黃原膠作為一種生物發(fā)酵制造的微生物雜多糖,由于其獨特的分子結(jié)構(gòu),其 水溶液具有良好的假塑性和穩(wěn)定性,已經(jīng)在食品、石油等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng) 用,使黃原膠成為一種引人關(guān)注的,使用安全的生物材料。同時,近年來從各種 途徑獲取的寡糖產(chǎn)品,由于其具有獨特的生物活性,得到了研宄者的高度重視。 已有研宄者嘗試用化學(xué)或生物方法對黃原膠進行降解以獲取寡糖。隨著寡糖研宄 的升溫,這項工作在不斷的深入。用黃原膠降解獲取的寡糖的生物活性引起了人 們的廣泛關(guān)注。已有研宄者從土壤中分離到可用于降解黃原膠的菌種,但其降解 產(chǎn)物中含有纖維素成分,效果不夠理想。
黃原膠(Xanthan Gum )是一種由野油菜黃單胞桿菌從owo而s caTO^e^r^)分泌的胞外水溶性多糖,也稱為漢生膠。黃原膠水溶液具有獨特 的流變特性——剪切稀化,隨著剪切速率增加,溶液的表觀粘度明顯下降; 具有增粘性,在較低濃度下即有較大粘度;理化性質(zhì)穩(wěn)定,不易受酸堿溫度 等條件影響,不易被微生物降解,可作為增稠劑、穩(wěn)定劑、增粘劑、乳化劑 等。自20世紀(jì)60年代初美國Kelco公司投入工業(yè)化生產(chǎn)以來,黃原膠產(chǎn)品 在食品、醫(yī)藥、輕工業(yè)、紡織、化妝品、日用化工、石油開采和消防等領(lǐng)域 都有著廣泛的應(yīng)用,在20世紀(jì)80年代后,科學(xué)技術(shù)發(fā)展尤其是生物工程技 術(shù)對黃原膠發(fā)展起著重大推動作用,基因工程、酶工程、發(fā)酵工程的技術(shù)更 新和膜分離等分離技術(shù)進展使黃原膠應(yīng)用價值得到更充分展示,黃原膠的使 用量持續(xù)增長,僅石油行業(yè)需要的黃原膠可達90X 104?100X 104 t/a。但黃 原膠超乎尋常的穩(wěn)定性也給其工業(yè)上的應(yīng)用帶來了一些局限,通過研宄黃原 膠的降解,可擴大其在工業(yè)上的應(yīng)用范圍,研宄黃原膠結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系, 生成具有新的理化特性的黃原膠,并對建設(shè)環(huán)境友好型社會等方面具有重大 意義。而且,隨著寡糖工程的升溫,對黃原膠降解寡糖生物活性的研宄亦引 起了人們的興趣。
由于側(cè)鏈含有酸性基團,因此黃原膠在水溶液中呈現(xiàn)多聚陰離子特性。黃 原膠分子的帶電荷側(cè)鏈反向纏繞纖維素主鏈,形成類似棒狀的一級鋼性結(jié)構(gòu), 使主鏈不易受到酸、堿和酶的攻擊;黃原膠分子間形成雙鏈螺旋的二級立體 結(jié)構(gòu),雙鏈螺旋結(jié)構(gòu)賦予了分子很好的抗性來抑制自由基、酸、酶或反復(fù)凍 融對分子的降解。經(jīng)X-射線衍射和電子顯微鏡測定[2],有序構(gòu)象的天然黃原 膠以對稱的五折右手螺旋形式存在,螺距為4.7nm,直徑為1.9nm,這些雙 螺旋由非共價鍵如氫鍵、靜電作用和空間位阻作用所穩(wěn)定,其結(jié)構(gòu)可用剛性 柱狀模型來表示。雙螺旋結(jié)構(gòu)之間依靠微弱的作用力而形成網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu), 這是黃原膠的三級結(jié)構(gòu)。