黃原膠（xanthan gum)別名黃膠、漢生膠，又稱黃單胞多糖，是20世紀50年 代美國農業(yè)部北方研宄室(Northern Regional Research Laboratories, NRRL)從野油 菜黃單胞菌(Xanthomonas campestris) NRRL B-1459中發(fā)現(xiàn)的中性水溶性多糖，是以糖類為主要原料，經發(fā)酵生產的一種微生物胞外雜多糖[1]，相對分子質量為 2x106?2x107。黃原膠的基本結構是由重復的五糖單元組成，此單元由2個D-葡萄 糖、2個D-甘露糖和1個D-葡糖醛酸組成。黃原膠分子的一級結構是由糸1,4鍵連 接的D-葡萄糖基主鏈與三糖單位側鏈組成，其側鏈由D-甘露糖和D-葡糖醛酸交 替連接而成；它的二級結構是側鏈通過氫鍵反向纏繞主鏈形成的雙螺旋或多螺旋 結構；三級結構是二級結構通過非共價鍵組成的網狀結構。結構見圖1。

　　

　　黃原膠的性質黃原膠的結構決定其具有許多優(yōu)良的特性：低濃度下的高黏性、特殊的流變 性、高穩(wěn)定性以及良好的增稠性、懸浮性和乳化性等。黃原膠廣泛應用于食品、 醫(yī)藥、化妝品、紡織和石油等行業(yè)。

　　

　　i.i穩(wěn)定性黃原膠在其二級結構中，側鏈反向纏繞主鏈使主鏈得到保護而不易降解，從 而使其具有耐高溫、耐酸堿和抗酶解等特性。1 %黃原膠溶液在-4?93 °C反復加 熱冷凍，其黏度幾乎不變；由25 °C加熱到120 °C，其黏度僅降3 %[2]。其溶液對 酸堿十分穩(wěn)定，在pH 2?12黏度幾乎不變[3]。許多酶如蛋白酶、淀粉酶、纖維素 酶和半纖維素酶等都不能使黃原膠降解。黃原膠能和許多鹽溶液長期混溶，黏度 不受影響[4]。

　　

　　1.2流變性黃原膠溶液是典型的假塑性流體。在受到剪切作用時，黏度急劇下降，且剪切速度越高黏度下降越快，在剪切作用消失時，黏度瞬間恢復到最大。其原因是 當受到剪切作用時，連接主、側鏈的氫鍵被破壞，分子形成了不規(guī)則的線團狀， 黏度下降；在剪切作用消失時，分子又恢復了原來的結構[5]。利用黃原膠溶液的 流變學性質作為檢測指標可以篩選菌株和優(yōu)化發(fā)酵條件[6,7]。

　　

　　1.3增稠性黃原膠具有良好的增稠性，特別是在低質量濃度下具有很高的黏度。0.3 g / L的黃原膠溶液即具有0.09 Pa.s的黏度。黃原膠溶液的黏度是同質量濃度明膠 的約100倍[8]。

　　

　　1.4懸浮性和乳化性由于黃原膠理化性質穩(wěn)定，因而具有良好的懸浮性和乳化性。1%黃原膠溶 液具有約5X104N/cm2的承托力。黃原膠借助于水相的稠化作用，可降低油相和 水相的不相容性，能使油脂乳化在水中，因而它可在許多食品飲料中用作乳化劑 和穩(wěn)定劑[8]。

　　

　　1.5與其他增稠劑的協(xié)效性黃原膠可與大多數(shù)合成的或天然的增稠劑配伍，如與槐豆膠、瓜爾膠、卡拉 膠及魔芋膠等都能互溶，混合膠黏度顯著提高[5]。

　　

　　1.6安全性黃原膠是一種安全的生物多聚糖。短期喂養(yǎng)實驗表明，黃原膠對大鼠和狗無 毒、無抑制生長作用，對眼和皮膚無任何刺激性。長期喂養(yǎng)實驗(2年)毒性研宄 表明，黃原膠對生長速率、存活率和血液系統(tǒng)無明顯影響。黃原膠于1969年得到 美國食品藥品管理局(FDA)的批準認證，1975年被美國國家處方集（NF)收載， 1983年被聯(lián)合國糧農組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)批準為食品添加劑，2010 年作為藥用輔料被中國藥典（ChP)收載。

　　

　　2黃原膠的應用領域由于黃原膠具有許多優(yōu)良的特性，其可廣泛應用于食品、藥品、化妝品、紡 織和石油等領域[5]。黃原膠在食品行業(yè)中主要作為增稠劑、穩(wěn)定劑和成型劑等。 奶油制品中添加少量黃原膠，可使產品結構堅實、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穩(wěn)定的懸浮液，保持液體基本均勻不分層。黃原膠 在化妝品行業(yè)中的最重要的是用于牙膏，其優(yōu)良的剪切稀化流動行為使牙膏易于 從管中擠出和泵送分裝。黃原膠是所有類型牙膏的優(yōu)良結合劑，其易于水化、優(yōu) 秀的酶穩(wěn)定性可生產出均勻穩(wěn)定的產品，并改良產品的延展成條性。黃原膠在印 染工業(yè)中可作為染料和顏料的助懸劑，印染控制劑，可以控制漿液流變性，使染 料不易迀移，圖案更加清晰。黃原膠應用于石油工業(yè)可以加快鉆井速度、防止油 井坍塌、保護油氣田、防止井噴及大幅度提高采油率。在醫(yī)藥領域，黃原膠主要 作為增稠劑、助懸劑、乳化劑、穩(wěn)定劑及緩、控釋制劑等。隨著現(xiàn)代生化技術的 發(fā)展，黃原膠在醫(yī)藥領域越來越顯示著其重要性。

　　

　　3黃原膠在醫(yī)藥領域的應用3.1在制劑方面的應用3.1.1在液體和半固體制劑中的應用黃原膠是一種親水膠，可在液體和半固體制劑的多相體系中作為有效的增稠劑、助懸劑、乳化劑和穩(wěn)定劑。黃原膠的高黏 性使外用制劑更易于涂布，且水分揮發(fā)后藥物不易從皮膚上脫落，提高了藥物的 生物利用度和用藥舒適感。金義光等[9]以爐甘石洗劑、聯(lián)苯芐唑滴眼劑和聯(lián)苯芐 唑軟膏作為模型，考察并比較黃原膠、阿拉伯膠和瓜爾豆膠在非均相液體和半固 體制劑中的作用。結果表明，黃原膠的觸變性、助懸性和增稠性均優(yōu)于其它兩種 膠，是一種優(yōu)良的助懸劑和增稠劑。Blakely等[10]通過添加黃原膠配制了多種穩(wěn) 定的非甾體抗炎藥混懸液，其配方主要包括：至少一種非甾體抗炎藥、一種緩沖 系統(tǒng)、黃原膠、聚乙烯吡咯烷酮及甘油，此混懸液穩(wěn)定性高，可掩蓋藥物的不良 氣味且可與其它藥物如抗病毒藥、抗腫瘤藥等聯(lián)合應用。

　　

　　在滴眼劑和滴鼻劑中，藥物與用藥部位接觸時間長才能較好地發(fā)揮療效。黃原膠用作滴眼液助劑時功效顯著。眼球快速眨動使滴眼液黏度減小，藥物快速分 散并與患部充分接觸，停止眨動時，黏度增加而使滴眼液不易流動，延長藥物作 用時間。鼻內給藥制劑[11]，如咖啡因溶液：咖啡因2.0 g，對羥基苯甲酸0.02 g， 對輕基苯甲酸丙醋0.01 g，氯化鈉0.8 g，黃原膠2.0 g，乙醇0.1 g，無水醋酸鈉0.27 g，丙二醇5.0 g，加水至100 mL。由于加入了黃原膠，增加了該制劑的黏 度，使其吸收速度減慢，藥效延長。Rouses等[12]在治療青光眼的擬膽堿滴眼液 (如碘磷靈）中添加黃原膠，提高了藥效并降低了毒副作用。含有萜類化合物（如 冰片）的滴眼液長期存放于塑料容器中會導致萜類化合物的含量降低，F(xiàn)ukiko 等[13]在滴眼液中添加黃原膠至終濃度為0.2 %?0.7 %，可以顯著抑制萜類化合物 含量的下降并提高滴眼液的穩(wěn)定性。Koji等[14]制備了含黃原膠（0.05 %?0.4 %) 和氨基酸（0.05 %?2 %)的滴眼液。實驗表明，此滴眼液可保護角膜細胞并對眼 睛干澀引起的角膜細胞排列紊亂有緩解作用。黃原膠可代替瓊脂用于細菌培養(yǎng)， 在硬度和持水性及細菌數(shù)量和菌落形態(tài)等方面均優(yōu)于瓊脂[15]。黃原膠還可作乳 化劑的穩(wěn)定劑，不論何種類型的乳劑，加入本品后可使其在pH 1?13和較高的 電解質濃度下具有較高的穩(wěn)定性。

　　

　　3.1.2在固體制劑中的應用在固體制劑中，黃原膠主要作為黏合劑、崩解劑、緩釋劑和控釋劑。作為黏合劑時其制片黏合力強，且片劑不會過于堅硬，同時， 還可加入淀粉、阿拉伯膠、瓜爾膠和槐豆膠等輔料[16，17]，調整到所需硬度，在壓 片和貯存過程中不易出現(xiàn)裂片現(xiàn)象。本品具有良好的膨脹、潤濕和毛細管作用， 因此，又是良好的崩解劑，既適用于高度水溶性藥物，也適用于水難溶性藥物。 目前，黃原膠是國際上微膠囊藥物囊材中的功能組分，在控制藥物釋放方面起重 要作用。Talukdar等[18]以可溶的中性藥物咖啡因、不溶的酸性藥物吲哚美辛及可 溶的酸性藥物吲哚美辛鈉鹽為模型，Helton等[19,20]以布洛芬片為模型，在不同實 驗條件下以膨脹率和平均釋藥時間為考察指標，研宄了黃原膠骨架片的制備和藥 物釋放過程。結果表明，釋藥速率與骨架片中黃原膠的用量和溶出條件(轉速、 介質離子強度、pH)有關，與制備工藝無關，溶出介質中離子對其釋藥有影響， 黃原膠能有效控制骨架片中藥物釋放。王康等[21，22]及Felipe等[23]研宄表明，黃 原膠與魔芋葡甘聚糖的混合物具有協(xié)效性，可以有效延緩藥物釋放，是優(yōu)良的緩、 控釋材料。王康等以魔芋葡甘聚糖、黃原膠或卡拉膠、稀釋劑混合得到結腸定位 壓制包芯片包裹材料，該包芯片具有結腸定位釋藥效果明顯的特點，而且該包芯 片載藥體系廣泛、價格便宜、制備過程簡單。糜志遠等[24]制備了以魔芋葡甘聚 糖和黃原膠兩種天然多糖為基質的新型阿昔洛韋口腔緩釋膜，用于皰瘆性口腔潰 瘍局部給藥。Raghavendra等[25]采用體外實驗評價了以丙烯酰胺-黃原膠共聚物 為骨架的抗高血壓藥的藥物釋放，該釋藥系統(tǒng)具有價格便宜、易于壓片及良好的 生物相容性等特點。郭衛(wèi)芹等[26]采用黃原膠-殼聚糖混合物為控釋層，制備了阿 西美辛緩釋制劑。實驗表明，該制劑與常規(guī)制劑相比能夠很好的控制藥物釋放， 提供了一種能夠長時間控制藥物穩(wěn)定釋放、延長藥物療效、減少不良反應、基本 上不出現(xiàn)藥物釋放不完全現(xiàn)象的口服制劑。黃原膠也是咀嚼片和吸吮片的良好賦 形劑，含有本品的藥片，在口中因咀嚼和舌頭轉動產生的剪切力，使黏度急劇下 降而感覺清爽和細膩，利于藥物釋放，特別適用于生產含抗菌消炎藥物的吸吮片 和喉片。

　　

　　3.2黃原膠降解產物的應用寡糖一般具有抑菌、抗病毒、植物誘抗及提高免疫力等功效，因而造就了寡 糖工程在國際上競相研宄、炙手可熱的局面。黃原膠降解產生的寡糖是否也擁有 某種生物活性的疑問也激起了人們強烈的興趣。研宄表明[27-29]，黃原膠寡糖具有 清除羥基自由基能力，并能激活植物防衛(wèi)系統(tǒng)以抵御病原菌的侵染，同時對野油 菜黃單孢菌也具有抑菌活性。黃成棟[30]對黃原膠寡糖在抑菌、抗病毒、植物誘 抗、抗氧化等方面的生物活性進行了研宄，發(fā)現(xiàn)黃原膠寡糖擁有較強的抑制真菌 生長的能力，而對細菌則沒有抑制作用。黃原膠寡糖還具有較強的抗病毒活性、 一定的植物誘抗活性及較強的抗氧化活性。

　　

　　3.3黃原膠衍生物的應用黃原膠衍生物兼有黃原膠和其它物質的特點，具有更高的經濟價值，其中應 用化學改性中接枝共聚方法生產衍生物占有重要地位[31，32]。黃原膠在抗生素藥物 固載和控釋方面有一定作用。Dumitriu等[33]對鏈脲左菌霉素、卡那霉素、新霉素、 四環(huán)素以及6-氨基青霉素等抗生素在諸如羧甲基纖維素氯化物、4-氨基苯甲酸纖 維素以及黃原膠等天然產物上進行了固載化的研宄工作，之后又系統(tǒng)地研宄了以二環(huán)己基碳酰亞胺(DCI)為活化劑，通過與黃原膠的酯化偶聯(lián)反應，將氯霉素、 阿莫西林等藥物固載在黃原膠分子鏈上，得到了大分子藥物，并確定了大分子藥 物合成的工藝條件、抑菌活性及水解緩釋的影響因素等。結果表明，以大分子藥 物制成的氯霉素藥膏等藥效顯著，且無過敏現(xiàn)象。Simionescu等[34]研宄了交聯(lián)態(tài) 黃原膠水凝膠作為緩釋藥物的支撐載體材料。實驗表明，通過黃原膠與氯乙醇的 交聯(lián)反應可得到適度交聯(lián)的水凝膠。

　　

　　3.4在其他方面的應用3.4.1作為降血脂藥物黃原膠及其復配物具有適宜的黏度和溶脹系數(shù)，可延 長食物胃滯留時間以降低血脂[35]。Yukiko等[36]研宄表明，黃原膠對高脂血癥小 鼠的血清總膽固醇和甘油三酯具有明顯的降低作用。馮娟的實驗結果表明[37]， 瓜爾膠：黃原膠（2:1)和魔芋膠：黃原膠（2:1)可顯著延長食物在胃內的滯留時 間；瓜爾膠：黃原膠（2:1)可顯著降低高脂血癥小鼠的血清總膽固醇和甘油三酯。 Tanya等[38]在減肥藥中添加黃原膠和鈣，可降低減肥藥用量和毒副作用并提高藥 效。

　　

　　3.4.2作為免疫調節(jié)劑黃原膠是一種效果顯著的免疫調節(jié)劑。米沙等[39]研宄 表明，正常小鼠經腹腔注射一定劑量的黃原膠后，其腹腔巨噬細胞的吞噬功能明 顯增強，遲發(fā)超敏反應明顯提高。李信等[40]研宄了黃原膠對小鼠脾、胸腺、抗 體形成細胞及遲發(fā)型變態(tài)反應的影響，結果表明，黃原膠能顯著提高小鼠的體液 免疫功能，但對小鼠的脾和胸腺重量未見明顯影響；Ishizaks等[41]采用體外試驗， 研宄了黃原膠對淋巴細胞增殖和誘導多克隆抗體產生的影響，結果表明，黃原膠 能夠有效誘導小鼠胸腺和脾臟B細胞的DNA合成及多克隆抗體的產生。

　　

　　4 結語黃原膠在醫(yī)藥領域中的應用已不斷得到開發(fā)，并取得了一定成果。但在國內， 醫(yī)藥級黃原膠的生產技術水平還不高，產品檔次還較低，應用開發(fā)力量較分散， 研宄有所重復，產業(yè)化水平較低。這有待我們集聚行政、科技和企業(yè)界的力量， 確定我國醫(yī)藥級黃原膠開發(fā)的重點，并采取一定的保障措施，以大力拓展黃原膠 在醫(yī)藥領域中的應用。

　　

　　2010年黃原膠作為藥用輔料被中國藥典收載，由于黃原膠本身具有優(yōu)良的物理化學性能，將持續(xù)引起國內、外科研工作者的關注，作為藥用新輔料，在藥劑領域中將會獲得廣泛的應用，開發(fā)出更多更好的制劑。