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帶你一起了解黃原膠粘度測定
閱讀：1981 發布時間：2021-12-2一、黃原膠簡介
微生物多糖是微生物（真菌、細菌、藍藻等）在生長過程中分泌的保護微生物免受外界傷害的多糖類物質。微生物多糖以胞壁多糖、胞內多糖、胞外多糖三種形式存在。黃原膠（Xanthan gum）是指：黃單胞菌（Xanthomonas campestris）以葡萄糖、玉米淀粉、蔗糖等碳水化合物為碳源，以豆粉為氮源，經生物發酵和精煉提取生產得到的一種用途廣泛，水溶性的高粘度胞外多糖。黃原膠分子的*結構，使其擁有優異的流變特性，具有良好的增粘性、耐酸堿、假塑性和耐高溫性，能耐高濃度的鹽，具有乳化和懸浮的性能，作為穩定劑、增稠劑、乳化劑、懸浮劑、潤滑劑、成膜劑和粘合劑等，廣泛在食品、醫藥、石油、紡織、鑄造、化工等20多個行業應用，是目前擁有大生產規模和極廣泛用途的生物多糖。
二、粘度測定及流變學研究的意義
黃原膠通常作為輔料添加至其他產品中，其主要作用是調節產品粘度，提高產品穩定性及使用性能。粘度是衡量黃原膠產品理化性質和使用性能的重要指標，在不同應用行業和領域，對黃原膠產品的粘度要求有所不同。黃原膠產品的最終粘度與制備過程中黃原膠產率和純度密切相關：研究表明，在菌種選育階段，通過誘變選育可獲得相對于原生菌種更高的黃原膠產率；發酵階段，通過優化發酵工藝，改進培養基中碳源、氮源的種類及濃度，無機鹽的組分及含量等條件，可顯著提高發酵液的粘度和黃原膠產量；發酵液純化階段，鹽-醇沉淀法較醇沉淀法可顯著提高黃原膠的沉淀分離效率，獲得更高的產品純度。黃原膠產品的使用過程中，黃原膠的濃度、溶液pH值、礦化度以及溫度等條件會對黃原膠溶液的表觀粘度和流變學特性產生不同的影響。因此，針對不同行業的應用需求，可以通過生產工藝的優化，使用條件的控制等，以獲得適宜的粘度及流變學特性。
三、黃原膠粘度測定
使用DV2T標準粘度計配套SSA小量樣品適配器（如圖1所示）測量一種黃原膠在不同濃度及不同剪切條件下的粘度變化情況。TC-650 AP水浴循環系統用于控制樣品溫度（測試溫度為25℃），Rheocalc T軟件連接主機，進行程序編輯及數據采集，繪制粘度變化曲線。分別吸取一定量的濃度為0.4%、0.6%、0.8%和1.0%的黃原膠溶液于SSA的樣品杯中，將轉子緩慢浸沒至樣品中，然后連接粘度計主機和TC-650 AP水浴循環系統。在Rheocalc T 軟件上編輯測試程序，設置轉子轉速梯度為10-60RPM，待樣品溫度穩定后開始測量。根據圖2的測試結果可知，在相同的剪切速率下，黃原膠溶液的粘度隨著溶液濃度的增加而顯著上升。在濃度一定時，溶液的粘度隨著剪切速率的上升而下降，呈現假塑性流體特性；隨著溶液濃度的增加，剪切速率對溶液粘度的影響越大，剪切變稀的現象也越明顯。黃原膠是生物高聚物，其多糖分子間通過氫鍵、靜電引力等作用形成有序體系，彼此之間相互糾結，因而對流動產生很大的粘性阻力，隨著剪切力的增大，會使流動的纏結點解散，聚合結構狀態解聚變為無規則線團狀態使粘度快速下降，表現出剪切變稀的假塑性現象。
SSA測試所需樣品體積僅為2-16mL（具體的樣品量與所使用的轉子型號相關），可有效節約測試成本，提升測試效率；SSA使用同軸圓柱型轉子及配套的樣品杯，可以計算剪切率和剪切應力，得到絕對粘度；TC系列循環水浴系統的控溫精度最高可達0.01℃，為粘度測試提供準確及穩定的溫度條件。
四、應用概述
作為粘度計/流變儀生產商之一，我司一直致力于為廣大用戶提供質量穩定可靠，測量精確度高，測量重復性好的產品。我司粘度計的測量精度可以達到全量程測量范圍的±1%，重復性可以達到±0.2%。針對不同行業的粘度測試需求，提供個性化的解決方案，適應各種行業用戶的分析需求。黃原膠溶液是典型的非牛頓流體，具有剪切變稀的流變學特性。黃原膠所處的外部環境（pH、溶解試劑、礦化度等）對其流變學性質有重要影響。對于黃原膠溶液的流變學性質及其應用的研究，可以使用更為先進的流變儀。RST 流變儀可以進行全面的流變學測試，在質量控制和研發領域均可進行的流變分析。RST系列流變儀具有控制剪切率和剪切應力兩種模式，尤其適合于測量非牛頓流體在穩態流動下的粘度、流變曲線等特性。另外，它還可以測量非穩態剪切流動和蠕變狀態下的粘彈性、屈服應力以及觸變性等流變特性。