做 食 品 添 加 剂 ,1983年 世界 卫 生 组 织 和 国 际 粮 农 组 织 批 准 黄 原 胶 可 作 为 食 品 工 业 中 的 稳 定 剂 、 乳 化 剂 、增 稠 剂 使用。 黄 原 胶 不 仅 具 有 良 好 的 理 化 特 性 , 而 且 还 有 一 定 的 免 疫 学 特 性 。 此外 , 黄 原 胶 可 作 为 其 它 食 品 胶 的 增 效 剂 。
一、黄原胶的生产
(一)生产工艺
保藏菌种→斜面活化→摇瓶种子(或茄瓶培养)→一级种子扩大培养→二级种子扩大培养→发酵罐发酵→发酵液→提取→干燥→粉碎→包装→成品
黄原胶在工业上主要是以玉米淀粉为碳源,以鱼粉、豆饼粉为氮源,用CaC03为pH调节剂,并在一定量的消泡剂存在下,野油菜黄单胞杆菌经好氧深层发酵而得到多糖含量在25g/L左右的发酵液。发酵温度为28℃,控制一定的通风比。发酵时间大约为72h左右,产量最高可达28g/L,发酵液粘度最高可达9Pa.s左右。为解决发酵后期发酵液粘度大、溶解氧水平低等问题,并针对黄单胞菌是一种较为脆弱的菌体,李卫期等人研究结果表明,增加发酵罐的高径比值为3~4,适当减少搅拌桨叶直径,减少挡板数目或不设挡板,有利于黄原胶的发酵。根据国外黄原胶的双液相发酵和连续发酵研究,在国内间歇发酵的基础上,许喜林等研究了采用两步法发酵合成黄原胶的方法。第1步是利用黄单胞菌发酵,采用了较小量的碳源及低的碳氮比,终止时间控制在25h.此时可获得较大的生物量及胞外酶,而不生成黄原胶,以有利于胞外酶的分泌和菌体的分离;第2步胞外酶发酵采用了无氮培养条件,且因发酵液中不含菌体省去了稀释和分离菌体的工序,可降低生产成本,黄原胶的产率高于单纯菌体发酵。胡德亮等在研究发酵的过程中,在产胶初期,添加一种表面活性剂,而在发酵进行36h后,补加20%的水分,可使产胶率提高15%。
(二)分离提纯
1.预处理工序
由于黄原胶发酵液具有较高的粘度使后处理非常困难,其中菌体细胞的去除是提取工艺的一大障碍。预处理工序主要去除菌体细胞和各种不溶性杂质,使黄原胶中不再含活性的菌体细胞、不溶性杂质和色素等。方法有过滤法、离心法、酶降解法和次氯酸盐氧化法。
李时岩等用硅藻土过滤可除去发酵液中大部分的菌体细胞,用中空纤维内压超滤法对黄原胶进行提纯和浓缩,可除去发酵液中悬浮的不溶性固体、可溶性离子物质和大部分色素,将黄原胶质量浓度从25g/L提高至87g/L。
2.沉淀分离
黄原胶的沉淀分离一般采用乙醇、异丙醇沉淀法。工业上典型的沉淀方法是钙盐工业乙醇沉淀法。在黄原胶发酵液中加入终质量浓度为15g/L的钙盐如Ca(0H)2和CaCl2,充分混合后,逐步加入8g/L的Na0H,再搅拌30min,可形成黄原胶钙盐复合沉淀物;将沉淀物压榨脱水、并充分打碎成块状物,加入终质量浓度为500g/L的工业乙醇,用HCl调pH至1.5~2.0,搅拌30min,经过滤或离心可得到黄原胶沉淀物;在该沉淀物中再加入300g/L的工业乙醇,用NaOH调pH至中性,经过滤或离心、烘干、粉碎和过筛可得到黄原胶的产品.
其他类似方法有低级醇沉淀法、铝盐异丙醇沉淀法和季铵盐甲醇沉淀法。
二、黄原胶在食品工业中的应用
黄原胶作为一种高粘度水溶性聚合物,具有许多优异的理化性能,是一种多功能食品添加剂,已被广泛地应用于包括食品行业在内的二十多个行业。黄原胶以其独一无二的理化性能在食品工业中作为增稠剂、悬浮剂、乳化剂和稳定剂等使用。
黄原胶在食品工业中是理想的增稠剂、乳化剂和成型剂,用途极为广泛。黄原胶作为蛋糕的品质改良剂,可以增大蛋糕的体积,改善蛋糕的结构,使蛋糕的孔隙大小均匀,富有弹性,并延迟老化,延长蛋糕的货架寿命。奶油制品、乳制品中添加少量黄原胶,可使产品结构坚实、易切片,更易于香味释放,口感细腻清爽。用于饮料,可使饮料具有优良的口感,赋予饮料爽口的特性,使果汁型饮料中的不溶性成分形成良好的悬浮液,保持液体均匀不分层。加入啤酒中可使其产泡效果极佳。加入20g/L黄原胶于焙烤食品中,可保持食品的湿度,抑制其脱水收缩,延长贮存期。用于果冻,黄原胶赋予其软胶状态。加工填充物时,可使果冻的粘度降低从而节省动力并易于加工。在加工淀粉软糖和蜜饯果脯等配方中加入0.5g/L的黄原胶和槐豆胶,能够改进加工性能,大大缩短加工时问。含有0.5g/L~7.5g/L黄原胶的巧克力液体糖果,贮藏稳定性大为提高。方便面中加入黄原胶,可提高加工过程的成品率,减少产品断碎干裂,改善口感。它还广泛用于罐头、火腿肠、饼干、点心和肉制品等食品中。
(一)饮料
黄原胶的流变性使果汁具有良好的灌注性,并能赋予饮料爽口的特性,可以在低pH值下完全溶解,并且用低浓度溶液能长时间有效地悬浮果肉使制品保持风味、浓度、口感和组织的均一稳定。黄原胶可提高水果和巧克力饮料的口味,使其口感丰满,浓郁,香味释出良好。低浓度的黄原胶溶液在低pH下可起稳定作用,并可与饮料中常见的多种其它配料(包括乙醇)配伍。同时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。可用于各种冷饮、果汁饮料、果肉饮料、速溶固体饮料等,用量0.1%~0.4%。
(二)冷冻食品
黄原胶可使产品在反复冻-融的过程中具有极佳的稳定性和持水性,减少和控制冰晶的形成,还能改善奶油的组织结构,提高膨胀率。黄原胶与其它亲水胶体合用于冷冻食品,不仅对热冲击具有很强的耐受性,提高抗融化能力,而且富有柔滑感,并可延长保质期。
1.速冻水饺提前配制出溶液,和面时同时加入余量水,面在成片时可延性好;馅在调制过程中慢慢地均匀直接洒黄原胶,然后搅拌一定时间,以不见颗粒黄原胶为止;在馄饨中使用也与之相同。
2.雪糕、冰淇淋在雪糕、冰淇淋中黄原胶能调整混合物粘度,使其具有均匀、稳定的组成,组织滑软。由于黄原胶的粘度与温度的关系有可逆性及其剪切性能,故在加工阶段操作时,粘度下降、阻力减少,有利于工艺进行。而在冷却老化阶段,粘度恢复,有利于提高膨化率,防止冰晶的产生;食用时随咀嚼温度上升,粘度又降低,口感滑爽而清口。同时产品能缓慢地融化,提高了冰淇淋抗骤热的性能,而且在融化时奶油和水混合均匀,不会产生浆渣分离的现象。一般老化时间为2~3h,用量0.3%。
(三)肉制品
黄原胶可用于制备香肠、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,延长货架期。
1.方火腿、圆火腿这些肉块制品,需经炮制,不应一开始就加入黄原胶,否则粘液层会影响炮制剂的渗透,一般在炮制完后,再加1%的预先配制好的黄原胶溶液再加入其它辅料,搅拌均匀后装盒或注入肠衣。
2.午餐肉、红肠等肉糜制品在斩拌肉时,可直接将预先制好的黄原胶溶液倒入搅拌机,然后再加入淀粉之类辅料,顺序不可颠倒。建议用量1%溶液加5%,即0.05%。
(四)焙烤食品
黄原胶可提高焙烤食品在焙烤和贮存期的持水性和口味的柔滑性,还能与淀粉结合,抑制淀粉老化,从而延长焙烤食品和冷面团的保质期。在软质烘焙食品中,黄原胶还能代替鸡蛋,降低蛋白的用量,而不影响产品的外观和口味。如在蛋糕中的应用,能使蛋糕蜂窝组织均匀,质体松软,富有弹性,具有良好的保温性。
1.糕体先将黄原胶溶液(尽量浓)加入蛋糊中,搅打一定时间,然后再加入高筋面粉再搅打至起发,体积约膨胀一倍进行注模,并控制稍高起始焙烤温度。
2.奶油标花将加有少量乳化剂的黄原胶溶液直接加入温热的糖浆中,经搅拌均匀后倒入奶油中,充分搅拌至体积膨胀2~3倍后,用花嘴子在糕胚上描出各种图案,待搅匀后趁热装入标花嘴桶中,冷藏后进行蛋糕标花。一般用量0.15~0.3%。
另外,黄原胶还可防止葡萄干等干果或干菜固体颗粒在烘焙期间的沉降,使面包的烘焙体积增大,凡含有黄原胶或并用槐豆胶的烘焙食品,都具有结构细腻、贮存期长,对冷、热稳定的特点。
(五)乳制品
在乳品生产中,黄原胶能使高速搅拌牛奶、冰淇淋、含乳饮料得到稳定,增加粘度,防止脂肪上浮,提高热稳定性,并可提高奶油的保形力,防止西餐甜点因多料混合所形成的分层现象。其假塑性有助于干酪涂抹品的生产,在干酪奶品调料中与半乳聚糖合用,可避免脱水现象,改善液体和泡沫型浇料的乳化稳定性及控制流动性能。下面为黄原胶在几种乳制品中的应用方法:
1.酸化牛奶鲜牛奶或奶粉液预先加入高浓度糖浆,搅拌均匀后加入黄原胶与CMC的混合物溶液,搅拌加热至70℃,恒温,然后加入酸味剂,进行均质。
2.豆奶、果味奶(调香奶)前者在制成一定浓度的豆奶液中加入黄原胶,搅拌均匀后进行均质,后面工艺不变;后者事先将少量糖及甜密素与黄原胶混匀,加入热水搅拌、过滤,再加入到奶液中,搅拌中加香精均质,巴氏消毒、包装。
3.杏仁露仔细选择乳化剂,并加入少量磷酸盐,以整合水中离子,均质前加入黄原胶溶液,均质后形成对蛋白质粒子的保护膜,耐高温消毒的热冲击,一般添加量O.5%~1%。
(六)罐头食品
黄原胶具有热稳定的优点,其假塑性可使物料便于泵送与罐装。用黄原胶取代部分淀粉,可改善渗透性,并可缩短杀菌时间。黄原胶与槐豆胶、瓜尔豆胶的混合物具有形成凝胶的性质。如可使罐藏蘑菇的脱水率降低、色泽和质地也很好,贮藏期延长。将浓度0.5%~1%黄原胶溶液和浓度0.1%的焦亚硫酸钠溶液混合,真空浸泡蘑菇一定时间,然后冲洗,烫漂冷却,后道工序不变。
(七)果酱、果冻
黄原胶应用于果酱中,可使得果酱不析砂、体系均一,涂抹性好,不结块。在打浆工序完后加入黄原胶,与浆料搅拌均匀后进行后道浓缩,浓缩过程中比加入高甲氧基果胶不易结块,用量降低.一般使用量O.5%~0.8%。如,对于核桃酱,该产品不仅要保持核桃营养保健成分,还要具有良好的稳定性和风味口感,这就需要选择合适的增稠剂。在核桃酱生产中添加的增稠剂一般可以用黄原胶、琼脂、明胶等。试验结果表明,单独使用明胶时,低浓度增稠作用不显著,随浓度提高,酱体会出现“冻”结构,流动性变差,使酱体变得粗糙,故不宜单独使用。单独使用琼脂时,低浓度时虽有较好的增稠作用,但酱体较脆,涂抹性差,浓度提高脆感增强,所以也不宜单独使用。而单独使用黄原胶,低浓度时就有比较理想的增稠作用同时由于黄原胶的假塑性,对核桃酱的流动性无明显的破坏作用。而黄原胶同时还有稳定相态和减弱核桃蛋白的热凝聚作用。故使用低浓度黄原胶对核桃酱既可起到增稠作用,还可起到乳化稳定作用。黄原胶在核桃酱中不仅有提高产品品质的作用,而且在溶液状态下黄原胶不易被常见的酶(如蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶和淀粉酶)水解。建议使用量为0.4%。
在果冻的应用中,黄原胶常和槐豆胶复合使用,也能得到粘弹性和凝胶强度都比较理想的果冻食品。
(八)即食食品
在汤料、沙司和浇汁等产品中,黄原胶可在很广的温度范围内保持物料粒度的均匀一致。因其在冷热介质中均能溶解,并在各种条件下(包括极端条件下)均具有稳定作用,因此几乎可应用于所有即食食品如汤料、沙司、西餐点心、速溶饮料、食品表面装饰料和勾芡肉汤。
(九)调味料和调味汁
黄原胶在可倾注的色拉调味料中稳定性好。由于黄原胶对酸、碱的稳定性较好,故可以应用于水包油乳浊液中,能延长保质期。其高度假塑性可赋予产品良好的口感,提高感官质量,并能控制其可泵性,倾注性和改善色拉的附着性。
(十)功能性食品
在一些功能性食品中添加黄原胶,可明显减少淀粉和糖的用量而不影响口感和其它感官质量,其热值仅为2.4Jkcal/g。用黄原胶烘制无面筋面包,可保持组织气孔细小,表面有弹性。
黄原胶使用注意事项:1.制备黄原胶溶液时,如分散不充分,将出现结块,除充分搅拌外,可将其预先与其它材料混合,再边搅拌边加入水中,如仍分散困难,可加入与水混溶性溶剂,如少量乙醇。2.黄原胶是一种阴离子多糖,能与其它阴离子型或非离子型物质共同使用,但与阳离子型物质不能配伍。其溶液对大多数盐类具有极佳的配伍性和稳定性。3.黄原胶具有强亲水性,当进入水中时它最外层与水接触,立即吸收大量水分,体积膨胀形成胶团,阻止其它水分进入里层。使黄原胶不能发挥它的作用,为此必须采取正确的方法。取一份黄原胶用十份或以上其它干燥的原料,如:糖、盐或谷氨酸盐混合粉末。然后慢慢倒在搅拌中的水里,继续搅拌直至完全溶解。
三、应用举例:黄原胶在冰淇淋生产中的应用
(一)应用特性
瓜尔豆胶是目前冰淇淋生产中使用最为广泛的增稠胶,但其抗融性差、易生物降解、热稳定性和酸稳定性不高,给冰淇淋生产带来一些质量问题。在食品增稠剂中,黄原胶的增稠性仅次于瓜尔豆胶,象瓜尔豆胶一样也能在冷水中溶解,此外,黄原胶还具有热、酸稳定性高,抗融性突出等特点。在冰淇淋生产中,应用黄原胶作增稠剂的主体组分,可改进和提高冰淇淋配料及产品的质量。
黄原胶溶液的粘度对浓度变化非常敏感,在生产中,通过调整配料中黄原胶和瓜尔豆胶的浓度来调节配料粘度非常方便。浓度0.3%是黄原胶溶液高低粘度的分界点,0.l%黄原胶溶液的粘度约40cp,此粘度对于大部分冰淇淋配料来说已偏低,因而如果用黄原胶作为稳定剂的主要组分,则其用量一般高于0.1%;0.5%黄原胶溶液的粘度高达450Cp左右,此粘度已超出一般冰淇淋配料粘度的上限,所以黄原胶作为配料中增稠胶的主要组分时,其用量只在0.2%~0.5%之间变化。黄原胶和瓜尔豆胶的粘度协同增效作用很小,0.3%黄原胶溶液的粘度为200cp,0.3%瓜尔豆胶溶液的粘度约为65cp,它们混合液的粘度仅为190cp。在进行生产配方设计时,可以根据黄原胶和瓜尔豆胶的配方量,不必考虑协同作用直接计算黄原胶和瓜尔豆胶在配料中的粘度贡献,估算配料的大致粘度和流变性质,分析配料的加工性能,确定配料的工艺适用性,这样,可对生产配方进行初步评价,这在实际生产中非常有用。黄原胶和瓜尔豆胶的悬浮性能在常用食品胶中是最好的,只要配料保持一定粘度,生产豆棒或添加葡萄干、菠萝丁等物时,添加物在产品中的分布均匀,没有沉底现象。
(二)产品质量
应用黄原胶作稳定剂,对冰淇淋的产品质量只有正面作用而没有负面作用。冰淇淋既有滑溜绵软的口感,也有起砂的口感,这些口感的差异是由于冰晶大小、形状、分布的不同造成的。不管冰晶处于哪种状态,黄原胶都能提供足够的粘度阻力,限制分子扩散,抑制水分子迁移,防止冰晶长大。应用于高脂、中脂冰淇淋时在-25℃贮藏3个月,口感没有变化,没有颗粒感,没有冰屑产生;但无脂产品在-25℃贮藏3个月后有少量冰屑产生,有明显的颗粒感,产品略发硬,这可能是无脂产品的总固形物含量太低的缘故。
应用黄原胶,各种产品的抗融性都有不同程度的提高,中脂产品的融化率比使用明胶、CMC、瓜尔豆胶作主要增稠剂时能下降3%~5%。中脂产品的融化率为24%,高脂产品的融化率为21%,无脂产品的融化率较高,达到28%。用挤压切割成型工艺生产时,相对于灌注成型工艺,黄原胶的用量需增大20%左右,目的在于增加配料的粘度,保证从凝冻机加工出来的浆料有良好的可塑性、柔软性和一定的粘性,保证挤压和切割操作顺利进行。但高粘度会延长搅打时间或降低膨胀率,解决这一负面影响的办法是用乳化剂来缩短搅打时间,高脂和中脂产品的膨胀率都能控制在80%~100%之内。
应用黄原胶作稳定剂,冰淇淋产品的持形性有明显提高。用最容易收缩变形的蛋筒冰淇淋做试验,产品在-18℃贮藏3个月,没有收缩变形的现象,贮藏4个月后有轻度收缩。选用瓜尔豆胶、卡拉胶、CMC、明胶作主增稠剂的蛋筒产品,在-18℃贮藏3个月后便出现收缩,雪糕蛋筒的变形尤为严重。
(三)结论
黄原胶具有独特的流变性、优良的热稳定性、酸稳定性和悬浮性,非常适合应用于冰淇淋生产中,而且黄原胶的用量较易确定,中小型厂家可依靠其技术人员结合本厂生产设备、生产工艺和产品质量的特殊性,利用黄原胶作主要成分配制非通用型的更具有针对性的乳化稳定剂。许多市售的复合稳定剂也是选用瓜尔豆胶、黄原胶和单甘脂等组分,用特殊工艺使食品胶均匀分布于乳化剂中而形成复合体,由于涉及浓缩、包裹等复合技术,成本较高。自己配制乳化稳定剂只需把几种原料混合,在使用性能不受影响的前提下,成本可降低30%,1t冰淇淋可节约30~50元。
四、黄原胶发展现状和前景
(一)国内黄原胶生产开发的现状
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,在无任何资科供借鉴的情况下,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。上世纪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、河北新台、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乎徘徊不前。
针对上述情况,为了扩大黄原胶在国际市场的份额,拓宽黄原胶在工业领城的应用,减小特种用户对特种规格黄原胶的进口量,对黄原胶的开发应用进行研究已刻不容缓。
(二) 国内黄原胶发展存在的不足
自八十年代以来,黄原胶的需求量正以每年10%的速度递增,其应用领域之广是许多其它微生物多糖甚至是其他一些亲水胶体所无法比拟的。
目前我国黄原胶生物合成的研究进展迅速,不但从自然界中筛选出黄单胞菌株,还能从黄单胞菌株本身出发,经过物理的或化学方法处理,诱变出一些产色基因受到抑制或根本不能表达的菌株。同时,也能通过发酵过程代谢调控、新型反应器的应用、细胞固定化等措施来解决目前生产中存在的质量低下问题。
八十年代未期,溶氧和染菌是困扰我国黄原胶工业化生产的两大难题。随着新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。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公司产品有六大差别:黄原胶色泽较深;成品胶凝不够均匀;不同批次间比重不一;溶解性较差;成品粘度较低,且耐热、遇酸碱的稳定性较差;成品的灰分、含氮量略高;微生物指标偏高。当然产生黄原胶成品质量问题的原因是多方面的,诸如原科的选择、原科的合理配 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问题。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。
当然,我国在黄原胶研究领域也存在着一些盲区,比如,丙酮酸是黄原胶侧链的一个组成部分,它的存在可以赋予黄原胶许多优良性能。黄原胶分子中的丙酮酸含量会影响其分子的空间排列,从而引起黄原胶溶液的粘度、耐温性和分子量的变化。此外,丙酮酸还是黄原胶合成水平的一个重要标志,其含量的高低直接显示出黄原胶合成的情况以及发酵条件的控制情况,但丙酮酸的确切作用还不清楚,许多方面的实验还仅仅处于探索阶段。
另外,由于黄原胶应用覆盖面广,更需要研制针对不同领域的系列产品以适应市场需求。在国外,黄原胶常常是与其它胶类复合使用的,厂家一般针对用途起出不同的商品名。价格也有较大的差异。国内厂家这方面做的不是太清楚。用户常常分不清是复配产品还是纯黄原胶,这样容易造成市场混乱。按照商标法规定,应该在商标上明确所含成分。同样的产品在价格上也不应该有太大的差距。这样,对厂家、用户都是有益无害的.
从目前国内产销情况看,每年生产的几千吨黄原胶,大多用于食品工业,其它工业领域的应用仅限于石油等行业,占总的市场份额不大。而在国际市场上,黄原胶不仅在食品工业中有着广泛的应用,在石油钻探、三次采油、纺织、印染、陶瓷加工、涂料、炸药、湿法冶金、医药、农药、化妆品等行业中都有着广泛的应用。与国外的黄原胶应用于十几个行业几十种产品相比,我们在应用方面的差距很大,所以应用潜力是巨大的。究其原因,主要是在应用开发方面投入的资金、技术力量不够。国外一般的大型企业都有专门的研究发展中心,针对当前及潜在的市场进行长期、不间断的研究,并不断有适销对路的新产品投放市场。为此,充足的资金和研究开发技术力量是必不可少的。
世界上生产黄原胶的国家和地区有10余个。我国自70年代以末黄原胶工业也从无到有,迅速发展起来。目前黄原胶的生产主要以淀粉、淀粉水解糖浆为底物,由黄单胞杆菌发酵制得。黄原胶广泛应用于食品、医药、日化、石油等20余个行业,有30~40个品种。近30年来,对黄原胶的需求量年均增长5.7%,它已成为世界上生产规模最大、用途较广的微生物多糖。美国Kelco公司是是世界黄原胶生产者先驱,代表国际黄原胶发展方向.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。该公司早在60年代初即开始了大量商业化生产黄原胶。
对于黄原胶的市场,应该是巨大的。特别是食品工业以外的领域,需要我们去积极开发和引导使用。比如石油工业等。切不可在现有的市场上无序竞争,不合理降价,使生产企业利益都受到不同程度的损失,对黄原胶产业化的健康发展是十分不利的。尽管如此,黄原胶的发展前景仍十分诱人。
(三)国内黄原胶发展前景
从1979年至今,我国黄原胶的研究开发走过了三十年的历程。从无到有,从小到大。市场也从不认识到逐步认同,有了长足的进步。但不容忽视的是,从生产工艺到市场开发,仍处于十分粗放的初级阶段。作为微生物发酵工程中较为特殊的产品形式一高粘物料,其发酵过程、反应器及后提取工艺等都有与其它发酵产品(如味精、酶制剂、酒类、有机酸等)完全不同的特点,需要我们花大力气,坚持不懈地从基础理论和生产实践各方面去研究、去探索。随着市场对产品质量要求的不断提高,需要有新的、更好性能的微生物多糖产品。美国Kelco公司自60年代成功地开发出黄原胶后,于80年代又成功地开发出GellenGum(结冷胶),它具有比黄原胶更为优越的性能。目前国际市场价格约为黄原胶的三倍。在国际市场上基本上是独家垄断生产,产品在包括中国在内的全世界范围畅销。1999年约为5000吨以上,市场销售良好,正逐步扩大生产规模。至2000年10月,国内尚无规模化生产。再如PulluanGum也是国际上新开发的新型多糖,市场需求良好,正逐步扩大生产。90年代,中科院微生物所对此进行研制和开发,但至今未见工业规模的报道。国际上这些新型多糖大多由黄原胶生产企业开发生产,因为这类新型多糖的一个共同特点是,当分子量高达数百万时,成熟发酵醒的粘度即高达数万mPa.s。因此,尽管采用的菌种、生产工艺不同,但在实际生产时可以部分借用黄原胶的生产设备。同时逐渐形成微生物多糖系列产品,既有利于市场需求,对企业的长远发展更为有利。这类具有不同性能、不同应用领域的新型微生物多糖将是今后新型发酵工程的一个重要发展方向,国内有关企业应该引起足够的关注。
1.新苗种的选育和生产新技术的研究
目前国际上已有报道,黄原胶生产菌株的产胶基因已分离确定。通过基因工程的技术,能够培育出具有强大产胶能力的新菌种。一旦投入生产,黄原胶的生产水平将会有极大的飞跃。我们也应该从现在开始,采用最新技术,定向改造黄原胶的生产菌株。与国外相比,我们的生产水平仍处于较低水平。发酵产胶一般为2.4~2.8%,转化率60~70%,发酵时间72~85小时;而国外发酵产胶可达3.5%以上,转化率70~75%,发酵时间48小时。可见差距是十分明显的。因此,新的生产技术的研究和生产水平的提高需要我们做长期不懈的努力。
2.后提取技术
在黄原胶的生产成本中,后处理费用约占总成本的50~60%。因此,寻找高效的、经济实用的提取技术和根据不同的应用领域,研制不同剂型、不同性能的黄原胶产品是从事黄原胶产业的科技人员永远的研究课题。
3.市场的培育引导
由于黄原胶应用覆盖面广,更需要研制针对不同领域的系列产品以适应市场需求。在国外,黄原胶常常是与其它胶类复合使用的,厂家一般针对用途起出不同的商品名。价格也有较大的差异。国内厂家这方面做的不是太清楚。用户常常分不清是复配产品还是纯黄原胶,这样容易造成市场混乱。按照商标法规定,应该在商标上明确所含成分。同样的产品在价格上也不应该有太大的差距。这样,对厂家、用户都是有益无害的。其次,由于对国内外市场和产业的技术水平不清楚,不少企业盲目上马,无节制地扩大生产能力,对外冲击国际市场时,各生产厂无序竞争;对内争夺已有市场时,竟相压价,导致整个产业利润滑坡,发展困难。
另外,我 国 应 加 强 黄 原 胶 在 医 药 学 方 面 的 研 究 , 深 入 探讨 黄 原 胶 的 药 理 作 用 , 把 黄原 胶 应 用 于 各 食 品 中 , 增 加 食 品 的 附 加 值 ; 同 时 ,随 着 高 分 子 技 术 的 发 展 , 更广 泛 地 研 究 黄 原 胶 与 其 它 食 品 胶 的 增 效 作 用 , 了 解 其 作 用 机 理 , 找 出 性 质 更 优良 、 应 用 更 广 泛 的 复 合 胶 。
------摘自《功能性食品胶》,化工出版社,胡国华编著,有删节.
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