黄原胶分离纯化过程

黄原胶的提取林晓晶吴梓婷杨舒婷徐巧琼

黄原胶别名汉生胶，又称黄单胞多糖，是国际上70年代发展起来的新型发酵产品。黄原胶通常是经由玉米淀粉所制造，由甘兰黑腐病黄单胞细菌以碳水化合物为主要原料，经通风发酵、分离提纯后得到的一种微生物高分子酸性胞外杂多糖。黄原胶的概况

黄原胶是白色或浅黄色的粉末，稍带臭味.具有优良的增稠性、悬浮性、乳化性和水溶性，并具有良好的热、酸碱稳定性，所以被广泛应用于各种食品中性状（1）黄原胶用于焙烤食品（面包、蛋糕等）可提高焙烤食品在焙烤和贮存时期的保水性和松软性以改善焙烤食品的口感和延长货架期；（2）在肉制品中黄原胶起到嫩化和提高持水性的作用；（3）在冷冻食品中有增稠、稳定食品结构的作用；（4）在果酱中加入黄原胶，可以改善口感和持水性，提高产品的质量；（5）用于饮料可以起到增稠、悬浮作用，使口感滑爽、风味自然；（6）在冰激凌和乳制品中使用黄原胶（与瓜尔胶、槐豆胶复配使用），可使制品稳定；（7）黄原胶与卡拉胶、槐豆胶等复配也常用于果冻和糖果加工中。应用黄原胶生产工艺

一、黄原胶发酵工艺——上游过程1.菌种的选育黄原胶生产有广泛的微生物来源，黄单胞菌属的许多种类菌株都能产生黄原胶。目前，国内外用于生产黄原胶的菌种大多是从甘兰黑腐病病株上分离到的甘蓝黑腐病黄单胞菌，也称野油菜黄单胞菌。生产黄原胶的菌种还有菜豆单胞菌、锦葵黄单胞菌和萝卜黄单胞菌等。野油菜黄单胞菌

菌株一般呈杆状，革兰氏染色阴性，产荚膜，无芽胞，有极生鞭毛，专性好氧，生产菌株通常采用冷冻干燥保存。在琼脂培养基平板上可形成黄色粘稠菌落，液体培养可形成粘稠的胶状物。发酵培养为有利于产品提取分离，通常采用清液发酵。黄原胶发酵培养基的碳源一般是糖类、淀粉等碳水化合物。氮源一般以鱼粉和豆饼粉为主。添加一些微量无机盐，如铁、锰、锌等盐类。特别是轻质碳酸钙以及NaH2PO4和MgSO4,它们对黄原胶的合成有明显的促进作用2.发酵培养基

培养基斜面保藏培养基：牛肉膏蛋白胨琼脂斜面种子培养基：

发酵培养基：成分蔗糖鱼蛋白胨牛肉粉蒸馏水ph用量20g5g3g1000ml7.0成分蔗糖鱼蛋白胨牛肉粉碳酸钙自来水ph用量

40g5g3g

3g1000ml7.5二、发酵生产：

1、

1.1摇瓶发酵。摇瓶发酵条件：接种量1％～5％，旋转式摇床转速220r／min，培养温度28℃，发酵72h左右。发酵结束，黄原胶产酸能力为20～30g／L，对碳源的转化率在60％～70％。

1.2工业化生产。接种量为5％～8％。由于培养基的高黏度，黄原胶生产属高需氧量发酵，需大通风量，一般为1～O.6m。／(m3.min)。发酵温度为25～28℃。碳源的起始浓度一般在2％～5％。2、接种及种子培养以无菌操作挑取斜面菌苔移接至种子培养基，28℃，220r/min旋转摇瓶振荡20h3、发酵培养以无菌操作吸取1ml种子液移接至发酵培养基中，接种量为2%，0.1MPa灭菌20min，28℃，220r/min旋转摇瓶振荡培养72h

发酵控制要点在黄原胶的发酵过程中，pH值、温度、接种量、转速等因素影响着黄原胶的发酵。进来许多研究表明：黄单胞菌的最适生长温度是24-27℃，最适产黄原胶的温度为30-33℃，因此，采用分段控制温度为宜，在发酵产胶期将发酵温度由27℃调整到32℃，有利于细胞生长和产黄原胶；发酵过程中pH控制在6.5-7.5，最适pH为7.0，pH控制要严格，最好控制pH为7.0±0.5，否则会影响黄原胶发酵产率和质量；黄原胶的接种量一般为发酵液的7.5%（体积分数）左右，接种量的大小与种子液的质量密切相关；转速也可调整至200r／min左右为宜。三、下游加工黄原胶生产包括发酵和下游加工两部分黄原胶下游加工工艺流程如下：黄原胶发酵液一预处理(调pH值、加热、稀释等)一固液分离(过滤、超滤、离心分离等)一初步纯化(超滤、沉淀、离心分离等)一高度纯化(溶解、超滤、沉淀、离心分离等)一制成成品(干燥、粉碎等)发酵液预处理:

黄原胶发酵液稀释：用水将黄原胶发酵液稀释1-2倍，以降低黏度。发酵液除菌体。(除去菌体)黄原胶发酵液是复杂的多相系统。发酵液中除有黄原胶外，还有菌体细胞、尚未耗尽的各种培养基成分和色素等。虽然黄原胶在发酵液中含量不高，但黏度大，直接从发酵液中分离黄原胶是困难的。所以可采用以下方法：珍珠岩过滤：采用珍珠岩助滤剂过滤发酵液，使用量为10-30g/L，可以有效地将发酵液中存在的大量的菌株细胞和其他不溶物与珍珠岩一起除去。初步纯化(提取)

中性蛋白酶处理：将珍珠岩的滤过液调pH至7.0，每升滤液添加10000-100000U的中性蛋白酶，45-50℃保温1-2h，中性蛋白酶处理可除去菌体残骸等蛋白质不溶物，使所得的黄原胶具有较好的粘度和透光度，提高产品的纯度。灭酶处理：将酶处理的发酵液调节温度至80-100℃，保温20-60min灭酶活。超滤浓缩：采用孔径为0.2-0.4um的滤膜，将酶处理的发酵液进行超滤浓缩，滤出液经反渗透处理后，可以重新用于发酵液前处理--稀释。乙醇沉淀：将超滤浓缩液加入2-3倍体积的95％乙醇中，不断搅拌，至溶液不粘，离心收集沉淀，回收乙醇。高度纯化(精制)高品质的黄原胶，在经过初步纯化后，还需要进一步精制(高度纯化)才能得到符合质量要求或市场需求的产品。精制可采用溶解、超滤、沉淀和分离等方法；黄原胶精制尚没有找到一种经济实用的方法。

制成成品黄原胶黏度大，干燥操作困难，常用的方法有真空干燥法、喷雾干燥法、盘式连续干燥法、滚筒干燥法和沸腾干燥法等。真空干燥法简便易行，可用