黃原膠生產(chǎn)工藝精簡概論

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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)