黃原膠(Xanthan gum)是以甘藍(lán)黑腐病野油菜黃單 胞菌（Xanthomonas campestris)的菌株 B- 1459 為生產(chǎn)

菌，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[1]。1969年美國(guó)FDA批準(zhǔn)在食品中 應(yīng)用黃原膠,1983年世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織 批準(zhǔn)黃原膠可作為食品工業(yè)中的穩(wěn)定劑、乳化劑、增稠 劑[2]。1992年中國(guó)頒布黃原膠作為食品添加劑的國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)。黃原膠冷水溶部分和熱水溶部分的流變特性及其協(xié)同作用研究，由于它具有獨(dú)特的流變性、良好的水溶性、對(duì)熱 及酸堿的穩(wěn)定性，與多種鹽類有很好的相容性，作為增 稠劑、懸浮劑、乳化劑、穩(wěn)定劑，可廣泛應(yīng)用于食品、石 油、醫(yī)藥等20多個(gè)行業(yè),是目前世界上生產(chǎn)規(guī)模最大 且用途極為廣泛的微生物多糖[3]。筆者對(duì)低濃度黃原膠 在冷水溶部分和熱水溶部分的流變性進(jìn)行了比較研 宄，以期為黃原膠在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。 基金項(xiàng)目：中南林業(yè)科技大學(xué)青年科研基金項(xiàng)目101-0570)部分內(nèi)容 作者簡(jiǎn)介：王元蘭1969-)，女漢），副教授，碩士生導(dǎo)師，在讀博士, 研宄方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏。

1實(shí)驗(yàn)部分 1.1材料與儀器

材料：黃原膠食品級(jí)，山東阜豐發(fā)酵有限公司）； 卡拉膠食品級(jí)，福建省石獅市閩南瓊膠有限公司）；魔 芋膠食品級(jí)，市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)）；CMC-Na食品級(jí)，上海華昌 公司申光華工廠）。

儀器：NDJ-5S型數(shù)字粘度計(jì);DSY-2-8電熱恒溫 水浴鍋;pHS-3C精密pH計(jì)；精密電子天平。

1.2方法

冷水溶黃原膠溶液的配置：用高純蒸餾水配置不 同濃度的黃原膠，撹拌30 min，靜置6 h后，待測(cè)。

熱水溶黃原膠溶液的配置；用50 °C高純蒸餾水配 置不同濃度的黃原膠溶液，在50 °C恒溫水浴中加熱撹 拌30 min，降至室溫，靜置6 h后，待測(cè)[4]。

1.2.1濃度對(duì)冷水溶和熱水溶黃原膠溶液粘度的影響

分別配置 0.05 %、0.1 %、0.2 %、0.3 %、0.4 %、0.5 % 的冷水溶和熱水溶黃原膠溶液，用NDJ-5s型數(shù)字粘 度計(jì)2號(hào)轉(zhuǎn)子在室溫下測(cè)定6 r/min時(shí)的粘度。 1.2.2剪切力變化對(duì)冷水溶和熱水溶黃原膠溶液粘度 的影響

測(cè)定0.05 %、0.1 %、0.2 %冷水溶和熱水溶黃原膠 溶液在6、12、30、60 r/min下的粘度變化。

1.2.3溫度對(duì)冷水溶和熱水溶黃原膠粘度的影響

配置0.1 %的冷水溶和熱水溶黃原膠溶液分別在 30、40、50、60、70、80、90、100 °C下水浴加熱 30 min,測(cè) 定6 r/min下的粘度變化。

1.2.4加熱時(shí)間對(duì)冷水溶和熱水溶黃原膠溶液粘度的 影響

配置0.1 %的冷水溶和熱水溶黃原膠溶液，分別在 50 C恒溫水浴中加熱撹拌30、60、90、120、150、180min,

然后降至室溫，在6 r/min下測(cè)定其粘度變化。

1.2.5酸堿度對(duì)冷水溶和熱水溶黃原膠溶液粘度的影響 配置0.1 %的冷水溶和熱水溶黃原膠溶液，分別 用稀酸和稀堿調(diào)其pH值pH值用精密酸度計(jì)監(jiān)測(cè)）， 在6 r/min下測(cè)定不同pH值時(shí)的粘度變化。

1.2.6冷凍、冷藏對(duì)冷水溶和熱水溶黃原膠溶液粘度 的影響

分別配置0.05 %、0.1 %的冷水溶和熱水溶黃原膠 溶液兩份，置于冷凍和冷藏條件下24 h后在室溫下解 凍，在6 r/min下測(cè)定凍融前后粘度的變化[5]。

1.2.7黃原膠和卡拉膠的協(xié)效性

按不同比例 1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1 分別配置0.1 %的黃原膠+卡拉膠混合溶液，在50 C恒 溫水浴中加熱撹拌30 min后降至室溫，測(cè)定其6 r/min 下的粘度變化，并與0.1 %的黃原膠、卡拉膠單溶液進(jìn) 行比較。

1.2.8黃原膠與魔芋膠的協(xié)效性

按不同比例 1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1

分別配置0.1 %的黃原膠+魔芋膠混合溶液，在50 C恒 溫水浴中加熱撹拌30 min后降至室溫，黃原膠冷水溶部分和熱水溶部分的流變特性及其協(xié)同作用研究，測(cè)定其6 r/min 下的粘度變化，并與0.1 %的黃原膠、魔芋膠單溶液進(jìn) 行比較[6]。

1.2.9黃原膠與CMC- Na的協(xié)效性

按不同比例 1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、9:1

分別配置0.1 %的黃原膠+魔芋膠混合溶液，在50 C恒 溫水浴中加熱撹拌30 min后降至室溫，測(cè)定其6 r/min 下的粘度變化，并與0.1 %的黃原膠、CMC-Na單溶液 進(jìn)行比較。

2結(jié)果與討論

2.1濃度對(duì)冷水溶和熱水溶黃原膠溶液粘度的影響 (見(jiàn)圖1)

從圖1可以看出，冷水溶和熱水溶黃原膠溶液粘 度均隨著濃度的升高而升高，熱水溶部分升高的幅度 較大，冷水溶部分升高的幅度較小。即在相同濃度下， 黃原膠在冷水和熱水中溶解，其粘度有所不同，其中熱 水溶部分的粘度高于冷水溶部分。

2.2剪切力變化對(duì)冷水溶和熱水溶黃原膠溶液：0.1%) 粘度的影響見(jiàn)圖2)

從圖2可以看出，黃原膠為“非牛頓流體”隨著切 變速度的增加黃原膠溶液粘度降低，其中熱水部分降 低幅度較大，冷水部分降低幅度較小。

2.3 溫度對(duì)冷水溶和熱水溶黃原膠溶液粘度的影響 (見(jiàn)圖3)

從圖3可以看出，隨著加熱溫度的升高，黃原膠溶 液粘度有所變化。其中，熱水溶部分在30 C時(shí)粘度最 大，隨著加熱溫度的升高，粘度雖有所降低，但在所測(cè) 溫度范圍內(nèi)具有較好的耐熱性；冷水溶部分，隨著加熱 溫度的升高，其粘度先有所降低，然后逐漸增大，當(dāng)加 熱溫度為70 C時(shí)粘度最大，加熱溫度高于70 C時(shí)，其

黃原膠+卡拉餃(CMC-Na)的配比 圍7黃原膠與卡拉腔(CMC-Na)的協(xié)效性

_ _,, Flg.7 The syncrgisitic interactions of Xanthan gum and

圖5 PH麵臞膠粘度細(xì)

Flg^ The influence of pH to Xanthan gum viscosity

2.4加熱時(shí)間對(duì)冷水溶和熱水溶黃原膠溶液粘度的 影響見(jiàn)圖4)

Heating time/min

圖4加熱時(shí)間對(duì)黃原膠粘度的彩響 Fig.4 The influence of heating time to Xanthan gum viscosity

從圖4可以看出，加熱時(shí)間對(duì)冷水溶和熱水溶黃 原膠溶液的粘度有一定的影響。30 min的加熱使黃原 膠冷水溶部分和熱水溶部分的粘度有較大幅度的增 加，當(dāng)加熱時(shí)間達(dá)到60 min時(shí)，兩者的粘度降低到最 低值，隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，黃原膠冷水溶部分和熱水 溶部分的粘度均逐漸增加，但熱水溶部分增加幅度較 大。當(dāng)加熱時(shí)間為150 min時(shí)黃原膠熱水溶部分的粘 度有所降低。

2.5酸堿變化對(duì)冷水溶和熱水溶黃原膠溶液粘度的 影響見(jiàn)圖5)

從圖5可知，黃原膠冷水溶和熱水溶部分的粘度 隨酸堿性的變化而稍有變化。黃原膠冷水溶部分和熱水溶部分的流變特性及其協(xié)同作用研究，在酸性條件下，黃原膠 熱水溶部分的粘度隨pH值的變化而有所波動(dòng)，在pH 大于7時(shí)粘度只有輕微的變化；黃原膠冷水溶部分在 所測(cè)pH值范圍內(nèi)，其粘度只有輕微變化，這表明黃 原膠冷水溶部分比熱水溶部分對(duì)酸堿的穩(wěn)定性稍強(qiáng)。 2.6凍融處理對(duì)冷水溶和熱水溶黃原膠溶液粘度的 影響見(jiàn)圖6)

圖6凍鼪對(duì)黃潭膠粘度的影喃

Fig.6 The influence of freezing-thawing to Xanthan gum viscosity

從圖6可以看出，冷凍處理會(huì)使0.05 %黃原膠冷 水溶部分和熱水溶部分的粘度均有所增加，使0.1 % 黃原膠冷水溶部分和熱水溶部分的粘度降低，而冷凍 處理對(duì)黃原膠熱水溶部分粘度的升降幅度比冷水溶 部分稍大。冷藏處理會(huì)使黃原膠冷水溶部分的溶液粘 度有所增加，使黃原膠熱水溶部分的溶液粘度稍有下 降。其中，冷水溶部分的增加幅度大于熱水溶部分的 下降幅度。

2.7黃原膠與卡拉膠CMC-Na)的協(xié)效增稠性見(jiàn)圖7) -■一黃原膠與卡拉膠的協(xié)效性

從圖7可以看出，當(dāng)黃原膠與卡拉膠的比例為 5 5、73和9 1時(shí)混合溶液的粘度較這兩種單溶液粘度 稍高，其他配比時(shí)混合溶液的粘度反而膠單溶液粘度 低，這說(shuō)明黃原膠與卡拉膠協(xié)效性不明顯。黃原膠與 CMC-Na混合液的粘度比CMC-Na單溶液的粘度要大 一些，卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于黃原膠單溶液的粘度。這說(shuō)明，黃原 膠與CMC-Na無(wú)協(xié)效性。

2.8黃原膠與魔芋膠的協(xié)效增稠性見(jiàn)圖8)

從圖8可以看出，黃原膠與魔芋膠具有一定的協(xié) 效性，當(dāng)黃原膠與魔芋膠的比例為6:4時(shí)，其協(xié)效性 最高。

3結(jié)論

1)黃原膠在冷水和熱水中溶解，其流變性有一定 差異。黃原膠在冷水和熱水中溶解，溶液粘度均隨著濃 度的升高而升高，在相同濃度下，熱水溶部分的粘度高 于冷水溶部分。

2)黃原膠為“非牛頓流體”，隨著切變速度的增加 黃原膠溶液粘度降低，其中熱水溶部分降低幅度較大， 冷水溶部分降低幅度較小。

3)隨著加熱溫度的升高，黃原膠溶液粘度有所變 化，其中，熱水溶部分在30 °C時(shí)粘度最大，隨著加熱 溫度的升高，粘度有所降低；冷水溶部分隨著加熱溫 度的升高，其粘度有所波動(dòng)，當(dāng)加熱溫度為70 C粘度

最大。

4)加熱時(shí)間對(duì)黃原膠溶液的粘度有一定的影響， 黃原膠冷水溶部分和熱水溶部分的流變特性及其協(xié)同作用研究，不超過(guò)30 min加熱使黃原膠的粘度增加，當(dāng)加熱時(shí)間 為60 min時(shí)，粘度降低，隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，其粘度 逐漸增加，當(dāng)加熱時(shí)間超過(guò)150 min時(shí)，黃原膠熱水溶 部分的粘度稍有降低。

5)黃原膠冷水溶和熱水溶部分在酸性和堿性溶液 中都較穩(wěn)定，但黃原膠冷水溶部分比熱水溶部分對(duì)酸 堿的穩(wěn)定性稍強(qiáng)。

6)冷藏處理會(huì)使黃原膠冷水溶部分的溶液粘度增 加，使黃原膠熱水溶部分的溶液粘度下降。

7)黃原膠與卡拉膠協(xié)效性不明顯；黃原膠與魔 芋膠具有一定的協(xié)效性，當(dāng)黃原膠與魔芋膠的比例為 6 4時(shí)，其協(xié)效性最高；黃原膠與CMC-Na無(wú)協(xié)效性。

根據(jù)低濃度黃原膠冷水溶和熱水溶部分流變性的 不同，在生產(chǎn)實(shí)踐中可靈活應(yīng)用。