黄原胶的性能与应用

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1、万方数据第32卷第5期2002年10月日用化学工业黄原胶的性能与应用李兴存，张忠智，王洪君，陈进富，李术元(石油大学(北京)化工学院．北京102200)V01．32No．50ct2衄2摘要：重点介绍了以玉米淀粉为原料生物合成黄原胶的发酵工艺姒及产品分离提纯工艺；介绍了黄原胶的分子结构和其假塑流变眭、对酸碱稳定性、悬浮乳化性以及与增稠剂的西教忖；等性能．并介绍r其在食品、石油和纺织等领域的应用；最后对目前国内外黄原胶生产状况作了凋查分析。关键词：增稠剂；黄原胶；性能；生产；应用中图分类号：1珥23．92文献标识码：A文章编号：100l一1803

2、(2【】(】2)05一0047一04黄原胶(x∞t11aIl刖n)，又称黄胶、汉生胶，是野油菜黄单胞杆菌以碳水化合物为主要原料，经发酵工程生产的一种用途广泛的微生物胞外多糖。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单胞菌．并使时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黏度、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，广泛虚用于食品、医药、采油、纺织、陶瓷、印染、香料、化妆品及消防等领域。l黄原胶的结构与性能1．】黄原胶的结构黄原胶的分子结构见图1。黄原胶

3、是由D一葡萄糖、D一甘露糖、D一葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸组成的“五糖重复单元”结构聚合体，分子摩尔比为28：3：2：17：0．51～O．63⋯，它的相对分子质量在5×1驴u左右。图1黄原胶的分子结构盹．1MolecI】1arsnlcture0f脚l吐mg咖黄原胶分子的一级结构是由口一1．4键连接的D一葡萄糖基主链与三糖单位的侧链组成，其侧链由D一汁露糖和D一葡萄糖醛酸交替连接而成。黄原胶的分子侧链末端含有丙酮酸，其含量对性能有很大影响。在不同溶氧条件下发酵所得黄原胶．其丙酮酸含量有明显差异。一般溶氧速率小，其丙酮酸含量低。黄原胶的二级结构．2

4、o是侧链绕主链骨架反向缠绕，通过氢键维系形成棒状双螺旋结构。黄原胶的三级结构_3o是棒状双螺旋结构间靠微弱的非共价键结合形成的螺旋复合体。1．2黄原胶的性能1．2．1假塑流变性黄原胶溶液是一种典型的假塑性流体，其溶液黏度随剪切速率的增加而明显降低。在高剪切速率下，聚合体结构解聚为无规则线团结构，使黏度迅速降低；当剪切速率解除时，分F结构又恢复到双螺旋网状聚合体状态，使溶液黏度瞬间恢复到最大。1．2．2增稠性黄原胶具有良好的增稠性能，特别是在低质量浓度下具有很高的黏度。3×10。1∥L的黄原胶溶液能产生0．09Pa·s的有效黏度．黄原胶溶液的黏

5、度是同质量浓度下明胶的100倍。1．2．3稳定性黄原胶溶液在一定的温度范围内(一4℃一93气)反复加热冷冻，其黏度几乎不受影响，10异／L黄原胶溶液由25qC加热到120℃，其黏度仅降低3％。黄原胶溶液对酸碱十分稳定，在p}15—10其黏度不受影响。能和许多盐溶液混溶，黏度不受影响。它’可以分别在100g／LKa，100异／LNaCl，100∥Lcaa2和50∥LNa2c(】3溶液中长期仔放90d(25℃，)，黏收稿日期：200l—09一10：修回日期：2∞2一∞一24作者简介：李兴存(1969一)，男，山东人．硕士毕业于西北轻工业学院，现为

6、北京打油大学化工学航在读博士．电话：(010)8()733637，E吖忡l：li菇“8叫n@叭c0IrI。№、沙。№MjL。蕊、．．．旷mH乃耙m㈨×。万方数据万方数据第5期李兴存等：黄原腔的性能与应用点心和肉制品等产品中。32黄原胶在石油工业中的应用黄原胶另一个大的应用市场是石油工业。目前我国油田用化学品主要是聚丙烯酰胺、cMc、变性淀粉等、，黄原胶在增黏、增稠、抗盐及抗污染能力远比这些聚合物优越。对加快钻井速度、防止油井坍塌、保护油气田、防止井喷和大幅度提高采油率等方面都有明显的作用。低浓度的黄原胶水溶液就可以保持水基钻井液的黏液并控制其

7、流变性能．因而在高速转动的钻头部位黏度极小，大大节约了动力；而在相对静止的钻孔部位却保持高能黏度，起到防止井肇坍塌、便于切削碎石、排出井外等作用。黄原胶在三次采油中用作调剖剂，具有成胶体系强度高、封堵性好、与地层水配伍性强及热稳定性较强等特点，能保证其在应用过程中的有效性。还可用于钻井之后的完井和修井、压裂和三次采油。该产品作为一种理想的添加剂有非常好的发展前景。3．3黄原胶在纺织工业中的应用黄原胶应用于印染工业，可控制浆的流变性质，防止染料的迁移，使图纹清晰，与印染泥浆中的多数成分可以互溶，而黄原胶自身的洗出特性也卓有成效。因此．黄原胶广泛

8、地应用于地毯、丝绸等印染行业中。3．4黄原胶在其他领域中的应用黄原胶在陶瓷、搪瓷、玻璃、医药、农药、印染、香料、化妆品、胶黏剂和消防等行业中也有广阔的用途。如使用黄