黄原胶又称汉生胶，是由野油菜黄单胞菌（亦名甘 蓝黑腐病黄单胞菌）以碳水化合物为主要原料，经好氧 发酵生物工程技术产生的一种微生物胞外杂多糖，呈类 白色或浅黄色粉末，无味、无臭，无任何毒副作用。

i黄原胶的用途及其研究进展

黄原胶因具有独特的流变性、良好的水溶性、对热 酸碱的稳定性、与各种盐类的相溶性等优异的理化性 能，被广泛应用于食品、饮料、化妆品、洗涤剂、陶瓷、化 工涂料、石油开采、森林灭火等三十多种行业，是最具特 色的微生物多糖之一，其应用范围之广、市场需求之大 是其他微生物多糖所无法比拟的。

自20世纪50年代美国人Jeanes等发现黄单胞菌 NRRLB- 1459产生黄原胶后，美国Kelco公司在1963年 首次实现了黄原胶的工业化生产，而我国于20世纪70 年代末才开始对黄原胶进行研究，八十年代正式投入商 业化生产。随着对黄原胶生产的研究开发和对其发酵原 理认识的不断深入，对黄原胶发酵生产的探讨，基因工程等新技术逐步应用到发酵 生产中，不断提高了黄原胶发酵生产的质量和性能。

2黄原胶的生产工艺

黄原胶的生产工艺主要包括发酵工艺和提取工艺 两部分，其产率受到菌种、培养基、反应器类型和发酵条 件等因素的影响。目前国外采用的生产工艺流程为：菌 种、摇瓶、种子罐、发酵罐、发酵液、后处理、烘干、粉碎和 成品包装％国内生产黄原胶常用的工艺流程与国外基 本相同，但发酵罐为标准型通用反应器，通常后处理采用的是乙醇沉淀方法，生产工艺流程为：菌种、摇瓶、发 酵罐、发酵液、热压式真空、脱水喷雾、干燥和成品包装。 2.1发酵工艺

黄原胶的发酵工艺有连续法和间歇法，但真正工业 化的是间歇法，实际过程是：种子发酵、种子扩大和发 酵。黄原胶发酵一般以野油菜黄单胞菌为菌种，培养基[2] 有YM和YM-T两种，以葡萄糖、蔗糖或淀粉等为碳源， 以蛋白质、鱼粉、豆粉或硝酸盐为氮源，加入KH2PO4、 MgS〇4、Ca(CO) 2等无机盐和Fe2+、Mn2+、Zn2+等微量元素。 常用的反应器有鼓泡塔反应器、气升式反应器和专用搅 拌式反应器等，发酵的温度、PH值、通氧速率以及搅拌 速率等应根据菌种生长和黄原胶合成的不同阶段以及 不同的生产条件而定。

由于在发酵过程中，分泌产生的黄原胶牢牢地包裹 在菌株周围，阻碍了培养基中营养物质的运输，从而抑 制了菌种的生长，进而限制了黄原胶的继续发酵。因此， 在发酵时，需要在适当的范围内增加细胞浓度，降低黄 原胶的产量，然后通过多步接种和发酵进行持续生产， 其接种的次数应随发酵液体积增大而增多。

2.2提取工艺

黄原胶的提取是黄原胶发酵生产的一道关键工序， 其工艺流程包括固液分离、初步提取、精制和制成成品4 个阶段[3]。

2.2.1固液分离

黄原胶发酵液中不仅有黄原胶，还含有一些菌体细 胞和部分残余的培养基成分。尽管黄原胶在发酵液中的 含量不高，但因其高粘度而加大了固液分离的难度。目 前使用最多的固液分离方法有两种：一是用清水稀释发 酵液，然后用硅藻土去除菌体;二是调节pH值至适当的

I欧盟议会要求重视二氧化碳以外热效应气体的减排|

范围，然后通过加热达到杀死菌体的目的，再用中性蛋 白酶分解掉杀死后的菌体。

2.2.2初步提取

黄原胶发酵液在去除菌体后需要采用超滤等方法， 对黄原胶发酵生产的探讨，提高黄原胶在发酵液中的浓度，进行浓缩提取（一般将 黄原胶浓缩至原发酵液的6%)，然后通过乙醇沉淀的方 法，从发酵液中初步提取出黄原胶。

2.2.3精制

为了得到符合质量标准及市场需求的黄原胶，对初 步提取得到的黄原胶还需进行精制。精制常用的方法有 溶解法、超滤法和继续沉淀分离法，其目的在于提高生 产出的黄原胶的品质，得到更加纯正的黄原胶产品。

2.2.4制成成品

与其他微生物产品的生产流程相似，为使黄原胶达 到国家规定的生产标准，还需要经过干燥、粉碎及产品 包装等工序才能得到符合商家需求的黄原胶。通常采用 真空、滚筒和喷雾等方法对黄原胶进行干燥；粉碎程度 及产品的包装则根据市场需求及生产方自身特点而有 所不同。

3我国黄原胶发酵生产中存在的问题及改进措施

为了提高黄原胶的产量和质量，国内外长期以来对 黄原胶的发酵生产工艺进行了诸多研究。其中，国外研 究的重点是黄原胶发酵动力学及其代谢网络分析，从不 同的角度去探讨黄原胶高产的机理，继而改进工艺，达 到提高产量的目的；而国内则把研究的重点放在了菌 种、培养基配方和发酵方法上，对具体生产工艺和产品 质量的优化研究还不够深入，尤其在技术改进方面还与 国外存在一定的差距。一是在由于黄原胶极强的增粘性 能，导致在发酵后期表现出典型的非牛顿性流体特性， 使发酵无法继续进行，限制了其产量的进一步提高。二 是黄原胶发酵生产对原材料和能量的消耗较大，进而提

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f 2011年9月14日，欧盟议会在斯特拉斯堡举行的 j全会上以578票支持、51票反对和22票弃权，通过了 {无约束力的《CO2以外人为排放的总体研究分析》决议 |案。欧盟议会认为，对黄原胶发酵生产的探讨，全球积极应对气候变暖采取各种措 j施减少CO2的排放应给予充分肯定，但不够全面，还 应高度重视CO2以外热效应气体的减排。 j决议案要求欧盟采取措施减少以下3种热效应气

体的排放:含氟碳氢化合物(HFC)，主要应用于制冷系 !统；氮氧化物（NOx)，间接方式的热效应气体；炭黑 (Suie)，主要应用于各种气雾剂产品中，石油和煤炭等 |燃烧不充分均产生炭黑。尽管上述三种热效应气体的 排放量相对较少（相对于CO2排放），但热效应值成几

高了生产成本。

鉴于黄原胶的广泛用途和我国黄原胶发酵生产的 如上现状，加大投入力度，深入开展对黄原胶发酵生产 的研究已经刻不容缓。为此，提出如下建议：

①国家相关部门和地方政府加大科研和生产投入， 促进科研与生产实际相结合，完成从科学技术到生产力 的转化，从而提高黄原胶的质量。尤其是对近几年来在 黄原胶开发研究方面有基础、有特点的科研院所更需给 予扶持；对个别既有理论基础，又有实践经验的黄原胶 生产企业和专家，也要集中组织起来把己有的研究成果 迅速转化为生产力，继而进行全面推广。

②组织相关单位和人员专门对如何提高发酵单位、 降低通气比和去除发酵残渣及细胞菌体等关键环节进 行深入研究，同时研发能够有效处理染菌倒罐液的设备 和工艺。

③加强对影响黄原胶产量、质量和效益的因素（如 氮源、盐类、微量元素等）的研究，考虑从源头上优化生 产工艺，提高黄原胶发酵生产的质量、产量和效益。

④考虑固态发酵生产黄原胶的方法。对黄原胶发酵生产的探讨，固态发酵具有 节水、节能的独特优势，且没有废液产生，属于清洁生产 技术，在食品工业、酶制剂等领域受到重视，如果能采用 固态发酵的方法生产黄原胶不但能减轻黄原胶因非牛 顿性流体特性导致在发酵后期产生供养不足而限制其 产量的问题，而且将大大降低对原材料和能源的消耗， 势必具有非常可观的发展前景。