黄原胶生产工艺精简概论

黄原胶生产工艺精简概论

黄原胶无毒，无色无味，低浓度就有很好的粘性，而且在剪切力较大的情况下又可以降低他的粘性，是一种理想的生物胶，在制药工业中，可以用于填充剂，增稠剂，乳化剂、悬浮剂。黄原胶的应用广泛，不仅用于制药，黄原胶最早是用于石油开采，减少钻井泥浆的流动性。还用于食品、饮料、烟草、农药等，如肉罐头内加如黄原胶，可以是肉汤成冻，保持水量，啤酒加入黄原胶，产泡丰富；农药内加入黄原胶，使农药不分层，依附性加强，增强药物有效时间。

黄原胶是由野油菜黄单胞菌产出的一种胞外分泌物，属于多糖。黄原胶发酵培养基的碳源一般是蔗糖、葡萄糖等，黄单胞菌容易利用有机氮源，而不易利用无机氮源。有机氮源包括鱼粉蛋白胨、大豆蛋白胨、鱼粉、豆饼粉、谷糠等，其中以鱼粉蛋白胨为最佳。另外，还添加一些微量无机盐．如Fe、Mn、Zn等盐类。特别是碳酸钙以及NaH2PO4和MgSO4，它们对黄原胶的合成有明显的促进作用。根据经验，较为理想的成分配比为：葡萄糖(40 g·L-1)、柠檬酸(2.0 g·L-1)、NH4NO3(1.0 g·L-1)、K2HPO4(2.0 g·L-1)、MgCl2(0.5g·L-1)、

Na2SO4(90mg·L-1)、H3BO4(6mg·L-1)、ZnO(6mg·L-1 )、FeCl3·6H2O(20mg·L-1)、

CaCO3(20mg·L-1)、浓HCl(0.12mL·L-1)，通过添加氢氧化钠而将pH值调为7.0。

接种量为5％一8％。由于培养基的高黏度，黄原胶生产是高需氧量发酵，需大通风量，一般为1—0.6m3/(m3·min)。发酵温度为25—28℃。碳源的起始浓度一般在2％一5％。

发酵温度不仅影响黄原胶的产率，还能改变产品的结构组成。研究指出，较高的温度可提高黄原胶的产量，但降低了产品中丙酮酸的含量，因此，如需提高黄原胶产量，应选择温度在31℃一33℃，而要增加丙酮酸含量就应选择温度在27一31℃。在黄原胶的发酵生产中，细胞生长的最适温度是在24—27℃之间，黄原胶产生的最适温度则在30一33℃黄原胶发酵培养是的起始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。随着产品的产出，酸性基团增多．pH降至5左右。

发酵液中除含黄原胶(3％左右)外，还有菌丝体、未消耗完的碳水化合物、无机盐及大量的液体。其中菌丝体等固形物占20％，水溶性无机盐占10％：如果有菌丝体等固形物混杂在黄原胶成品中，会造成产品的色泽差、味臭．从而限制了黄原胶的使用范围。因此，黄原胶的分离提取，其目的在于按产品质量规格的要求将发酵醪中的杂质不同程度地除去，通过纯化、分离、浓缩和干燥等手段获得成品。黄原胶成品分食品级、工业级和工业粗制品3种。1．溶剂沉淀法

此方法是在黄原胶溶液中加入醇类等溶剂，使黄原胶沉淀出来。

方法A：先将发酵液用6mol／L HCl酸化，然后加入工业酒精使黄原胶沉淀。过滤后沉淀物先后用工业酒精和10％KOH洗涤，过滤，沉淀物干燥后进行粉碎，经过筛制得成品。本法由于直接用HCL和工业酒精进行酸化沉淀，没有去除掉菌体，因此仅能制得工业级黄原胶。

方法B：为了制得食品级黄原胶，在方法A的基础上增加了离心除菌体和多次用酒精进行沉淀、洗涤的操作，从而提高了成品的纯度。

发酵液稀释后加少量酒精进行预处理，离心除菌体，再添加酒精沉淀出黄原胶。将沉淀加水溶解，再加酒精使黄原胶沉淀，沉淀物经干燥、粉碎、筛分，得到食品级成品。溶剂沉淀法工艺简单，产品质量高，大型化生产技术成熟，是目前国内采用的主要生产方法，但该方法溶剂用量大，需设置溶剂回收设备，投资较大，生产成本高。本法提取收率在97．7％。2．钙盐—工业酒精沉淀法

在酸性条件下，黄原胶与氯化钙形成黄原胶钙凝胶状沉淀。加入酸性酒精脱去钙离子，使成短絮状沉淀。过滤，在沉淀中加入酒精并用氢氧化钾溶液调节PH。过滤，得到工业级的产品。本法与溶剂法相比，溶剂的耗用量较少，酒精用量减少一半，但在成品中带入了钙离子，成品颜色略灰。本法提取收率在93．2％左右。

3．絮凝法

絮凝剂与黄原胶作用产生絮状沉淀，然后将沉淀物脱水，得到固型物含量为25％左右的湿滤饼。用多糖的非溶剂在适当条件下洗提上述湿滤饼，使其变为水溶性多糖。然后过滤，将水溶性滤饼干燥。经粉碎、筛分后得到合格的黄原胶成品。絮凝法的关键在于絮凝和洗提这两步，选择合适的絮凝剂和洗提剂，控制最佳的絮凝和洗提条件，是取得该法成功的必要条件。常用的絮凝剂为具有多价金属阳离子的无机盐，洗提剂一般为酒精等醇类。

4．直接干燥法

本法采用滚筒干燥或喷雾干燥等方法，直接将发酵液进行干燥，从而制成工业粗制品级的黄原胶。该方法因为没有分离提纯工序，所以成品质量差，限于对黄原胶质量要求不高的场合使用，有利于降低产品成本。

5．超滤脱盐法

本法采用近代膜分离技术，对高分子的黄原胶与小分子的无机盐和水进行超滤分离。可将黄原胶发酵液浓缩至2．5％一5％，而无机盐含量从10％降低至0．5％一1％，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．除菌澄清—超滤浓缩—混合溶液沉淀法

先用水稀释发酵液，然后离心分离除去菌体，接着将除菌液通过超滤浓缩，最后在pH 11~13条件下，用二价金属盐及与水相溶的有机溶剂配成混合液作为沉淀剂，将黄原胶沉淀析

出。该方法较大幅度地减少了溶剂的用量，并提高了黄原胶的产品纯度。

7 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。

综上所还，黄原胶的分离提取方法很多，但在应用上都受到各自条件、特点的制约。比较而言，采用超滤浓缩纯化发酵液的方法是比较理想的选择。如果生产工业级黄原胶，可采用酶处理—超滤浓缩法。使用微滤除菌—超滤脱盐、脱水—流化床干燥工艺可制得食品级黄原胶。此工艺的优点如下：①分离提取不使用溶剂和絮凝剂，因此不需要溶剂回收装置，这就降低了生产成本。不仅如此，操作环境也得到改善，而且提高了操作安全性。②发酵液中的菌丝体、固形物和无机盐类大多被去除，因而大大提高了产品的质量，可达到食品级要求。

③容易实现连续操作，减轻劳动强度。本法的技术难点是：高浓度、高黏度的胶液对膜技术及膜材料提出了更高的要求。

本发明公开了一种无尘黄原胶的提取方法，它是在黄原胶发酵液中加入酒体积浓度为５０～７０％的酒精，搅拌３０～９０分钟；经固液分离，得黄原胶沉淀物；再将黄原胶沉淀物用水溶解稀释，并控制溶解后黄原胶重量浓度为１～４％；然后喷雾干燥，干燥温度控制在２２０～２８０℃，喷头转速控制在５０００～８０００ｒ／ｍｉｎ；最后将产品过筛，去除１２０目以下的产品，即得无尘黄原胶。本发明黄原胶的提取方法，增加了黄原胶的分散性，减少了工作场所的粉尘，改善了工人的工作环境，具有较好的环境效益和经济效益，所得黄原胶产品颗粒大、密度小、不扬尘、溶解快，市场需求量大。

一种无尘黄原胶的提取方法

技术领域：本发明属于黄原胶生产技术领域，涉及一种无尘黄原胶的提取方法。

背景技术：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。

由于黄原胶具有多种功能，在同一种产品中使用可同时发生两种或两种以上的功用，因此，是一个市场潜力大、生产开发前景好的微生物多糖。从国内产销情况来看，每年生产的黄原胶，大多数用于食品工业，其他工业领域的应用仅限于石油等少数几个行业，占总的市场份