【精品】PPT课件 大实验七 黄原胶(Xanthan gum)摇瓶发酵
浙科版高中生物选修一3《实验8 果酒和果醋的制作》优质课件(共27张PPT)
酿酒和制醋有关的微生物分别是
酵母菌（真菌）和醋化醋杆菌（细菌）。
制作酒和醋的过程：
在糯米或大米与酒曲混匀后，放在温度较高 的地方，米先变甜，即生成了可溶性糖，这是由于 淀粉酶将淀粉水解成糖。甜度增加后，再放到温度 低的地方保持厌氧条件，酵母就开始工作，使糖变 成酒（厌氧呼吸）。如果时间太长，在有氧条件下 ，醋化醋杆菌就开始作用，将乙醇氧化成乙酸，也 就是变酸生成醋。
紫葡萄 干酵母 葡萄浆 酵母悬液 装瓶、发酵、过滤、沉淀 葡 萄 酒
请回答：1、制作葡萄浆前进行清洗和用 红（紫） 色的高锰酸钾浸泡，制作酵母悬液 时，在干酵母中加入少量温水和极少量蔗糖，待酵母悬液中出现 气泡 即可。 2、装瓶后开始一段时间，发酵瓶中溶解氧的含量变化是 减少 ，发酵过程中，发酵瓶 中酒精的含量变化是 增加 。 3、下列关于装置中有水弯管作用的叙述，错误的是（ A） A隔绝气体出入 B使发酵瓶内外的压强基本平衡 C减少杂菌污染 D有利于发酵瓶中形成缺氧环境 B 4试验中判断发酵完毕的依据是（ ） A发酵瓶中PH值开始下降 B发酵瓶中停止出现气泡 C发酵瓶中酒精浓度高达30% D发酵瓶中酵母菌数量急剧下降 5欲利用葡萄酒制作果醋，发酵瓶中应该加入的菌种是 醋化醋杆菌 ， 该菌种 在 有氧 条件下能将乙醇氧化成乙酸。
乙 甲
棉花
空气
发酵液的出口
丙
醋杆菌是需氧菌，有 乙瓶下口的双孔橡胶塞的 氧条件下将酒精氧化 另一孔插入一直角玻璃管，管 成醋酸 内塞脱脂棉球，不要塞太紧， 甲 用以过滤空气。此管的另一端 要升至锯末之上。 为与后面的发酵 产物区分开 棉花 2、醋酸发酵
空气
发酵液的出口
(1)适量醋化醋杆菌的培养物或醋曲悬 乙 液加入200ml酒-水混合物中混匀，pH 调至7.0后倒入乙瓶，使锯末均匀湿透。 醋化醋杆菌附着在锯末上，此时瓶中 丙 几乎没有游离的液体存在。乙瓶的上 过滤微生物 口通过一个双通活塞与甲瓶的下口相 连。 (2)将水族箱通气泵的出气管与乙瓶上塞有棉花球的玻璃管 相连，通气。
黄原胶
黄原胶概述黄原胶又名汉生胶, 是由野油菜黄单胞杆菌以碳水化合物为主要原料，经发酵工程生产的一种微生物胞外多糖。
它具有独特的流变性, 良好的水溶性、对热及酸碱的稳定性与多种盐类有很好的相容性,作为增稠剂、悬浮剂、乳化剂、稳定剂, 广泛应用于食品、石油、医药等多个行业, 是目前世界上生产规模最大的微生物多糖。
黄原胶是由黄单胞杆菌产生的胞外杂多糖, 具有较高的商业价值, 由于性能优良,功能多样, 应用面广, 已引起国内外对其开发利用的重大关注。
我国化工部“九五”规划, 将实现黄原胶产品生产的产业化, 列为“九五”期间国家优先发展的生物化工技术。
黄原胶生产一．菌种黄原胶发酵的菌种一般采用野油菜黄单胞菌，此外, 菜豆黄单胞菌、锦葵黄单胞菌和胡萝卜黄单胞菌亦可作为发酵菌种。
二．培养基以葡萄糖、蔗糖或淀粉等为碳源, 以蛋白质、鱼粉、豆粉或硝酸盐为氮源, 加磷酸二氢钾，硫酸镁，碳酸钙等无机盐和亚铁离子，镁离子，锌离子等微量元素, 以及生成促进剂谷氨酸、柠檬酸等。
茄子瓶种子培养基：琼脂2.4, 蔗糖1.5, 蛋白冻1.5, 酵母膏0.2, 谷氨酸钠0.24,。
用1mol/L的NaOH调至ph值为7士0.1, 120℃灭菌30min。
摇瓶发酵培养基玉米淀粉3.0, 谷氨酸钠0.2, 玉米浆, 豆粉。
磷酸二氢钾，硫酸亚铁，碳酸钙。
用1mol/L的NaOH调至ph值为7士0.1, 120℃灭菌30min。
三．培养条件茄子瓶(种子)培养:将保存的生产斜面接种于茄子瓶培养基后,, 在恒温生物培养箱内28 ℃培养48H，用30ml灭菌蒸馏水荡洗, 作为摇瓶黄原胶发酵的种子。
摇瓶培养:在300ml的摇瓶中装培养基100ml, 接种量为10%, 在28℃, 160r/min恒温振荡摇瓶培养48h。
四．培养条件和培养基的优化：A．1.1. 碳源类型对黄原胶发酵的影响:蔗糖作培养基碳源最好, 玉米淀粉次之, 葡萄糖最次, 但由于玉米淀粉较蔗糖廉价易得, 工业上应选用玉米淀粉作碳源。
黄原胶的发酵和提取
黄原胶的发酵和提取牛佐朕（组别：周三组指导教师：魏东盛日期：2014.11.19）[摘要]:利用野油菜黄单胞菌（Xanthomonas campestris）可以产生胞外荚膜多糖的性质，通过种子培养基的培养，种子培养基提取液接种到发酵培养基培养72h,并用乙醇提纯制得黄原胶，求得多糖产率，了解微生物多糖在工业上的制法以及用途。
[关键词] 黄原胶，发酵，提纯正文：1.前言：黄原胶应用范围很广，目前世界上食品工业应用占60％，石油及其它工业占40％。
黄原胶在食品工业中是理想的增稠剂、乳化剂、成型剂，在某些苟刻条件下(如pH3— 9，温度80—130℃)，它的性能基本稳定，比明胶、CMC、海藻胶、果胶等优越。
黄原胶另一个大市场是石油工业，黄原胶在增粘、增稠、抗盐、抗污染能力远比其它聚台物强，尤其在海洋、海滩、高卤层和永冻土层钻井，黄原胶用于泥浆处理、完井液和三次采油等方面效果显著，对加快钻井速度、防止油井坍塌、保护油气田、防止井喷、大幅度提高采油率等方面都有明显的作用。
黄原胶在其它行业中也有广大的市场。
用它作为釉浆悬浮剂和粘结剂．被称为陶瓷工业的重大技术革新。
对于具有如此重要作用的黄原胶，我国黄原胶的还存在许多影响和制约因素。
本文着重阐述了黄原胶对于食品的应用、黄原胶的生产工艺及黄原胶生产工艺中影响因素的控制。
多糖是多个单糖分子经脱水缩合形成的结构复杂、高分子量的糖类物质，广泛分布与自然界中。
多糖也出现在微生物中——G+和G-细胞壁的主要成分肽聚糖就是细菌的细胞质合成运送至细胞膜外，构成细胞壁的多糖物质。
黄原胶是用黄单孢菌经微生物发酵制取的生物细胞外粘多糖,具有良好的增粘性、假塑性、耐酸碱性和抗高温性,能耐高浓度盐,具有乳化和均匀悬浮颗粒等性能。
用微生物发酵的方法生产黄原胶在国内外有着广泛的前景,并且越来越引起人们的重视。
2.材料和方法2.1材料2.1.1菌种：野油菜黄单胞菌2.1.2培养基斜面保藏培养基：牛肉膏蛋白胨琼脂斜面。
黄原胶 ppt课件
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二 发酵工艺
黄原胶经过半个世纪的发展精琢，现已较为成熟。它的工业生产方法是采用微生 物发酵来制取。
菌种选取
菌种生长
控制操作条件
半连环式 在间歇式操作的基础上不全部取出反应物， 剩余的部分重新补充新的营养成分，再按间歇式的操作方法 进行操作。
连续式 与间歇操作相比，连续操作可以提高设备利用率 和单位时间的产量，但是由于长时间连续的操作很难保证纯 种培养，故在大规模工业生产应用还存在许多困难。
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产品的分离和提纯
目前，黄原胶的分离提取部分，其工艺路线主要有乙醇沉 淀法，钙盐-乙醇沉淀法，氯化钾-乙醇沉淀法，季铵盐-甲醇 法，直接干燥法，超滤膜脱盐法等6种方法。下面介绍其中 两种。 1)工业乙醇沉淀法
（2）pH值的控制 研究表明生产黄原胶最适宜pH值范围 是7~8。
种龄及接种量的控制。种龄的长短关系到种子活力的强弱， 影响下一次增值的适应期长短，接种量的多少影响种子生长 期的长短。
氧的控制。黄原胶生产中空气速率通常0.5~1.0m3/min， 搅拌转速在500~1000r/min之间。氧的浓度太低会缺氧，太 高会具毒性。
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黄原胶废水的处理 黄原胶废水的显著特点是COD浓度高，一般在
8000左右，温度较高，可生化性较好。由此传统的 厌氧-好氧工艺可以满足需求。
厌氧处理是关键，如果水量不是很大的话，建议 采用IC反应器。该反应器效率较高，培养出颗粒污泥 后运行稳定。好氧处理较为简单。
香菇多糖黄原胶结冷胶PPT课件
业化生产中不能得以应用。 5% 的结冷胶+ 1% 的魔芋胶应用于低脂法兰克福香肠中 , 其感官接受性与高脂法兰克福香肠基本一致, 同时具有理想的货架期, 这样就
可以达到降低产品脂含量的目的。
香菇多糖的制备
一、 香菇的预处理
↓ 二、 香菇多糖的提取
↓ 三、香菇多糖的脱色处理
↓ 四、 香菇多糖中粗蛋白的去除
↓ 五、香菇多糖的分离纯化及纯度鉴定
• 香菇多糖的制备
一、香菇的预处理
但超声功率过大会引起多糖分子的降解，导致多糖性质发生变化。
• 一般用于多糖提取的香菇子实体通常是干 由于香菇的脂肪含量约为干重的 2 %～4 %, 因此一般不考虑脂肪对香菇提取的影响, 但也有研究采用石油醚、乙醇等除去原料中的脂
• 离子交换色谱
• 是通过载体表面带电基团与样品离子和淋 洗离子进行可逆交换、离子偶极作用和离 子吸附,来实现色谱分离。不同多糖尤其是 多糖与蛋白质结合在一起的复合多糖,在一 定pH条件下所带电荷不同,根据各多糖上电 荷的差异来达到分离目的。
• 离子交换柱层析法因为造价昂贵，多在实 验室研究用。
• 超滤法
四、香菇多糖中粗蛋白的去除
•经乙醇沉淀后的粗多糖中蛋白质的含量较 高, 常用 Sevag 法脱除蛋白,。
•将多糖水溶液 1/5 体积加入氯仿, 随之再加 入氯仿体积 1/5 的正丁醇。混合物剧烈振摇 20 min, 离心, 倾出上层清液, 除去中间层变 性蛋白和下层氯仿。
•将 Sevag 法结合酶法去蛋白效率可提高 68 %, 且可以节省大量的试剂和时间
香菇多糖的制备方法
提取工艺操作指导书课件资料
黄原胶黄原胶是一种具有广泛用途的微生物多糖，具有优良的悬浮性、乳化性、流变性、热稳定性，酸、碱稳定性，常被用作悬浮剂、乳化剂、稳定剂、增稠剂。
它的应用涵盖了从食品工业到化学工业的众多领域。
下面简要介绍黄原胶的结构、性能，综述它在食品工业及化学工业中的应用，重点论述它在日用化学工业中的应用。
黄原胶,又称黄胶、汉生胶，是一种自然多糖和重要的生物高聚物，由甘蓝黑腐病野油菜黄单胞菌以碳水化合物为主要原料，经好氧发酵生物工程技术产生的。
1952年由美国农业部伊利诺斯州皮奥里尔北部研究所分离得到的甘蓝黑腐病黄单胞菌，并使甘蓝提取物转化为水溶性的酸性胞外杂多糖而得到。
黄原胶可以溶于冷水和热水中，具有高粘度，高耐酸、碱、盐特性、高耐热稳定性、悬浮性、触变性等，常被用作增稠剂、乳化剂、悬浮剂、稳定剂，具有广阔的市场前景，广泛应用于日用化工、食品、医药、采油、纺织、陶瓷、印染等领域。
1.黄原胶的结构黄原胶分子由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸构成的“五糖重复单元”结构聚合体，分子量在2×106～5×107之间，所含乙酸和丙酮酸的比例取决于菌株和后发酵条件。
黄原胶聚合物骨架结构类似于纤维素，但是黄原胶的独特性质在于每隔一个单元上存在的由甘露糖醋酸盐、终端甘露糖单元以及两者之间的一个葡萄糖醛酸盐组成的三糖侧链。
侧链上的葡萄糖醛酸和丙酮酸群赋予了黄原胶负电荷。
带负电荷的侧链之间以及侧链与聚合物骨架之间的相互作用决定了黄原胶溶液的优良性质。
黄原胶高级结构是侧链和主链间通过氢键维系形成螺旋和多重螺旋。
黄原胶的二级结构是侧链绕主链骨架反向缠绕，通过氢键维系形成棒状双螺旋结构。
黄原胶的三级结构是棒状双螺旋结构间靠微弱的非极性共价键结合形成的螺旋复合体。
在低离子强度或高温溶液中，由于带负电荷侧链间的彼此相互排斥作用，黄原胶链形成一种盘旋结构。
然而即使电解质浓度的少量增加也会减少侧链间的静电排斥，使得侧链和氢键盘绕在聚合物骨架上，聚合物链伸展成为相对僵硬的螺旋状杆。
黄原胶生产与应用研究PPT教案
1.4.1 发酵液除菌体
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。 一般地，黄原胶发酵液下游加工可分 为四个阶段：发酵液预处理；固-液分离； 初步纯化；高度纯化；制成成品。
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发酵液预处理、除菌体是下游加工的第 一步，预处理时可先用水稀释，再加硅藻土 过滤除去菌体； 或调pH值6.3-6.9、加热至80-130℃、 时间10-20min杀死菌体，再用中性蛋白酶分 解菌体。
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我国黄原胶生产水平较低，发酵产胶 率一般为2.4%-2.8%，转化率为60%-70%， 发酵时间72-85h。 而国外发酵产胶率可达3.5%以上，转 化率为70%-75%，发酵时间48h。
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当前黄原胶市场行情看好，不少企业正 在新建和扩建黄原胶生产设备。随着黄原胶 产量的不断增加，市场竞争将更加激烈。 黄原胶市场需求的不断增加，也必将 促进生产技术的进步。
除去菌体后可以降低黄原胶产品的总氮含量。
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1.4.2 初步纯化
黄原胶发酵液经预处理除去菌体后，可用超 滤法进行浓缩，提高发酵液中黄原胶的浓度。 通常将发酵液浓缩至黄原胶浓度为6%左右， 再用乙醇沉淀法提取，此法将比直接用乙醇沉淀 提取黄原胶节约3-4倍乙醇。 当然，发酵液经硅藻土过滤后也可直接用乙 醇沉淀法提取，或用盐酸沉淀法提取工业级产品。
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火炬计划作为国家重点攻关项目和重点推广项目， 现被列入《当前国家重点鼓励发展的产业、产品 和技术目录》。
目前生产企业主要有山东淄博中轩集团（10 000t/a）、山东金栗生物制品有限公司（3 000t/a）和山 东福瑞集团（2 000 t/a）等十几家。至2 005年，黄原 胶年生产能力约为3万吨，但实际上许多企业难以达到设 计产量。
第8章 黄原胶
床转速220r/min，培养温度28℃，发酵
72h左右。
发酵结束，产胶能力为20~30g/L，对碳源 的转化率在60%~70%。
② 工业化生产
接种量为5%~8%。由于培养基的高粘度，黄 原胶生产属高需氧量发酵，需大通风量，一 般为1~0.6m3/（m3min)。发酵温度为25~28℃。 碳源的起始浓度一般在2%~5%。 黄原胶发酵培养基的起始pH值一般控制在 6.5~7.0，这有利于初期的细胞生长和后期 的黄原胶合成。
⑤ 超滤脱盐法
本法采用近代分离技术，对高分子的黄原 胶与小分子的无机盐和水进行超滤分离， 将黄原胶发酵液浓缩至2.5%~5%，而无机 盐浓度从10%降低至0.5%~1%，然后再进行 喷雾干燥。本法与直接干燥法相比，产品 质量有所提高，达到工业精制品等级。
⑥ 酶处理-超滤浓缩法
本法用酶处理发酵液，将蛋白质水解， 从而使发酵液变得澄清，简化了离心过 滤这一步工序。本法使用的酶包括碱性 蛋白酶，酸性或中性蛋白酶，或用复合 酶共同进行作用。用酶处理后，不但发 酵液澄清度提高，而且氮含量降低，过 滤性能得到改善，在微孔过滤中过滤速 度可提高3~20倍，成品质量也有提高。
例如南开大学的南开-01菌种所使用的摇 瓶发酵培养基如下：玉米淀粉4%，鱼粉 蛋白胨0.5%，轻质碳酸钙0.3%，自来水 配制，pH7.0。在大罐生产中将鱼粉蛋白 胨改成鱼粉直接配料，其他原料不变。
国外用作黄原胶发酵的碳源多数是葡萄 糖。
4） 发酵 ①摇瓶发酵
摇瓶发酵条件：接种量1%~5%，旋转式摇
第8章
黄 原 胶
Jungbunzlauer是总部设在瑞士的国际性公司
生产基地分布在奥地利，德国，法国和加拿大