公海710官网(Xanthan gum)又称黄胶、汉生胶、黄 单细胞多糖，是野油菜黄单胞杆菌（Xanthomonas campestris)以碳水化合物为主要原料，经发酵工程 生产的一种用途广泛的微生物胞外多糖，简称 XC.

公海710官网是50年代美国农业部北部地区研究 所(NRRL)首先发现.1960年美国Kelco公司进行 小型试验，1961年进行半工业化生产，产品命名 为 Kelzan Xanthan Gum，1964 年 Kelco 公司成为世 界上最早商业化生产公海710官网的公司，1969年得到 美国食品和药物管理局(FDA)的认可[1，开始出 售食品级公海710官网.此后，法国和日本亦先后开始生 产公海710官网，1979年全世界公海710官网年产量己达到18 000 t12，到2000年世界公海710官网的产量将达到100 万43.目前生产公海710官网的国家和地区主要有美 国、法国、英国、日本、德国、韩国、中国大陆和台湾 省.国外主要生产厂家有美国的Kelco公司、Pfizer 公司，法国的 Phonepoulenc 公司、Neio-Rousselotsatia 公司.

1969年FDA批准公海710官网在食品中应用后，日 本、丹麦、英国、荷兰、西班牙、加拿大、法国、瑞典、 比利时等国相继批准使用.1980年公海710官网又被 FDA列为公认安全产品[4 . 1981年美国在Food Chemical Codex(FCC)中规定了公海710官网作为食品添 加剂的质量标准，1983年世界卫生组织和世界粮 农组织(FA0/WH0)批准公海710官网作为食品添加剂，

收稿日期：1999-06— 27

作者简介：张怀杰（1968—），男，河南荣阳人，高级工程师，学

?1994 士，主要从事化工方面的研究—m&l Eleetronie ]

1986年FAO在《食品与营养学报》第37卷中公布 了公海710官网作为食品添加剂的质量标漼5 .从此，黄 原胶开始在世界范围内得到广泛的发展和应用.

我国研究公海710官网起步较晚.1979年南开大学 生物系首次分离得到一批产公海710官网菌株，并提纯 鉴定了这种酸性多糖[6，1985年率先在国内研究 食品级公海710官网，并于1986年通过了食品级公海710官网 产品和生产菌株的毒理学安全性试验[4 . 1986年 9月山东食品发酵工业研究设计院和南开大学共 同承担了由原轻工业部主持的国家“七五”攻关课 题‘食用胶之三一新型食品添加剂公海710官网的研 制和应用”（1986年~ 1990年)，并于1990年11月 通过了由原轻工业部科技发展司组织的成果鉴 适'1986年山东食品发酵工业研究设计院与烟 台微生物多糖厂（烟台味精厂）合作，在我国率先 工业化生产工业级公海710官网，设计能力为50 ~ 60 t/ ，随后南开大学与江苏金湖公海710官网厂(江苏金 湖制药厂)合作也建成了一条公海710官网工业生产线 (食品级).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公海710官网的 卫生标准，并被列入食品添加剂名单[4 (GB2760 一86食品添加剂使用卫生标准（1988年増补品 种））.江苏金湖公海710官网厂在推广公海710官网应用方面 作了大量的工作，并且作为南开大学的合作伙伴 共同起草了食品级公海710官网的国家标准，该标准于 1989年10月被全国食品添加剂标准化委员会审 定批准[5, 1992年12月16日国家技术监督局正 式发布，1993年8月1日实施[9].

公海710官网具有许多优良特性:①在热水和冷水 中有很好的溶解性；②有良好的増粘性和浮悬能 力，在低浓度下具有较高的粘度;③有很高的稳定 性屬酸碱、高娜，抗高温、低温冷冻和生物降 

解抗污染能力强;④可同多种物质（酸、碱、盐、表 面活性剂、生物胶等)互配，公海710官网的生产及其在食品工业的应用，具有令人满意的兼容 性;⑤有良好的触变性（剪切稀释能力）和假塑性 (恢复能力）⑥有良好的分散作用、乳化稳定作 用;⑥在适宜的pH下，公海710官网分子能和高价金属 离子凝胶化;⑦公海710官网和刺槐豆胶、瓜尔豆胶等半 乳甘露聚糖配合使用时有极为显著的协同増效作 用[10 11]，可显著提高粘度和耐盐稳定性，达到用 量少、成本低和提高使用效果的目的.

由于公海710官网具有以上诸多优点，可广泛应用 于食品、石油、陶瓷、纺织、印染、医药、造纸、地矿、 灭火、涂料、化妆品等20多个行业，30 ~ 40多个品 种，是目前世界上生产规模最大且用途极为广泛 的微生物多糖.

1公海710官网的应用

1.1公海710官网在食品工业中的应用

公海710官网在食品工业中是理想的増稠剂、乳化 剂、成型剂等，在某些苛刻条件下（如pH3 ~9，温 度80 ~ 130°C)，它的性能基本稳定，比明胶、CMC、 海藻胶、果胶等优越.在《食品添加剂使用卫生标 准（988年増补品种）（GB27® — 88)》中规定，食 品级公海710官网的使用范围及最大用量，面包、冰淇 淋、乳制品、肉制品、果酱、果冻中最大用量为0. 5 ~1.0 g^g，饮料是0. 1 g^g.在1996年修订版 (GB2760—1996卫生部1996年12月29日批准， 1997年2月1日实施)中规定，在面包、乳制品、肉 制品、果酱、果冻、花色酱汁中的最大用量是2.0 g/kg;冰棍、冰淇淋中的最大用量是10. 0 g/kg;饮 料是1.0 g^g.可见，食品级公海710官网的使用范围和 最大使用量，随着我国对该产品的了解，也在不断 扩大.

公海710官网作为蛋糕的品质改良剂，可以増大蛋 糕的体积，改善蛋糕的结构，使蛋糕的孔隙大小均 匀富有弹性，并延迟老化，延长蛋糕的货架寿 命12].奶油制品、乳制品（如冰淇淋、冰冻牛奶、果 子露、冰冻果汁、干酪等）中添加少量公海710官网，可改 进质量，使产品结构坚实、易切片，更易于香味释 放，公海710官网的生产及其在食品工业的应用，口感细腻清爽.用于饮料（加入0.025%~0. 17%)，可使饮料具有优良的口感，赋予饮料爽口 的特性，使果汁型饮料中的不溶性成分形成良好 的悬浮液，保持液体均匀不分层;加入0. 02%~ 0.06%的公海710官网和0.02%~ 0.14%的CMC,可使 浇注型沙拉调料作为稳定剂；当无乳化时，公海710官网 又兼有乳化稳定作用，含有0. 25% ~0. 3%黄原 胶的调味料，其稳定期大大延长并由于其高度的 假塑性而能増加口感，提高食品质量.加入啤酒可 使其产泡效果极佳.加入0. 2%公海710官网于焙烤食 品中，可保持食品的湿度，抑制其脱水收缩，延长 贮存期.用于果冻，公海710官网赋予其软胶状态，加工 填充物时，使果冻的粘度降低从而节省动力并易 于加工.用于糖果、蜜饯:在加工淀粉软糖和蜜饯 果脯等配方中加入0.05%的公海710官网和槐豆胶可 得到极好的效果，改进加工性能，大大缩短加工时 间;含有0. 05%~0. 75%公海710官网的巧克力液体糖 果，贮藏稳定性大为提高.方便面中加入，可提高 加工过程的成品率，减少产品断碎干裂，改善口 感使产品有咬劲等.它还广泛用于罐头、火腿肠、 饼干、点心、肉制品等产品中.

1.2公海710官网在石油工业中的应用

公海710官网另一个大市场是石油工业.目前我国 油田用化学品主要是聚丙烯酰胺、CMC、变性淀粉 等，造成打井成本高、出油率低.公海710官网在増粘、増 稠、抗盐、抗污染能力远比其它聚合物强，尤其在 海洋、海滩、高卤层和永冻土层钻井，公海710官网用于 泥浆处理、完井液和三次采油等方面效果显著，对 加快钻井速度、防止油井坍塌、保护油气田、防止 井喷、大幅度提高采油率等方面都有明显的作用. 该产品作为一种理想的添加剂有非常好的发展前 景.

1.3公海710官网在其它领域中的应用与市场

公海710官网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.据某瓷厂使用证明，使出口产品合格 率提高40%以上，并解决了烧制各种异型陶瓷的 技术难题.用公海710官网作原料生产的凝胶泡沫灭火 剂，己用于森林扑火、有机溶剂及其它化学品的灭 火中.公海710官网还可用于胶体炸药、水溶性涂料、工 业擦亮剂、除锈剂、湿法冶金的増稠剂，药物、化妆 品的润滑剂，印染工业的载色剂等.

1.4国外公海710官网的市场情况

柑橘属果幌.调祕公海710官网己广泛用于制造列第二(占总发酵产品总产值的6 4%)，仅次于

美国在1964年开始工业化生产，1975年食品 工业使用公海710官网2 270 t, 1978年使用8 500 t, 1979 年年产值2 000万美元，1989年美国公海710官网产值 达3. 893亿美元，10 a产值増长了近20倍.从美 国1989年发酵产品产值来看，公海710官网产品在发酵 产品中占有较重要的地位，在发酵产品中产值名

抗生素类产品产值（占发酵产品总产值的59. 5%)，稍高于氨基酸类产值（占总产值的5.35%) 和有机酸类产值（占总产值的6.16%)而远高于 酶制剂类产值（占总产值的2. 5%)[7 .由此可见 公海710官网在国外的应用领域的广泛程度.

进入80年代，高新技术突飞猛进，尤其生物 工程的大发展，对公海710官网的发展起了重大的推动 作用，生物工程中的许多高新技术闯入公海710官网的 研制和生产领域，特别是基因工程技术、膜分离技 术等，使得公海710官网产率提高，质量改进，成本降低. 随着国外公海710官网生产厂家的増加，竞争日趋激烈， 公海710官网的生产及其在食品工业的应用，一般规模在2 000 t/a以上，有的达万吨.他们纷 纷采用高新技术，拿出质量更好、成本更低的新品 种来竞争，看来这种趋势正在发展.

2 生产工艺

工艺流程：

保藏菌种—斜面活化—摇瓶种子(或茄瓶培养)— 一级种子扩大培养—二级种子扩大培养—发酵罐发酵—

i!个无菌空气

发酵液—提取—干燥—粉碎—包装—成品.

公海710官网在工业上主要是以玉米淀粉为碳源， 以鱼粉、豆饼粉为氮源，用CaC〇3为pH调节剂， 并在一定量的消泡剂存在下，野油菜黄单胞杆菌 经好氧深层发酵而得到多糖含量在2. 5%左右的 发酵液.发酵温度为(28 ±1) °C，控制一定的通风 比.发酵的前18 h是菌体的对数生长期，不合成 胞外多糖;18 ~ 48 h是平衡生长期，此时多糖合成 迅速，菌体出现荚膜并且越来越厚;48 h则菌体进 入衰老期，多糖产量趋于稳定，发酵周期为72 h 左右，产量最高可达28 g/L,发酵液粘度最高可达 9 0⑴ mPa-s 左右(一般为 5 000~ 7 000mPa-s).

为解决发酵后期发酵液粘度大，溶解氧水平 低等问题，并针对黄单胞菌是一种较为脆弱的菌 体有人[3’13]对发酵罐的结构进行了研究，研究结 果表明，増加发酵罐的高径比至3 ~4适当减少 搅拌桨叶直径，减少档板数目或不设档板，有利于 公海710官网的发酵;根据国外公海710官网的双液相发酵和 连续发酵研究，在国内间歇发酵的基础上，进行了 半连续二步发酵工艺的试验研究，试验结果表明， 采用该工艺的产胶量较传统的间歇发酵提高了 31 %.

发酵液经提取、干燥、粉碎而得到固体的黄原

同，而将产品分为工业级和食品级公海710官网.

2.1工业级公海710官网的生产

工业级公海710官网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[14]，也有研究用薄层蒸发干燥 法151，但这些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；另一 种方法是用钙盐沉淀公海710官网114 161，也有报道，国 外有用季铵盐作为沉淀剂的[17 .常用的钙盐有 C£l2、Ca(OH))季铵盐有十六烷基三甲基氯化铵 和十六烷基三甲基溴化铵.1988年中科院微生物 所与河南省科学院生物所合作，在河南虞城建成 了一条200 t/a公海710官网中试生产线，所采用提取方

法即为钙盐沉淀法：

10%NaOH水溶液2% CaCk水溶液

I I

发酵液—调pH值—盐析—过滤—干燥—粉碎—包装— 成品.

发酵液中加入10%NaOH溶液调节pH值，再 加入2%CaCl2溶液沉淀出公海710官网，排出上清液， 沉淀物作进一步脱水处理，然后干燥、粉碎、过筛， 即得到工业级公海710官网.

为降低公海710官网产品的成本有人研究了用葡 萄糖母液和大豆黄浆水等工业废液为原料生产工 业级公海710官网^]，试验证明，发酵液和产胶量接近于 用玉米淀粉为原料生产公海710官网.

工业级公海710官网与食品级相比，具有工艺简单 成本相对较低，操作容易，对车间及设备无防爆要 求.但其产品附加值低，市场应用受到限制，因此 国内一般发展食品级公海710官网.

2.2食品级公海710官网的生产

食品级公海710官网的提取方法，一般用醇作为沉 淀剂.常用的沉淀剂有甲醇、乙醇、异丙醇等低级 醇.用甲醇作沉淀剂，产品不可避免地残留甲醇 故产品不宜作为食品添加剂.由于受原材料的性 质及供应等限制，公海710官网的生产及其在食品工业的应用，国内食品级公海710官网的提取一般 采用乙醇作为沉淀剂.核工业第五研究设计院与 南开大学合作，在河南濮阳建成的500 t/a食品级 公海710官网生产线，就是采用乙醇作为沉淀剂的，其提 取流程如下：

回收乙醇返用回收乙醇

II个

发酵液■※乙醇沉淀■※乙醇洗涤脱色■※挤压■※打散■※真空干燥^ —粉碎■※包装■※成品.

胶产品.根据所采用的提取方法不同，产品质量不原胶的国家质量标准的要求.该流程也存在1定

按照以上乙醇提取流程，能够达到食品级黄

的缺点:提取车间及设备防爆要求高;因部分操作 是敞口或半密闭的，造成乙醇损失较大，乙醇的损 失量占产品成本很大的比例；需要建乙醇回收车 间或装置，増大了投资.

食品级公海710官网的生产，应注意很多因素.菌种 的选育以及菌种的自发性变异[18是首要因素，随 着传代次数的増加，菌种的退化非常明显，直接影 响着产胶率，因此要及时进行菌种的复壮.发酵过 程与其它好氧深层发酵产品一样，控制染菌率是 最重要的.选用合适的粉碎设备，产品的粒度越细 越好.产品的干燥方式及设备，也直接影响着产品 质量(颜色）

针对乙醇提取法的缺点，中国农业科学院土 壤肥料研究所研究成功了用盐酸作为沉淀剂的方 法19]，避开了有机溶剂，大大降低了提取成本，较 好地解决了这个问题，但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，国内食品级公海710官网生产中，沉淀剂的选择仍是 有待解决的问题.

采用乙醇沉淀生产公海710官网，因乙醇损失较大， 产品成本较高，李时岩等[2q研究了先过滤、超滤， 再用乙醇沉淀提取公海710官网.据报道，采用该法，不 但可以去除大量不溶性固体悬浮物（包括菌体细 胞和细胞碎片）可溶性无机离子、有机小分子和 大部分色素物质，使产品质量明显提高，而且经超 滤浓缩后，浓缩液中公海710官网含量有较大幅度提高 (由2.5%提高到8.7%)，可节省提取过程中乙醇 用量，降低成本.但该法尚未用于工业化生产中.

为解决发酵后期溶解氧及产品提取过程中去 除菌体细胞的问题，有人[21研究了先培养细胞以 产生胞外酶，再离心除去菌体得到除细胞发酵液， 加入培养基发酵生产公海710官网的新工艺，以获得无 菌体的发酵产物，利于产品的分离提纯.但该工艺 目前在工业生产上很难实现.

3对我国公海710官网发展的看法及建议

我国公海710官网的发展有许多影响和制约的因 素.①研究单位对食品级公海710官网的提取研究尚未 过关，公海710官网的生产及其在食品工业的应用，特别是在工业化生产方面，如何避免发酵残 渣带入产品中去；同时由于公海710官网分子量大，粘度 高，而菌体又很小，外面还包有很厚的荚膜，需在 工业化生产中去除菌体细胞.这些直接影响着国 产食品级公海710官网的产品质量和色泽.②生产企业 低等，也制约着国产食品级公海710官网的生产.③食品 级公海710官网的成本较高，降低成本的关键因素是降 低发酵过程中的染菌率，降低电能的消耗，降低乙 醇的损失.食品级公海710官网的成本直接影响着食品 生产企业的使用.另外，很多食品生产企业要么还 未认识到食品级公海710官网的优良性能，要么不愿意 改变食品配方，造成推广难度大.④一些无设计资 格或设计经验的单位，受利益的驱动，不顾自身的 技术水平，造成某些生产线无法运行，生产不出1 t公海710官网，给建设单位造成了很大的经济损失.⑤ 我国工业级公海710官网的产品附加值较低，与其它化 学助剂相比，绝对价格又偏高，造成我国工业级产 品几乎无人生产，限制了其在非食品工业的发展. 以上这些因素，对我国公海710官网发展的负面影响很 大.

针对我国公海710官网的发展现状，本人建议:①科 研单位继续开展对公海710官网发酵菌株的筛选和培 养，公海710官网的生产及其在食品工业的应用，提高发酵单产，降低通气比，研究去除发酵残 渣和细胞菌体的有效办法;开发有效处理染菌倒 罐液的工艺，尽量减少环境污染；与设计单位合 作，开发新工艺和新设备.设计单位在设计过程 中，采取一切可行的办法，尽量减少因设计不合理 而造成的染菌，降低电耗和乙醇的单耗.②科研、 设计、生产单位通力合作，组织技术人员，专门进 行公海710官网的应用研究，加强公海710官网的推广应用，帮 助使用单位改进原生产配方和工艺，提高企业的 经济效益.③生产企业应加强职工培训，提高职工 操作水平和领导的管理水平，将因操作不当而造 成的染菌降低到最小水平;④国家有关部门和地 方政府，应采取优惠政策，扶持公海710官网的发展.⑤ 一些准备上马的单位，应充分进行调查，了解技术 转让单位、设计单位和目前市场情况，结合自己的 实力，慎重而行，不可盲目上马.