黄原胶作为一种生物发酵制造的微生物杂多糖,由于其独特的分子结构,其 水溶液具有良好的假塑性和稳定性,已经在食品、石油等行业中得到了广泛的应 用,使黄原胶成为一种引人关注的,使用安全的生物材料。同时,近年来从各种 途径获取的寡糖产品,由于其具有独特的生物活性,得到了研宄者的高度重视。 已有研宄者尝试用化学或生物方法对黄原胶进行降解以获取寡糖。随着寡糖研宄 的升温,这项工作在不断的深入。用黄原胶降解获取的寡糖的生物活性引起了人 们的广泛关注。已有研宄者从土壤中分离到可用于降解黄原胶的菌种,但其降解 产物中含有纤维素成分,效果不够理想。
黄原胶(Xanthan Gum )是一种由野油菜黄单胞杆菌从owo而s caTO^e^r^)分泌的胞外水溶性多糖,也称为汉生胶。黄原胶水溶液具有独特 的流变特性——剪切稀化,随着剪切速率增加,溶液的表观粘度明显下降; 具有增粘性,在较低浓度下即有较大粘度;理化性质稳定,不易受酸碱温度 等条件影响,不易被微生物降解,可作为增稠剂、稳定剂、增粘剂、乳化剂 等。自20世纪60年代初美国Kelco公司投入工业化生产以来,黄原胶产品 在食品、医药、轻工业、纺织、化妆品、日用化工、石油开采和消防等领域 都有着广泛的应用,在20世纪80年代后,科学技术发展尤其是生物工程技 术对黄原胶发展起着重大推动作用,基因工程、酶工程、发酵工程的技术更 新和膜分离等分离技术进展使黄原胶应用价值得到更充分展示,黄原胶的使 用量持续增长,仅石油行业需要的黄原胶可达90X 104〜100X 104 t/a。但黄 原胶超乎寻常的稳定性也给其工业上的应用带来了一些局限,通过研宄黄原 胶的降解,可扩大其在工业上的应用范围,研宄黄原胶结构与功能的关系, 生成具有新的理化特性的黄原胶,并对建设环境友好型社会等方面具有重大 意义。而且,随着寡糖工程的升温,对黄原胶降解寡糖生物活性的研宄亦引 起了人们的兴趣。
由于侧链含有酸性基团,因此黄原胶在水溶液中呈现多聚阴离子特性。黄 原胶分子的带电荷侧链反向缠绕纤维素主链,形成类似棒状的一级钢性结构, 使主链不易受到酸、碱和酶的攻击;黄原胶分子间形成双链螺旋的二级立体 结构,双链螺旋结构赋予了分子很好的抗性来抑制自由基、酸、酶或反复冻 融对分子的降解。经X-射线衍射和电子显微镜测定[2],有序构象的天然黄原 胶以对称的五折右手螺旋形式存在,螺距为4.7nm,直径为1.9nm,这些双 螺旋由非共价键如氢键、静电作用和空间位阻作用所稳定,其结构可用刚性 柱状模型来表示。双螺旋结构之间依靠微弱的作用力而形成网状立体结构, 这是黄原胶的三级结构。