大实验七黄原胶Xanthangum摇瓶发酵.ppt

大实验七黄原胶Xanthangum摇瓶发酵￿￿￿￿Still￿waters￿run￿deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深￿￿￿￿Where￿there￿is￿life,￿there￿is￿hope有生命必有希望有生命必有希望1 1、、学习掌握黄原胶液体发酵工艺学习掌握黄原胶液体发酵工艺2 2、、掌握黄原胶提取工艺过程掌握黄原胶提取工艺过程黄原胶 (Xanthan gum) 又称黄胶、汉生胶；又称黄胶、汉生胶； 浅黄至白色浅黄至白色 微生物胞外酸性杂多糖；微生物胞外酸性杂多糖；结构结构酸性酸性杂多糖；分子量（杂多糖；分子量（5～～50））×105 Da主链与纤维素相同，由主链与纤维素相同，由D-葡萄糖通过通过-1，4糖苷键连接；每隔一个葡萄糖有一侧链相连，侧链由连接；每隔一个葡萄糖有一侧链相连，侧链由D-甘露糖、、D-葡萄糖醛酸、、D-甘露糖构成；另有甘露糖构成；另有乙酸、、丙酮酸有人称为有人称为“五糖重复单元”））丙酮酸位于侧链末端，其含量对性能有很大的影响丙酮酸位于侧链末端，其含量对性能有很大的影响在不同溶氧条件下发酵所的黄原胶，其丙酮酸含量不在不同溶氧条件下发酵所的黄原胶，其丙酮酸含量不同。

同侧链上的葡萄糖醛酸和丙酮酸赋予了黄原胶负电荷侧链上的葡萄糖醛酸和丙酮酸赋予了黄原胶负电荷1）高粘性和水溶性2）独特的流变性 3）热、酶稳定性4）酸、碱、盐稳定性及兼容性6）良好的润滑性7）安全 性质性质易溶于冷水和热水易溶于冷水和热水多羟基，羟基能与水分子相结合，形成多羟基，羟基能与水分子相结合，形成稳定的网状结构，且在很低浓度下仍具有较高稳定的网状结构，且在很低浓度下仍具有较高的黏度独特的剪切稀释性能，当施加一定的剪独特的剪切稀释性能，当施加一定的剪切力时，流体黏度迅速下降，而除去剪切力后，切力时，流体黏度迅速下降，而除去剪切力后，流体又恢复原有黏度使之具有独特的乳化稳流体又恢复原有黏度使之具有独特的乳化稳定性能 ----- 高效的乳化稳定剂高效的乳化稳定剂－－1818～～80℃80℃基本保持原有的黏度及性能，基本保持原有的黏度及性能，具有稳定可靠的增稠效果和冻融稳定效果具有稳定可靠的增稠效果和冻融稳定效果蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等pHpH稳定稳定 pH1 pH1～～1313内黏度基本不受影内黏度基本不受影响响与各种盐、酸、碱、表面活性剂、防腐与各种盐、酸、碱、表面活性剂、防腐剂等均有良好的兼容性剂等均有良好的兼容性应用应用食品：增稠、悬浮、稳定乳化增稠、悬浮、稳定乳化制药：乳化稳定、胃肠药物有控释放等乳化稳定、胃肠药物有控释放等日化：牙膏牙膏—易成型，分散性好，附刷性强；易成型，分散性好，附刷性强； 洗发液、护发品洗发液、护发品— 悬浮稳定、增加泡沫；悬浮稳定、增加泡沫； 面膜面膜—提高黏附性和静止黏度，易黏肤，易剥去；提高黏附性和静止黏度，易黏肤，易剥去； 护肤霜、润肤露护肤霜、润肤露 — 赋形剂、柔滑感赋形剂、柔滑感农业：如改善杀菌剂的喷雾性能，提高悬浮性能；如改善杀菌剂的喷雾性能，提高悬浮性能；石油：驱油剂和良好的移动控制剂。

驱油剂和良好的移动控制剂在高速转动的钻头部位黏度极小，节省动在高速转动的钻头部位黏度极小，节省动力；在相对静止的钻孔部位却保持较高黏度，从力；在相对静止的钻孔部位却保持较高黏度，从而防止井壁坍塌而防止井壁坍塌驱替剂，提高采油率驱替剂，提高采油率主产国：美、英、法、奥（地利）、日、俄、德、中美、英、法、奥（地利）、日、俄、德、中产量： 20002000年年1010万吨万吨生产现状生产现状我我国国研研究究始始于于2020世世纪纪7070年年代代；；8888代代投投产产，，19921992年年全全国国产产量量不不足足100100吨吨，，20032003年年达达2 2万万吨吨50%50%以以上上出出口口山山东东淄淄博博中中轩轩集集团团、、山东金栗生物制品有限公司、山东福瑞集团等）山东金栗生物制品有限公司、山东福瑞集团等）我国生产水平较低，发酵产胶率一般为我国生产水平较低，发酵产胶率一般为2.4%2.4%～～2.8%2.8%，转化率为，转化率为60%60%～～70%70%，发酵时间，发酵时间72h72h～～85h85h国外产胶率可达国外产胶率可达3.5%3.5%以上，转以上，转化率化率70%70%～～75%75%，发酵时间，发酵时间48h48h。

生产菌 黄单胞菌 (Xanthomonas sp.)最常用野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)也称也称甘蓝黑腐病黄单胞菌甘蓝黑腐病黄单胞菌另有锦锦葵葵黄黄单单胞胞菌菌、、胡胡萝萝卜卜黄黄单单胞胞菌菌、、木木薯薯萎萎蔫蔫病病黄黄单单胞胞菌菌、、美美人人蕉蕉枯枯叶叶黄单胞菌黄单胞菌实验原理 (continued)甘蓝黑腐病实验原理 (continued)生产工艺流程生产工艺流程菌种→ 摇瓶→ 种子罐→发酵罐 → 发酵液→后处理 、提取→ 烘干→粉碎 → 成品包装去菌体 加硅藻土过滤 离心 微滤 加热破坏菌体再酶解食品级黄原胶的提取，一般采用甲醇、乙醇、异丙醇等低食品级黄原胶的提取，一般采用甲醇、乙醇、异丙醇等低级醇作为沉淀剂；最常用级醇作为沉淀剂；最常用乙醇乙醇用量大，成本较高，且易燃；生产上回收再利用乙醇用量大，成本较高，且易燃；生产上回收再利用非醇法提取黄原胶技术已问世非醇法提取黄原胶技术已问世提 取 酸沉淀法 （盐酸调（盐酸调pH=2pH=2；适于工业级）；适于工业级） 超滤法稀释（（30g/L→ 5g/L 30g/L→ 5g/L ））↓↓微滤（（0.1Mpa0.1Mpa，除去菌体），除去菌体）↓↓超滤（（ 0.25Mpa 0.25Mpa，浓缩发酵液，浓缩发酵液1010倍左右）倍左右）↓↓喷雾干燥超滤法1 1、、种子培养种子培养 （已备好）实验步骤 (continued)菌种： 野油菜黄单胞菌野油菜黄单胞菌 ( (Xanthomonas campestrisXanthomonas campestris) )种子培养基：葡萄糖葡萄糖 20g 20g，牛肉膏，牛肉膏1g1g，蛋白胨，蛋白胨5g5g，， NaCl 5g NaCl 5g，，H H2 2 O O 1000ml1000ml；；pH7.0pH7.0，，0.8kg/cm0.8kg/cm2 2灭菌灭菌20min20min。

培养条件：28℃28℃、、200rpm200rpm摇瓶培养摇瓶培养24h24h 2 2、制备发酵培养基、制备发酵培养基配方：蔗糖蔗糖20g20g，淀粉，淀粉20g20g，酵母膏，酵母膏1g1g，蛋白胨，蛋白胨5g5g，谷氨酸钠，谷氨酸钠2g2g，， NaNO NaNO3 3 3g 3g，，KHKH2 2POPO4 4 5g, CaCO 5g, CaCO3 3 10g 10g，柠檬酸，柠檬酸0.2g; H0.2g; H2 2O 1000mlO 1000ml；；pH7.0pH7.0实验步骤 (continued)（注：（注： 有变动！）有变动！）3 3、接种、接种按按5%5%接入种子液接入种子液实验步骤 (continued)4 4、摇瓶培养、摇瓶培养250 rpm250 rpm；；0 0～～20h, 28℃; 2120h, 28℃; 21～～72h, 33℃72h, 33℃实验步骤 (continued)采用分阶段变温控制采用分阶段变温控制菌体生长的适宜温度为28℃ ，产胶适宜温度为33℃左右下次实验下次实验 5 5、黄原胶提取及质量浓度测定、黄原胶提取及质量浓度测定 取取50ml50ml发酵液，按发酵液，按2 2倍体积加入化学纯倍体积加入化学纯95%95%乙醇，搅拌乙醇，搅拌20min20min，静置，静置15min15min，滤纸过滤；再用，滤纸过滤；再用适量乙醇洗沉淀。

适量乙醇洗沉淀60℃60℃烘干至含水约烘干至含水约10%10%左右，左右，粉碎）实验步骤 (continued)提取采用乙醇沉淀法：质量浓度测定：将沉淀置将沉淀置60℃60℃烤箱烘至烤箱烘至恒重，电子天平称量，电子天平称量 ( (最好过滤前先将滤纸称量，记下重量最好过滤前先将滤纸称量，记下重量) ) 黄原胶质量浓度(g/L) = 黄原胶干重(g) / 发酵液体积(L)思考题 1 1、实行分阶段控温的意义实行分阶段控温的意义 2 2、常用的提取黄原胶的方法及其原理常用的提取黄原胶的方法及其原理分分 工工。