三、黄原胶生产工艺

1、发酵液处理。经离心法、过滤法、酶处理法、次氯酸盐氧化法、过滤及 超滤浓缩法预处理除去菌体细胞和各种不溶性杂质，使黄原胶中不再含活性的菌 体细胞、影响产品质量的不溶性杂质和色素等，并对发酵液进行浓缩。

2、沉淀反应:用钙盐、铝盐、季铵盐或酸沉淀法制取工业级精制品;用有 机溶剂沉淀法制取食品级精制品。

3、过滤沉淀物并进行洗涤。

4、干燥、粉碎、筛分、成品包装。

(a)工业级黄原胶的生产

工业级黄原胶的提取方法一般是先将发酵液进行灭菌处理，杀死活菌细胞， 直接经喷雾干燥或滚筒干燥而制得，但这种方法因发酵液含水量太高而消耗 大量的能量，产品纯度较低，且成品颜色较深，成本较高;另一种方法是用钙 盐、铵盐等沉淀黄原胶。因其产品附加值低，市场应用受到限制，因此国内一 般发展食品级黄原胶。

(b)食品级黄原胶的生产

食品级黄原胶的提取方法，一般用醇作为沉淀剂，常用的有甲醇、异丙醇、 乙醇等低级醇。由于后提取选用乙醇，成本高，生产和应用受到限制。非醇法 生产黄原胶有效地解决了这一问题。其工艺流程为:菌种在种子罐内经分级培 养后，接种到发酵罐中，在30oC条件下，通气、搅拌，发酵时间为48〜60h，放罐 后用稀盐酸调pH值为2,黄原胶即沉淀下来，经脱水干燥后得淡黄色成品。但此 方法对提取设备及管道提出了苛刻的要求，同时需对含盐酸废水进行处理。因 此，国内食品级黄原胶生产中，沉淀剂的选择仍是有待解决的问题。

四、国内外生产状况

1、国外生产状况

50年代中期，美国农业部北部研究中心在制定开发有用的微生物调查中， Jeanes等人发现了黄原胶，它的生产菌是野油菜黄单孢杆菌 CampestrisNRRLB-1459，可使淀粉转化为水溶性多糖。1961年，美国Kelco公 司首先采用野油菜黄单孢菌NRRLB-1459开始了黄原胶半工业化生产，主要用于 油井的钻井泥浆及采油技术，1963年正式工业化生产。此后研究发现甘蓝黑腐 病黄单孢杆菌、锦葵黄单孢杆菌、胡萝卜黄单孢杆菌、木薯萎蔫病黄孢菌、美 人蕉枯叶黄单孢杆菌等都能产黄原胶。美国经过多年毒理学实验，1969年美国 食品与药物管理局（FDA)批准黄原胶作为食品添加剂，其后欧洲各国相继批 准黄原胶在食品工业中应用。1975年，黄原胶载入美国药典，并公布了质量标 准。1983年联合国世界卫生组织（WHO)和粮农组织（FA0)也批准黄原胶作为 食品工业用稳定剂、乳化剂、增稠剂。目前已有十多个国家和地区生产黄原胶， 主要有美国、英国、法国、日本、俄罗斯、德国和中国等，国外主要生产厂家 有美国的Kelco公司、Pfizer公司，法国的Rhone-Poulene公司、 Nero-Rousselotsatia公司，另有Miles公司、CecaSA公司、ADM公司等。黄原 胶工业化生产技术日趋完善，尤其是生物技术的发展使黄原胶的发酵产率、糖 转化率、发酵液胶浓度等指标大大提高，发酵周期大大缩短。目前世界上黄原 胶生产最高水平已达到：50m3单罐发酵年产量200〜240t;淀粉投料浓度由4 %〜5%提高到8%〜9%;发酵黄原胶浓度已达到5%左右；原料多糖转化率 接近80%;发酵周期由72〜96h缩短为48〜52h。

1979年全世界黄原胶年产量为18000t，1990年世界黄原胶产量已超过5万 t，1996年世界黄原胶产量已超过6万t，2000年达到10万t。

2、国内生产情况

我国黄原胶研究起步于70年代末，主要研究单位有：南开大学、山东省 食品发酵设计研究院、无锡轻工大学、山东大学、中科院微生物所、四川省抗

菌工业研究所、郑州工业大学生化中心和河南省科学院生物所等。1979年南开 大学生物系首次分离得到一批黄原胶菌株，并提纯鉴定了这种酸性多糖，1985 年率先在国内研究食品级黄原胶，并于1986年通过了食品级黄原胶产品和生 产菌株的毒理学安全性试验。经国家有关部门病理学试验与毒性试验后，1988 年8月卫生部批准了食品级黄原胶的卫生标准，并被列入食品添加剂名单。

黄原胶发酵液属于高粘度的非牛顿型流体，国内前期试产黄原胶的几家工 厂由于发酵设备（主要是溶氧问题）和后提取工艺的问题，都没能形成规模生 产。1992年全国产量不足100t，1993年以后由于国内市场不断扩大，黄原胶 价格持续上扬，一些科研、生产单位联手合作加强对生产工艺及设备的攻关， 生产技术有所突破，陆续建设和扩建了几家300〜500t/a的生产装置，1998年 全国产量在1500t左右，到2000年底，我国已有十多家黄原胶生产企业，到 2003年，全国的生产能力达20000t,到2005年，全国生产能力达40000t。此 后随着山东省食品发酵工业设计研究院在黄原胶生产技术上的突破，陆续在省 内转让了几家企业，山东省已经成为黄原胶的主要生产基地。目前，山东中轩 股份有限公司产能已达20000t/a,山东阜丰发酵有限公司6000t/a,山东金粟 生物制品有限公司6000t/a,淄博嘉吉黄河龙生物公司3000t/a,淄博顺达生 物化学有限公司2000t/a,泰安市长江化工有限公司3000t/a,丹尼斯克天冠 (南阳）公司3000t/a,厦门国麟科技有限公司1500t/a,陕西宝鸡富阳工业 有限公司生物厂300t/a。

由于黄原胶的市场前景看好，不少单位正在建设或筹建黄原胶生产装置： 安徽省凤台酿酒有限责任公司正招商年产500t食品级黄原胶项目，项目建设总 投资2700万元，其中固定资产2090万元；湖南永顺招商300t黄原胶生产线项 目；肥城市焦化厂招商500t黄原胶项目；河南沁阳市生物化学厂招商从1000t 扩大为5000t;河北新河生物化工有限公司拟从1200t扩大为2200t;河南濮阳 黄原胶厂500t/a招商重新投产；内蒙古健隆生化有限公司已设计5000t/a规模 项目；四平市三达科技有限公司已经规划了 10000t/a规模项目。目前国内黄原 胶生产的水平是：150m3单罐年产能力大约350t左右，淀粉投料浓度5%左右，

多糖得率2.6%〜2.8%，转化率55%〜65%，发酵周期60〜72h。

在产品质量方面，主要分为食品级和工业级，食品级中外产品质量标准基 本相同，工业级产品质量标准一般由生产厂家和用户商定。

随着黄原胶市场竞争的加剧，价格竞争已经不可避免，由于动力成本在总 成本中占有很大比例，电和蒸汽的成本占总成本的40%,因此与热电项目相结 合已经成为发展趋势，否则企业很难生存，同时热电公司作为热电平衡项目上 马黄原胶，具有很强的成本优势，因此新上黄原胶项目必须慎重。

五、产品的应用

黄原胶由于具有上述独特的优良性能，可广泛地用于食品及非食品工业。 据国外报道，其应用覆盖面多达二十多个行业，数十种产品，主要应用领域 有：食品、石油、地矿、医药、轻纺、陶瓷、搪玻璃、印染、香料、化妆品、 胶粘剂、造纸、建筑、重力选矿、湿法冶金、农药、消防、炸药、油漆、洗 染、照相、录像带、墨水等。并且，使这些行业的工艺过程、产品品种和质 量发生不同程度的改观，带来极大的社会效益和经济效益。

1、黄原胶在食品工业中的应用

黄原胶在食品工业中主要作为增稠剂、悬浮剂、乳化剂和稳定剂，在某些苛 刻条例下(如pH值为3〜9,温度80〜130°〇,它的性能基本稳定，比明胶、CMC、海 藻胶、果胶等优越。在食品工业中把它应用于奶制品，如奶酪、果奶饮料、冰淇 淋、酸奶等中，可起到改善品质、增加稳定性、易香味释放、口感细腻清爽的作 用;用于果汁饮料时能保持液体均匀、不分层;加入啤酒，产泡丰富;在沙拉调汁中 加入黄原胶，乳化稳定可达一年以上;点心馅中加入黄原胶，因其假塑性而大大方 便了加工过程，使产品不发生胶体脱水收缩现象，保持松软润口。许多食品添加剂 不耐高温，使其消毒成了大问题，而黄原胶没有这种缺陷。在一些副食品加工时， 用黄原胶水溶液预处理后对成品的失水起着特殊的保护作用，能达到保湿保鲜效 果。

2、黄原胶在石油工业中的应用

黄原胶用于油田开发方面较之聚丙烯酰胺、CMC(羧甲基纤维素）、变性淀粉 及一些植物多糖(如瓜尔胶、四菁胶等)有明显的技术优势，它的增粘、增稠、抗 盐、抗污染能力较强。尤其在海洋、海滩、高卤层和永冻土层钻井，防止井喷等 有明显作用，低浓度的黄原胶水溶液就可保持水基井液的粘度、使钻井液有好的 悬浮性能，这可防止井壁坍塌、抑制地层井喷、便于将切削下的碎石排出井外， 其性能远好于聚丙烯酰胺;黄原胶的假塑使处于钻头附近的黄原胶液由于高速旋 转引起的强剪切而表现出极低的粘度，具有低磨阻特性，有利于节省能耗；由于黄 原胶的抗盐性、耐高温性，黄原胶液用于三次采油的流变控制液可提高10%以上 的采收率。目前国外约有30%~40%的黄原胶用于钻井泥浆和三次采油。

3、黄原胶在其它工业中的应用

黄原胶在其它行业中也有广大的市场，用它作为釉浆悬浮剂和粘结剂，被称 为陶瓷工业的重大技术革新，并解决了烧制各种异型陶瓷的技术难题。用黄原胶 作原料生产的凝胶泡沫灭火剂，已用于森林扑火、有机溶剂及其它化学品的灭火 中。黄原胶能用作灭虫剂、肥料的悬浮剂。在喷洒期间能很好的控制其漂流和粘 附，延长有效期，是农用化学物质的良好稳定剂。黄原胶可作为水基油墨和乳化油

墨的悬浮剂和稳定剂，控制水的渗透性和失水而保持均匀的光泽。黄原胶还可用 于胶体炸药、水溶性涂料、工业擦亮剂、除锈剂、湿法冶金的增稠剂，药物、化 妆品的润滑剂，牙膏增稠剂，印染工业的载色剂等。

六、市场状况

由于黄原胶性能优越，用途广泛，黄原胶的消费主要集中在食品、石 油工业及日用品工业等领域。国内大约有45%的黄原胶作为食品级销售，40%作 为石油级销售，15%用于农药、饲料、日化、环保等行业。根据有关预测，到2005 年，国内黄原胶的需求量将增至1万吨。

食品工业：黄原胶是食品工业中理想的增稠剂、悬浮剂、乳化剂和成型剂， 在某些苛刻条件下黄原胶的性能比明胶、CMC(羧甲基纤维素）、海藻等现行食品 添加剂更具优越性。应用于奶制品（如奶酪、果奶饮料、冰淇淋、酸奶等）中可 改进质量、增加稳定性、易于香味释放、口感细腻清爽等作用。用于果汁饮料， 与其他添加剂具有良好的配伍性，能有效悬浮果肉和释放风味，保持液体均匀不 分层。加入啤酒中，产泡效果极佳。在沙拉酱或沙司等典型油包水体系中，黄原 胶能够改善粘附性，增强口感和风味释放，对固体颗粒持久的悬浮性能，在强酸 或高盐调味料中更能显示其优越稳定性，在沙拉中乳化稳定可达一年以上。在烘 焙食品中，黄原胶能够使其增加蜂窝气泡含量，提高保水性能，增强口感，方便 加工过程，不发生胶体脱水收缩现象，保持松软润口。在冷冻食品中，多次冷冻 解冻后，仍具有良好稳定性能和保水性能，减少冰冻晶，使食品口感滑爽。黄原 胶可耐高温，解决了酒类、罐头、方便面等食品的消毒问题。在副食品加工中， 用黄原胶水溶液预处理，对制品的失水能起特殊的保护作用。用于方便面类快餐 食品可防止断碎、干裂。据中国科技促进发展研究中心在“黄原胶的技术报告” 中指出：若黄原胶的添加量平均按0.1%计，仅食品行业的5个龙头产品和糕点、 食品、香精等就需黄原胶8000t/a;若其中即使只有1/2添加，也有4000t/a， 加上啤酒和奶制品的需要，数量十分可观。

石油行业：由于黄原胶的流变学特性、耐盐性能、增稠效果，使其应用于油 田开发方面较之聚丙烯酰胺、CMC、变性淀粉及一些多糖植物（瓜尔胶等）有明 显的技术优势。黄原胶作为一种卓越的油田钻井泥浆添加剂，它的应用被称为 70年代泥浆技术的最新成就之一，其所独有的在低剪切情况下的高粘度，使低 浓度的钻井液可以悬浮固体物质，即使在高温、高浓度酸碱盐溶液中仍保持其性 能，这一点尤其在海洋钻井或其他苛刻条件下更为重要，适用于三次采油和提高 采收率法采油，它的极强的耐温性能使其成为可靠的驱油剂和良好的移动控制 剂。在美国和西欧，约有30%〜40%的黄原胶用于钻井泥浆和三次采油，在近几 年发展起来的“聚合物驱油”新技术中，黄原胶用量占聚合物的30%〜40%左右。 占我国生产量60%左右的老油田，含水量达到80%以上，三次采油问题已被提到 战略高度，但是由于价格因素，我国石油行业的黄原胶用量很少，只有南海、渤 海油田及内陆的中原、胜利、塔里木油田等一些中外合资钻井泥浆公司，因外方 要求而采用黄原胶作为泥浆处理剂打井。虽然国内油田的目前实际使用量有限， 但随着经济发展，市场潜力很大。

日用品工业：黄原胶所独具的特性使其用在牙膏中可改善膏体状态和便于灌 装以及赋予良好口感。黄原胶有持久的粘度、易水解性和优越的乳化稳定性，可 使牙膏易于成型，分散性好，提高牙膏附刷。黄原胶用在化妆品和洗涤剂中，有 助于迅速扩散和吸收，使皮肤倍感滑爽。在洗发液和护发产品中，有悬浮稳定作 用并能增加泡沫。在面膜中，其良好粘附性和高度静止粘度，使面膜容易粘附在 皮肤上，并且容易剥去。

其他方面应用：在医药工业中黄原胶用于多种悬浮剂、乳化剂和增稠剂中， 如用在维生素乳化剂中可以避免因温度升降引起的分层，另外黄原胶易溶于冷 水，使溶液易于配置在悬浮固体和陶瓷上釉方面，黄原胶赋予产品良好的流动性， 防止上釉的压陷和走型。用于水印中，可赋予产品合适粘度，控制渗透性，提高 稳定性。用于乳胶漆及不漏水水基涂料中，可改善产品流动性，同时黄原胶可悬 浮颜料，在垂直平面的粉刷中，使粉刷外表光滑均匀，黄原胶还可有效控制油漆 或涂料在粉刷或喷洒时的扩散性，并有效预防流陷。在造纸工业中，黄原胶在特 殊工序下可很好控制流变性，在温度变化或剪切变化下有效稳定外层覆盖物，并 有效悬浮上浆和避免凝集。黄原胶的剪切性能可用于悬浮研磨物质，使产品易于 应用和磨擦，提高产品的粘附性。