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《黃原膠生產(chǎn)工藝精簡概論》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、黃原膠生產(chǎn)工藝精簡概論黃原膠無毒,無色無味,低濃度就有很好的粘性,而且在剪切力較大的情況下又可以降低他的粘性,是一種理想的生物膠,在制藥工業(yè)中,可以用于填充劑,增稠劑,乳化劑、懸浮劑。黃原膠的應(yīng)用廣泛,不僅用于制藥,黃原膠最早是用于石油開采,減少鉆井泥漿的流動性。還用于食品、飲料、煙草、農(nóng)藥等,如肉罐頭內(nèi)加如黃原膠,可以是肉湯成凍,保持水量,啤酒加入黃原膠,產(chǎn)泡豐富;農(nóng)藥內(nèi)加入黃原膠,使農(nóng)藥不分層,依附性加強,增強藥物有效時間。黃原膠是由野油菜黃單胞菌產(chǎn)出的一種胞外分泌物,屬于多糖。黃原膠發(fā)酵培養(yǎng)基的碳
2、源一般是蔗糖、葡萄糖等,黃單胞菌容易利用有機氮源,而不易利用無機氮源。有機氮源包括魚粉蛋白胨、大豆蛋白胨、魚粉、豆餅粉、谷糠等,其中以魚粉蛋白胨為最佳。另外,還添加一些微量無機鹽.如Fe、Mn、Zn等鹽類。特別是碳酸鈣以及NaH2PO4和MgSO4,它們對黃原膠的合成有明顯的促進(jìn)作用。根據(jù)經(jīng)驗,較為理想的成分配比為:葡萄糖(40g·L-1)、檸檬酸(2.0g·L-1)、NH4NO3(1.0g·L-1)、K2HPO4(2.0g·L-1)、MgCl2(0.5g·L-1)、Na2SO4(90mg·L-1)、H
3、3BO4(6mg·L-1)、ZnO(6mg·L-1)、FeCl3·6H2O(20mg·L-1)、CaCO3(20mg·L-1)、濃HCl(0.12mL·L-1),通過添加氫氧化鈉而將pH值調(diào)為7.0。接種量為5%一8%。由于培養(yǎng)基的高黏度,黃原膠生產(chǎn)是高需氧量發(fā)酵,需大通風(fēng)量,一般為1—0.6m3/(m3·min)。發(fā)酵溫度為25—28℃。碳源的起始濃度一般在2%一5%。發(fā)酵溫度不僅影響黃原膠的產(chǎn)率,還能改變產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組成。研究指出,較高的溫度可提高黃原膠的產(chǎn)量,但降低了產(chǎn)品中丙酮酸的含量,因此,如需提
4、高黃原膠產(chǎn)量,應(yīng)選擇溫度在31℃一33℃,而要增加丙酮酸含量就應(yīng)選擇溫度在27一31℃。在黃原膠的發(fā)酵生產(chǎn)中,細(xì)胞生長的最適溫度是在24—27℃之間,黃原膠產(chǎn)生的最適溫度則在30一33℃黃原膠發(fā)酵培養(yǎng)是的起始pH值一般控制在6.5—7.0,這有利于初期的細(xì)胞生長和后期的黃原膠合成。隨著產(chǎn)品的產(chǎn)出,酸性基團增多.pH降至5左右。發(fā)酵液中除含黃原膠(3%左右)外,還有菌絲體、未消耗完的碳水化合物、無機鹽及大量的液體。其中菌絲體等固形物占20%,水溶性無機鹽占10%:如果有菌絲體等固形物混雜在黃原膠成品中,會
5、造成產(chǎn)品的色澤差、味臭.從而限制了黃原膠的使用范圍。因此,黃原膠的分離提取,其目的在于按產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)格的要求將發(fā)酵醪中的雜質(zhì)不同程度地除去,通過純化、分離、濃縮和干燥等手段獲得成品。黃原膠成品分食品級、工業(yè)級和工業(yè)粗制品3種。1.溶劑沉淀法此方法是在黃原膠溶液中加入醇類等溶劑,使黃原膠沉淀出來。方法A:先將發(fā)酵液用6mol/LHCl酸化,然后加入工業(yè)酒精使黃原膠沉淀。過濾后沉淀物先后用工業(yè)酒精和10%KOH洗滌,過濾,沉淀物干燥后進(jìn)行粉碎,經(jīng)過篩制得成品。本法由于直接用HCL和工業(yè)酒精進(jìn)行酸化沉淀,沒有去
6、除掉菌體,因此僅能制得工業(yè)級黃原膠。方法B:為了制得食品級黃原膠,在方法A的基礎(chǔ)上增加了離心除菌體和多次用酒精進(jìn)行沉淀、洗滌的操作,從而提高了成品的純度。發(fā)酵液稀釋后加少量酒精進(jìn)行預(yù)處理,離心除菌體,再添加酒精沉淀出黃原膠。將沉淀加水溶解,再加酒精使黃原膠沉淀,沉淀物經(jīng)干燥、粉碎、篩分,得到食品級成品。溶劑沉淀法工藝簡單,產(chǎn)品質(zhì)量高,大型化生產(chǎn)技術(shù)成熟,是目前國內(nèi)采用的主要生產(chǎn)方法,但該方法溶劑用量大,需設(shè)置溶劑回收設(shè)備,投資較大,生產(chǎn)成本高。本法提取收率在97.7%。2.鈣鹽—工業(yè)酒精沉淀法在酸性條件
7、下,黃原膠與氯化鈣形成黃原膠鈣凝膠狀沉淀。加入酸性酒精脫去鈣離子,使成短絮狀沉淀。過濾,在沉淀中加入酒精并用氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)PH。過濾,得到工業(yè)級的產(chǎn)品。本法與溶劑法相比,溶劑的耗用量較少,酒精用量減少一半,但在成品中帶入了鈣離子,成品顏色略灰。本法提取收率在93.2%左右。3.絮凝法絮凝劑與黃原膠作用產(chǎn)生絮狀沉淀,然后將沉淀物脫水,得到固型物含量為25%左右的濕濾餅。用多糖的非溶劑在適當(dāng)條件下洗提上述濕濾餅,使其變?yōu)樗苄远嗵?。然后過濾,將水溶性濾餅干燥。經(jīng)粉碎、篩分后得到合格的黃原膠成品。絮凝法的關(guān)
8、鍵在于絮凝和洗提這兩步,選擇合適的絮凝劑和洗提劑,控制最佳的絮凝和洗提條件,是取得該法成功的必要條件。常用的絮凝劑為具有多價金屬陽離子的無機鹽,洗提劑一般為酒精等醇類。4.直接干燥法本法采用滾筒干燥或噴霧干燥等方法,直接將發(fā)酵液進(jìn)行干燥,從而制成工業(yè)粗制品級的黃原膠。該方法因為沒有分離提純工序,所以成品質(zhì)量差,限于對黃原膠質(zhì)量要求不高的場合使用,有利于降低產(chǎn)品成本。5.超濾脫鹽法本法采用近代膜分離技術(shù),對高分子的黃原膠與小分子的無機鹽和水進(jìn)