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《黃原膠介紹備課講稿.doc》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、精品好文檔,推薦學(xué)習(xí)交流水溶性優(yōu)良增稠劑-黃原膠?
??黃原膠是一種微生物多糖,亦稱黃單胞多糖,也稱漢生膠。黃原膠是國(guó)際上新近發(fā)展起來(lái)的一種新型發(fā)酵產(chǎn)品。英文名稱為XanthanGum商品名有Kelzan(工業(yè)級(jí),美國(guó))、Keltrol(食品級(jí),美國(guó))、Xc-Polymer(石油用)等。黃原膠是以淀粉為主要原料,經(jīng)微生物發(fā)酵及一系列生化過(guò)程,最終得到的一種生物高聚物。其主要成分為葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸等。分子量達(dá)數(shù)百萬(wàn)。它具有突出的高粘性和水溶性,獨(dú)特的流變學(xué)特性,優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性和PH穩(wěn)定性,令人滿意的兼容性。
??1.黃原膠的結(jié)構(gòu)??
??黃原膠分子由D-葡萄糖
2、、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸構(gòu)成的“五糖重復(fù)單元”結(jié)構(gòu)聚合體,分子量在2×106~20×106之間[2],所含乙酸和丙酮酸的比例取決于菌株和后發(fā)酵條件。黃原膠聚合物骨架結(jié)構(gòu)類似于纖維素,但是黃原膠的獨(dú)特性質(zhì)在于每隔一個(gè)單元上存在的由甘露糖醋酸鹽、終端甘露糖單元以及兩者之間的一個(gè)葡萄糖醛酸鹽組成的三糖側(cè)鏈。側(cè)鏈上的葡萄糖醛酸和丙酮酸群賦予了黃原膠負(fù)電荷。帶負(fù)電荷的側(cè)鏈之間以及側(cè)鏈與聚合物骨架之間的相互作用決定了黃原膠溶液的優(yōu)良性質(zhì)。黃原膠高級(jí)結(jié)構(gòu)是側(cè)鏈和主鏈間通過(guò)氫鍵維系形成螺旋和多重螺旋。黃原膠的二級(jí)結(jié)構(gòu)是側(cè)鏈繞主鏈骨架反向纏繞,通過(guò)氫鍵維系形成棒狀雙螺旋
3、結(jié)構(gòu)。黃原膠的三級(jí)結(jié)構(gòu)是棒狀雙螺旋結(jié)構(gòu)間靠微弱的非極性共價(jià)鍵結(jié)合形成的螺旋復(fù)合體。??
??在低離子強(qiáng)度或高溫溶液中,由于帶負(fù)電荷側(cè)鏈間的彼此相互排斥作用,黃原膠鏈形成一種盤旋結(jié)構(gòu)。然而即使電解質(zhì)濃度的少量增加也會(huì)減少側(cè)鏈間的靜電排斥,使得側(cè)鏈和氫鍵盤繞在聚合物骨架上,聚合物鏈伸展成為相對(duì)僵硬的螺旋狀桿。隨著電解質(zhì)濃度的增加,這種桿狀結(jié)構(gòu)在高溫和高濃度的狀態(tài)下也能穩(wěn)定存在。在離子強(qiáng)度高于0.15mol/L時(shí),此結(jié)構(gòu)可維持至100℃而不受影響。??
??一般水溶性聚合物骨架被化學(xué)藥品或酶攻擊、切斷后,會(huì)喪失其增稠能力。而在黃原膠溶液中,聚合物骨架周圍纏繞的側(cè)鏈?zhǔn)顾庥诒还?/p>
4、擊,所以黃原膠對(duì)化學(xué)藥品和酶攻擊的降解具有良好的抵抗性。??
??2.黃原膠的性能??
??黃原膠是一種類白色或淺黃色的粉末,是目前國(guó)際上集增稠、懸浮、乳化、穩(wěn)定于一體,性能較為優(yōu)越的生物膠[3]。分子側(cè)鏈末端含有丙酮酸基團(tuán)的多少,對(duì)其性能有很大影響[4]。黃原膠具有長(zhǎng)鏈高分子的一般性能,但它比一般高分子含有更多的官能團(tuán),在特定條件下會(huì)顯示獨(dú)特性能。它在水溶液中呈多聚陰離子且構(gòu)象是多樣的,不同條件下表現(xiàn)出不同的特性,具有獨(dú)特的理化性質(zhì)。具體表現(xiàn)為:??
2.1懸浮性和乳化性??
??黃原膠因?yàn)榫哂酗@著的增加體系粘度和形成弱凝膠結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)而經(jīng)常被使用于食品或其它產(chǎn)品,以
5、提高O/W乳狀液的穩(wěn)定性。但麻建國(guó)[5]等的研究發(fā)現(xiàn),只有黃原膠的添加量達(dá)到一定量后,才能得到預(yù)定的穩(wěn)定作用。在黃原膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.001%時(shí),試驗(yàn)體系的穩(wěn)定性變化不大;質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.01~0.02%時(shí)樣品底部富水層出現(xiàn),但體系無(wú)明顯分層;質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.02%時(shí),乳狀液很快分層。只有當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.25%時(shí),黃原膠才能起到提高體系穩(wěn)定性的作用。??
2.2水溶性??
??黃原膠在水中能快速溶解,有很好的水溶性。特別是在冷水中也能溶解,可省去繁雜的加熱過(guò)程,使用方便。??
2.3流變性??
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6、變或假塑性,黃原膠的水溶液,在受到剪切作用時(shí),粘度急劇下降,且剪切速度越高,粘度下降越快,如6r/min時(shí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的黃原膠粘度為1300mPa.s,而60r/min時(shí)它的粘度僅為400mPa.s,還不到原來(lái)的三分之一,當(dāng)剪切力消除時(shí),則立即恢復(fù)原有的粘度。剪切力和粘度的關(guān)系是完全可塑的[7]。當(dāng)黃原膠與納米微晶纖維素復(fù)配時(shí),能在水中形成高強(qiáng)度的全天然生物膠,其觸變性變得更強(qiáng)[8]。??
2.4熱穩(wěn)定性??
??一般的多糖因加熱會(huì)發(fā)生粘度變化,但黃原膠的水溶液在10~80℃之間粘度幾乎沒有變化,即使低濃度的水溶液在很廣的溫度范圍內(nèi)仍然顯示出穩(wěn)定的高粘度。黃原膠溶
7、液在一定的溫度范圍內(nèi)(-4~93℃)反復(fù)加熱冷凍,其粘度幾乎不受影響[4]。??
2.5酸堿穩(wěn)定性????????????????????????????????????????????
??黃原膠溶液對(duì)酸堿十分穩(wěn)定,在酸性和堿性條件下都可以使用。黃原膠溶液在pH2~12之間粘度幾乎保持不變。雖然當(dāng)pH值等于或大于9時(shí),黃原膠會(huì)逐漸脫去乙酰基,而在pH小于3時(shí)丙酮酸基也會(huì)失去。但無(wú)論是去乙?;蚴潜峄鶎?duì)黃原膠溶液的粘度影響都很小[2]。即黃原膠溶液在pH2~12范圍內(nèi)粘度比較穩(wěn)定,所以對(duì)于含高濃度酸和堿的混合物,黃原膠是一個(gè)很好的選擇