黄原胶生产工艺1
_黄原胶
改善方法
新菌种的研发
如果能采用基因工程的手段将黄原胶生产菌种中 的产胶基因分离出来，再导入新的菌株中，使其具有 双产胶基因或更多的产胶基因，饼稳定遗传，将会使 我们的黄原胶产量成倍增长。一旦成功，将会使黄原 胶的生产水平有极大的飞跃。 改善生物反应器 生物反应器主要指发酵罐，是制造生物物质的关 键设备。所以在不断改进现有的生物反应器的基础上， 更朝着高效节能、多型号、大型化和计算机控制调作 发现发展。
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。
菌体
控制操作条件
菌种选取
发酵罐
发 酵 液
灭 菌
滤 出 菌 体
沉 淀
产 品 的 分 离
菌种生长
接种
乙醇告示溶剂 蒸馏回收
产 品 的 清 洗 脱 水 干 燥
黄 原 胶
微生物发酵菌
野油菜黄单胞菌（主要菌种） 锦葵黄单胞菌 发酵的菌种 菜豆黄单胞菌
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 发酵液中加入一定量的盐调节pH值，使其呈酸性。再加入 乙醇搅拌成絮状物过滤得黄原胶沉淀粉再加入乙醇搅拌，用 10%KOH调节pH值使之呈中性，过滤，挤干沉淀物，得饼 状黄原胶。然后在60~65℃中烘干，粉碎，过筛，得工业级 黄原胶。
16.2.4 黄原胶的合成
黄原胶的生产为好氧发酵，特点是必须供给氧气。其生产 装置如图16-3所示的发酵罐。
黄原胶工业生产发酵罐
黄原胶深层培养法的基本操作顺序如下；
黄原胶的生产
黄原胶(Xanthan Gum)的特性、生产及应用许多微生物都分泌胞外多糖，它们或附着在细胞表面，或以不定型粘质的形式存在于胞外介质中，这些胞外多糖对于生物体间信号传递、分子识别、保护己体免受攻击、构造舒适的体外环境等方面都发挥着重要的作用。
这些分泌的多糖结构各异，其中一些有着优良的理化性质，已为人类广泛应用。
对于仍不为人类所知的绝大多数多糖，人们试图通过相关的多糖结构问的相互比较，推断出构效关系，从而人为地主动修饰、构造多糖，以满足应用的需要。
其中，黄原胶是人类研究最为透彻、商业化应用程度最高的一种。
．1 黄原胶的结构黄原胶(xanthan gum)是20世纪50年代美国农业部的北方研究室(Northern Re．gional Research Laboratories，NRRL)从野油菜黄单孢菌(Xanthomonas campestris)NRRLB一1459发现了分泌的中性水溶性多糖，又称为汉生胶。
黄原胶由五糖单位重复构成，如图1，主链与纤维素相同，即由以13—1，4糖苷键相连的葡萄糖构成，三个相连的单糖组成其侧链：甘露糖一葡萄糖一甘露糖。
与主链相连的甘露糖通常由乙酰基修饰，侧链末端的甘露糖与丙酮酸发生缩醛反应从而被修饰，而中间的葡萄糖则被氧化为葡萄糖醛酸，分子量一般在2×10。
～2×10 D之间。
黄原胶除拥有规则的一级结构外，还拥有二级结构，经x一射线衍射和电子显微镜测定，黄原胶分子问靠氢键作用而形成规则的螺旋结构。
双螺旋结构之间依靠微弱的作用力而形成网状立体结构，这是黄原胶的三级结构，它在水溶液中以液晶形式存在¨。
2 黄原胶的性质黄原胶的外观为淡褐黄色粉末状固体，亲水性很强，没有任何的毒副作用，美国FDA于1969年批准可将其作为不限量的食品添加剂，1980年，欧洲经济共同体也批准将其作为食品乳化剂和稳定剂。
由其二级结构决定，黄原胶具有很强的耐酸、碱、盐、热等特性。
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。
黄原胶的生产工艺及分离(周启锋)
黄原胶
黄原胶的生产工艺
种子→发酵→成熟液→液处理→贮罐→计量→混合 →压榨→湿黄原胶→压榨→黄原胶饼→粉碎→烘 干→粉碎→混合包装黄原胶生产工艺源自程图黄原胶发酵生产的工艺要点
• 发酵菌种：野油菜黄单孢菌 、秋海棠黄单胞菌、 豌豆黄单胞菌等。 • 培养基原料：碳源为葡萄糖和蔗糖，氮源蛋白胨， 硝酸铵或尿素。 • 反应条件：一般为分批间歇发酵。发酵过程提供 充足的氧气。菌株生长温度20-35℃，Ph6.5-7.5； 研究指出较高温度21-35 ℃ 可提高黄原胶产量， Ph7.0。发酵过程中用菜籽油作消泡剂。
黄原胶的提取
• 包括固液分离和沉淀提取。 • 目前多采用两种较新的提纯技术：硅藻土过滤法 和酶降解法。 • 黄原胶产品的提取采用有机溶剂沉淀法（醇析 法），用醇作沉淀剂。
乙醇沉淀法提取黄原胶工艺流程
外观为淡褐黄色粉末状固体亲水性很强没有任何的毒副作用黄原胶具有很强的耐种子发酵成熟液液处理贮罐计量混合压榨湿黄原胶压榨黄原胶饼粉碎烘干粉碎混合包装黄原胶生产工艺流程图发酵菌种
黄原胶的生产工艺
• 黄原胶是20世纪50年 代美国农业部的北方 研究室从野油菜黄单 孢菌发现了分泌的中 性水溶性多糖。 • 外观为淡褐黄色粉末 状固体，亲水性很强， 没有任何的毒副作用， 黄原胶具有很强的耐 酸、碱、盐、热等特 性。
黄原胶生产工艺流程
黄原胶生产工艺流程黄原胶是一种水溶性高分子物质，广泛用于医药、化妆品、食品、石油等行业。
下面我们来介绍一下黄原胶的生产工艺流程。
首先，黄原胶的生产原料主要是大豆花粉，必须经过粉碎、脱脂、浸泡、过滤等工艺步骤。
将大豆花粉经过破碎机的粉碎处理，使其成为均匀细小的颗粒。
然后将粉碎后的大豆花粉放入脱脂机中进行脱脂处理，去除大豆花粉中的油脂成分。
接下来，脱脂后的大豆花粉需要经过清洗和浸泡工艺，以去除其中的杂质和残留物。
清洗完毕后，将大豆花粉放入过滤器中进行过滤，得到纯净的大豆花粉浆液。
第二步是酸化处理。
将得到的大豆花粉浆液利用酸化剂进行酸化处理。
首先将大豆花粉浆液放入酸化槽中，然后加入足量的酸化剂，使得pH值下降到约3.0左右。
酸化剂的选择通常为盐酸或者硫酸。
酸化的目的是破坏大豆花粉中的蛋白质和纤维素，使其能够更好地融入水溶液中。
接下来是脱水处理。
将酸化后的大豆花粉浆液放入脱水机中进行脱水处理。
脱水机通过加热和抽真空的方式，将水分从大豆花粉浆液中脱去，使其变成固体状态的黄原胶。
最后是粉碎和分级。
将脱水后的黄原胶放入粉碎机中进行粉碎处理，使其成为均匀的颗粒状。
然后将粉碎后的黄原胶放入分级机中进行分级处理，得到不同粒径的黄原胶产品。
整个黄原胶的生产工艺流程分为原料处理、酸化处理、脱水处理、粉碎和分级等多个步骤。
通过这些工艺步骤的处理，能够使得大豆花粉转化为具有水溶性的黄原胶产品，以满足不同行业的需求。
总之，黄原胶生产工艺流程繁琐，需要经历多个步骤的处理。
但是通过这些工艺步骤的处理，可以获得高质量的黄原胶产品，为各个行业提供多种用途的应用。
黄原胶生产工艺流程
黄原胶生产工艺流程
黄原胶是一种由植物制成的天然胶体，广泛用于食品、制药、化妆品等行业。
下面是黄原胶的生产工艺流程简介。
1. 原料准备：黄原胶的原料主要是黄原胶植物的根部，通常采用人工种植或采摘野生植物。
然后将采摘好的植物根部进行清洗、去皮处理，确保原料的干净和质量。
2. 粉碎和浸泡：将清洗处理过的植物根部切碎成小片，然后通过研磨机进行粉碎，得到黄原胶粉。
将黄原胶粉浸泡在水中，进行脱脂和溶解处理，得到黄原胶的溶液。
3. 过滤和净化：为了去除黄原胶溶液中的杂质，将黄原胶溶液进行过滤，常用的过滤方式有布料过滤和滤纸过滤。
通过过滤可以获得更纯净的黄原胶溶液。
4. 中和和清洁：黄原胶溶液经过过滤后，会有一定的酸性，此时需要加入碱性物质进行中和处理，使溶液恢复中性。
然后使用清洁剂对溶液进行清洁处理，确保产品的卫生和质量。
5. 脱水和干燥：经过中和和清洁处理的黄原胶溶液还含有大量水分，需要进行脱水处理。
一种常见的脱水方式是通过离心机将水分分离出来。
脱水后得到的黄原胶成品进行干燥处理，通常采用低温真空干燥的方法，将黄原胶干燥至适当的含水量。
6. 研磨和包装：黄原胶经过干燥后，需要进行研磨处理，使其颗粒更加均匀细腻。
然后将研磨后的黄原胶产品进行包装，常
用的包装方式有袋装、桶装和散装。
以上是黄原胶的生产工艺流程简介，整个流程需要严格控制每个环节的参数和质量，以确保黄原胶的成品质量。
同时，还需遵循相关法律法规，保护环境和人体健康。
第8章 黄原胶
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
人酒精并用氢氧化钾溶液调节pH值。
③ 絮凝法
絮凝剂与黄原胶作用产生絮状沉淀，然后
④ 耐酸、碱性
黄原胶水溶液的粘度几乎与pH值无关。这
一独特性质是其他增稠剂如羧甲基纤维素
(CMC)等所不具备的。
⑤相容性及溶解性
黄原胶可与绝大部分的常用食品增稠剂溶液 溶混，特别是与藻酸盐类、淀粉、卡拉胶、 瓜胶溶混后，溶液的粘度以叠加的形式增加。 黄原胶易溶于水，不溶于醇、酮等极性溶剂。 在非常广的温度、pH和盐浓度范围内，黄原 胶很容易溶解于水中，其水溶液可在室温下 配制，搅动时应尽可能减少空气混人。如果 将黄原胶预先与一些干物质如盐、糖、味精 等混匀，然后用少量水湿润，最后加水搅拌， 这样配制出的胶液其性能更好。
② 低浓度时的高粘性
含2%~3%黄原胶的液体，其粘度高达3~7Pa.s。 黄原胶的高粘性使其具有广阔的应用前景，但
同时又给生产上的后处理带来麻烦。
③
耐热性
黄原胶在相当宽的温度范围内(-98~90℃)粘 度几乎无变化。黄原胶即使在130℃的高温
下保持36min后冷却，溶液的粘度也无明显
变化。在经多次冷冻-融化循环后，胶液的 粘度并不发生改变。在高温条件下若添加少 量电解质如0.5%NaCl，可稳定胶液的粘度。
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。
生物工艺学_黄原胶生产工艺
主要内容简介（性质、用途） 菌种； 发酵条件及工艺控制； 提取纯化。
第一节 黄原胶简介 发展概况； 分子结构； 性质； 应用。
第2页，共38页发展概况 黄原胶(Xamthan Gum)别名汉生胶，又称黄 单胞多糖，是国际上20世纪70年代发展起来 的新型发酵产品。
是微生物中产量最大的一种胞外水溶性黏多 糖，它是在20世纪50年代，由美国农业部的 北方研究室Jeanes等人从野油菜黄单胞菌 NRRLB—1459中发现的。
第3页，共38页 国际上，黄原胶开发及应用最早的是美国。
美国农业部北方地区Peoria实验室于20世纪 60年代初首先用微生物发酵法获得黄原胶。
1964年，美国Merek公司Keco分部在世界上 首先实现了黄原胶的正业化生产。
1979年世 界黄原胶总产量为2000t，1990年达4000t以 上。
在美同，黄原胶年产值约为5亿美元，仅 次于抗生素和溶剂的年产量，在发酵产品中 居第三位。
目前，中国产量占世界60%。
第4页，共38页 黄原胶的外观为淡褐黄色粉末状固体，亲水 性很强，没有任何的毒副作用，美国FDA于 1969年批准可将其作为不限量的食品添加 剂，1980年，欧洲经济共同体也批准将其作 为食品乳化剂和稳定剂。
第5页，共38页 以5分子糖为一单元，由与此 相同的单元聚合而成的高分子 多糖物质。
每一单元由2分子 葡萄糖、2分子甘露糖和1分子 葡萄糖醛酸组成。
其主链由B葡萄糖通过1,4-糖苷键相连而 成的2分子葡萄糖为单元，其 结构与纤维素结构相同，相间 在葡萄糖的C3上连有2分子甘 露糖和1分子葡萄糖醛酸构成 侧链。
在侧链上有丙酮酸及羧 酸侧基。
黄原胶所具有的独特 性能跟含有的丙酮酸有关，通 常情况下黄原胶中丙酮酸含量 的高低可以用来衡量黄原胶性 能的优劣。
分子结构黄原胶的性质 典型的流变特性： 随着剪切速率增加，因胶状网络遭到破坏，导致黏度降 低，胶液变稀，但一旦剪切力消失，黏度又可恢复，因 而使黄原胶具有良好的泵送和加工性能。
黄原胶车间提取工艺规程
黄原胶提取工艺规程提取工段工艺操作规程1目的为稳定生产，统一操作，对生产工艺和质量进行有效的控制，使操作有法可依，保证生产的正常运行，特制定提取工段的工艺操作规程。
2 范围适用于黄原胶车间提取工段的工艺参数的控制和应注意的事项。
3工艺规程3.1工艺流程图发酵液计量罐预处理罐氯化钙一次提取氯化钙、酒精一次脱水酒精二次提取氢氧化钠、盐酸二次脱水压榨烘干加热升温，调节水分半成品仓库3.2操作规程3.2.1计量3.2.1.1准备工作在上批料转完后，要及时蒸汽消罐。
为防止细菌在放料管道中滋生，从而影响产品质量，每批料放料前要对放料管道做蒸汽杀菌措施一次。
3.2.1.2放料3.2.1.2.1等准备工作做完后，由提取代班长和发酵代班长联系确定放哪一条线的发酵液，班长记录好发酵液的批次、各项指标，并通知预处理岗位的操作工打开相应管线的阀门。
每批料液根据车间的生产调度和本批发酵液细菌数的情况确定生产食品级还是工业级：染菌生产工业级，未染菌生产食品级(或依据车间要求调整)。
3.2.1.2.2放料后期提前关闭一半阀门，减慢放料速度，避免放完料后，发酵罐蒸汽压力过高，冲击力太大使罐内料液溅出，发生危险。
等整批料放完后,根据液位浮球确定放罐的体积，并作好记录，并通知发酵班长发酵液放完。
3、放完每批发酵液之后由提取班长联系发酵班长开蒸汽对放料管道进行蒸汽杀菌，消完后提取班长联系发酵班长关蒸汽，确认蒸汽关闭后提取班长关闭相应阀门。
3.2.2预处理3.2.2.1将计量罐中的发酵液用螺杆泵分别打到预处理罐1##罐，然后开启搅拌，并向1#预处理罐内加入氯化钙，流量控制在120±60L/h，1#罐满后开启料泵打向2#罐，2#罐满后打向3#罐，3#罐满后打向4#罐，开启相应搅拌使物料充分反应，根据一次提取做料速度调节螺杆泵变频，使进料速度与做料速度保持平衡，控制螺杆泵进料流量、氯化钙溶液流量并记录，每10分钟记录一次，过程中注意1#-4#罐液位情况，防止冒料。
黄原胶生产菌种与工艺技术
黄原胶生产菌种与工艺技术黄原胶又名黄单胞菌多糖、汉生胶、苫顿胶等，是由黄单胞菌以淀粉或蔗糖为主要原料，经现代生物发酵技术生产的一种细菌胞外多糖。
该产品属于水溶性胶，是目前国内外正在开发的几种微生物多糖中最有特色的一种，也是目前世界上生产规模最大，用途最广的微生物多糖。
美国曾对9种微生物多糖进行评价，黄原胶以其功能全面、用途广泛而居首位。
黄原胶的应用覆盖面多达20多个行业，例如，用于食品工业，可使饮料不分层、啤酒发泡足而持久、冰淇淋更松软可口、面包和蛋糕延长松软时间、肉制品的风味和口感得到改善并提高出品率。
用于石油工业：是最佳的泥浆处理剂，被誉为70年代泥浆技术的最新成就之一，还可用于完井、修井、调剖、堵井和地层压裂，最大应用潜力是三次采油，提高采收率。
用于陶瓷、搪玻璃、热敏表层硅质涂料。
耐火涂料可悬浮重颗粒、提供假塑流和层服值；黄原胶遇到极性物质会形成一层致密的凝胶膜，可用于生产既能灭油又能灭极性溶剂火的凝胶型抗溶泡沫灭火剂；在纺织行业中，黄原胶可用子间隔印花和染色作流动改性剂和染料悬浮刘；在油漆行业，黄原胶除为触变性油漆提供了良好的触变性和必需的抗酸性外，还为水基油漆提供增粘性和分散性。
美国食品和药物管理局曾批准黄原胶作为食品添加剂，世界卫生组织、粮农组织也曾将其批准在世界范围使用。
国际上，美、荚、法、意大利国是主要黄原胶生产国。
年总产量达三万余吨。
每年以 7％速度增长。
国内年消耗一千余吨。
黄原胶技术指标：发酵单位：35-40g/L发酵时间：66-70h发酵体积：5-120吨黄原胶生产成本：按每吨黄原胶产品（10％含水量计），消耗的成本：1、淀粉：1.4吨2、辅料（碱、无机盐等）：120kg3、电（仅指发酵过程）：3500kw4、水：30吨5、蒸汽：灭菌和回收溶媒用6、溶媒：按回收率97％计，每吨黄原胶产品约损失700kg溶媒。
黄原胶的生产及应用探讨
黄原胶的生产及应用探讨作者：王良仓来源：《中文信息》2017年第01期摘要：综述了以玉米淀粉为原料黄原胶的生产过程，黄原胶的主要性能及其在食品、化工等行业中的应用，不断提高其经济价值。
关键词：淀粉黄原胶生产应用中图分类号：TS202.3 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）01-0107-01黄原胶，又称黄胶、汉生胶、黄单细胞多糖，是人类研究最深、商业化应用程度最高、以碳水化合物为主要原料，用野油菜黄单胞杆菌，经微生物有氧发酵制取的胞外多糖。
由于其独特的剪切稀释性质，良好的增稠性，理想的乳化稳定性，对酸、碱、热、反复冻融的高度稳定性以及对人体的完全无毒害等许多优越的特性，而在食品、石油、医药、日用化工等十几个领域有着极其广泛的应用。
一、黄原胶的生产1.培养基黄单孢杆菌产生黄原胶常用的培养基是：以葡萄糖、蔗糖或玉米淀粉等为碳源，以蛋白质、鱼粉、豆粉或硝酸盐为氮源，加KH2PO4、MgSO4、CaCO3等无机盐和Fe2+、Mn2+、Zn2+等微量元素，以及生成促进剂谷氨酸、柠檬酸等合成。
2.生产工艺①发酵液处理：通过使用离心、过滤、酶处理、次氯酸盐氧化、过滤及超滤浓缩等方法进行处理，除去黄原胶中的杂质与活性菌体。
②沉淀反应：用钙盐、铝盐、季铵盐或酸沉淀法制取。
③过滤沉淀物并进行洗涤。
④干燥、粉碎、筛分、成品包装。
2.1工业级黄原胶的生产提取工业级黄原胶，首先要经过灭菌处理，对活菌细胞灭杀，然后直接干燥，主要采用喷雾或滚筒干燥的方法，但是，这些方法会由于发酵液中水分含量高而加大能量的消耗，且降低成品的颜色与纯度，还增加成本；此外，还可以使用沉淀法，用钙盐、铵盐等使黄原胶发酵慢慢沉淀，见图1。
10%NaOH水溶液 2%GaCI2水溶液↓ ↓ 发酵液→调PH值→盐析→过滤→干燥→粉碎→包装→成品图1钙盐沉淀法生产流程因其产品附加值低，市场用受到限制，因此国内一般发展食品级黄原胶。
2.2食品级黄原胶的生产提取食用级的黄原胶，主要采用沉淀法，通常选用醇类作为沉淀剂，比如有甲醇、乙醇、异丙醇等低级醇。
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℃。
黄原胶生产工艺
黄原胶，它是以碳水化合物为主要原料，用野油菜黄单胞杆菌，经微生物有氧发酵制取的胞外多糖，其水溶液具有独特的流变特性—“剪切稀化”，剪切速率增加,溶液的表观粘度明显下降；剪切速率减小，表观粘度恢复原状，是一种典型的假塑性流体。
1961年美国Kelco公司首先采用野油菜黄单胞杆菌NRRLB-1459开始黄原胶的半工业化生产。
其产品主要用于油田的钻井泥桨配制及采油工艺过程。
1963年正式工业化生产。
1969年食品与药物管理局（FDA）批准黄原胶作为食品添加剂，其后欧洲各国相继批准黄原胶在食品工业中的应用。
1975年黄原胶载入美国药典，并公布了质量标准。
1983年联合国世界卫生组织（WHO）和粮农组织（FAO）也批准黄原胶作为食品工业稳定剂、乳化剂、增稠剂。
我国黄原胶研究起步于20世纪70年代末，1988年8月卫生部批准了食品级黄原胶的卫生标准，并被列入食品添加剂名单。
目前，国内大约有45%的黄原胶用于食品加工，40%用于石油工业，15%用于农药、饲料、日化、环保等行业。
我国黄原胶50%以上用于出口，国际市场非常广阔，国内市场潜力很大。
黄原胶是人类研究最深、商业化应用程度最高的微生物胞外多糖。
由于其独特的剪切稀释性质，良好的增稠性，理想的乳化稳定性，对酸、碱、热、反复冻融的高度稳定性以及对人体的完全无毒害等许多优良的特性，而在食品、石油、医药、日用化工等十几个领域有着极其广泛的应用。
超乎寻常的稳定性极大地扩展了黄原胶的应用范围，但同时也引起了一些应用问题。
我国黄原胶研究起步晚，但发展迅速。
我国黄原胶行业在高速发展同时也受到自身条件的制约。
我国黄原胶企业技术不过关，资金缺乏，生产人员素质低，直接影响着我国黄原胶的产品质量与色泽；食品级黄原胶的成本较高，降低成本的关键因素是降低发酵过程中的染菌率，降低电能的消耗，降低乙醇的损失，食品级黄原胶的成本直接影响着食品生产企业的使用；而工业级黄原胶的产品附加值较低，与其它化学助剂相比，价格又偏高，造成我国工业级产品较少企业生产，限制了其在非食品工业的发展。
黄原胶的生产工艺
黄原胶的生产工艺
黄原胶是一种高分子化合物，其生产工艺主要包括以下几个步骤：
1. 原料准备：黄原胶的主要原料是纯然的糖类，如葡萄糖或果糖。
这些糖类通过发酵、提取等过程得到。
此外，生产中还需要使用一定量的水和其他辅助原料。
2. 溶解和混合：将得到的糖类原料与一定比例的水混合，形成溶液。
在溶解过程中，需要控制溶液的温度和搅拌速度，确保糖类充分溶解。
3. 发酵：将溶解好的糖类溶液进行发酵。
发酵过程中，加入适量的微生物（一般常用的是发酵酵母），通过微生物的代谢作用，将糖类转化为黄原胶的前体物质。
4. 提取和洗涤：将发酵产生的黄原胶前体物质从发酵液中提取出来。
一般使用酸或碱等化学方法进行提取，通过调节溶液的pH值，使黄原胶前体物质从溶液中析出。
5. 干燥和加工：将提取出的黄原胶前体物质进行干燥处理，得到黄原胶的原料。
干燥时需要控制温度和湿度，使黄原胶保持适当的含水量。
然后，将黄原胶原料进行研磨、筛选等加工处理，得到符合要求的黄原胶产品。
6. 包装和贮存：将加工好的黄原胶产品进行包装，通常使用密封的塑料袋或桶等容器。
黄原胶属于一种易吸湿的物质，因此
贮存时需要避免暴露在高湿度环境中，确保产品的质量和稳定性。
黄原胶的生产工艺涉及多个环节，其中每一步都需要严格控制条件和操作，以确保产品的质量和稳定性。
此外，工艺过程中还需要注意对环境的保护和安全生产的要求。
黄原胶生产工艺
黄原胶生产工艺
黄原胶是一种由黄原酸制成的胶体，具有独特的胶凝性能和流变特性。
它广泛应用于食品、化妆品、医药等领域。
下面介绍一下黄原胶的生产工艺。
黄原胶的生产工艺一般可以分为以下几个步骤：
第一步，原料准备。
首先，需要准备黄原酸和其他辅助原料，如纯净水、碱性溶液等。
黄原酸可以从天然植物中提取或通过生物发酵得到。
第二步，黄原酸溶解。
将黄原酸粉末加入适量的水中，搅拌溶解。
这个过程需要控制黄原酸的溶解速度和温度，通常采用机械搅拌或超声波溶解的方式。
第三步，调整pH值。
将溶解的黄原酸溶液通过加入碱性溶液或酸性溶液的方式，调整pH值。
一般来说，黄原胶的pH值应在4-9之间才能保证其良好的凝胶性能。
第四步，加工和消毒。
将调整好pH值的黄原胶溶液进行加工和消毒处理。
加工过程中可以根据需要添加其他物质，如防腐剂、稳定剂等，以增加黄原胶的稳定性和使用寿命。
第五步，干燥和粉碎。
将加工和消毒处理后的黄原胶溶液进行干燥，通常采用喷雾干燥或真空干燥的方法。
然后将干燥后的黄原胶颗粒进行粉碎，得到黄原胶粉末。
第六步，包装和贮存。
将粉碎后的黄原胶粉末进行包装和贮存，以便后续使用。
总结起来，黄原胶的生产工艺包括原料准备、黄原酸溶解、调整pH值、加工和消毒、干燥和粉碎、以及包装和贮存等步骤。
这些步骤需要严格控制各个环节的条件和参数，以确保黄原胶的质量和性能。
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黄原胶生产工艺黄原胶是由D 一葡萄糖、D 一甘露糖、D 一葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸组成“五糖重复单元”, 结构聚合体, 分子摩尔比为28 : 3 : 2 : 17: 0 .5 1 一0. 63 。
黄原胶分子一级结构由p 一1, 4 键连接的D 一葡萄糖基主链与三糖单位侧链组成, 其侧链由D 一甘露糖和D 一葡萄糖醛酸交替连接而成。
黄原胶分子侧末端含有丙酮酸, 其含量对黄原胶性能有很大影响, 在不同溶氧条件下发酵所得黄原胶, 其丙酮酸含量有明显差异。
一般,溶氧速率小, 其丙酮酸含量低生产工艺工艺流程为: 菌种摇瓶扩大培养发酵罐发酵提取干燥粉碎成品包装1. 1 生产菌株黄原胶生产菌株为黄单抱菌属几个种, 目前工业化生产用菌株主要是甘蓝黑腐病黄单孢杆菌(亦名野油菜黄单胞菌) , 直杆状,宽0. 4 林n l ~ 0. 7 林m ,有单个鞭毛, 可移动,革兰氏阴性, 好氧。
19 61 年Je an e S 等首先从甘蓝黑腐病斑中分离出甘蓝黑腐病黄单抱杆菌, 赵大建等在19 8 6 年也得到编号为N . K 一01 甘蓝黑腐病黄单抱杆菌。
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。
1. 2 培养基组成及优化1.2.1 培养基固体培养基：蔗糖2g，蛋白胨0.5g，酵母粉0.2g，琼脂2g，水100mL。
种子培养基：蔗糖2g，蛋白胨0.5g，酵母粉0.2g，水100mL。
发酵培养液：蔗糖5g，蛋白胨0.5g，0.3g，碳酸钙0.3g，磷酸二氢钾0.5g，硫酸镁0.25g，硫酸亚铁0.025g，柠檬酸0.025g，水100mL。
1.3 试验方法1.3.1 平皿培养取Φ9cm的培养皿，倒入25mL固体培养基，30℃培养4d~8d。
1.3.2 啤酒糟处理啤酒糟（取自江苏食品职业技术学院啤酒实训中心）用自来水洗涤2次，烘干后备用。
1.3.3 发酵条件研究培养基组成的研究：分别以葡萄糖、麦芽糖、乳糖和淀粉代替发酵培养基中的碳源，进行发酵培养，并做空白对照，确定最佳的碳源。
在发酵培养基中加入0.5%氮源，即蛋白胨、酵母粉、硝酸铵、硫酸铵，乙酸铵和黄豆饼粉进行发酵培养，确定最佳的氮源。
基质含水率的研究：称取10g啤酒糟，加入10mL、15mL、20mL、30mL、40mL的液体培养基搅拌均匀，搅匀后的固态培养基转入250mL三角瓶中，121℃灭菌15min，接种后进行培养。
1.4 菌体和多糖的检测1.4.1 平皿培养液菌体和黄原胶含量的检测在平皿培养的粘液用铲子铲起，不要刮破琼脂表面。
用蒸馏水稀释后，在25000g×条件下超速离心20min。
细胞沉淀用蒸馏水冲洗2次，70℃干燥至恒定重量。
上清液加入2倍体积的酒精，室温条件下搅拌30min，然后过滤掉酒精，再加入1倍体积的酒精搅拌过滤，得到黄原胶置于烘箱中，60℃烘干至恒重。
1.4.2 固态发酵中黄原胶含量的检测向固态发酵物中加5倍体积的蒸馏水，250r/min振荡2h后，在4000g×条件下离心10min，然后在25000×g条件下超速离心20min。
黄原胶的沉淀干燥同1.4.1所述。
2 结果与分析2.1 琼脂表面培养结果在实验中，琼脂表面培养野油菜黄单胞菌被用于评估固态发酵在胞外多糖的生产上的潜力。
琼脂表面形成的粘液用于检测黄原胶和细胞的产量。
琼脂平皿上黄原胶产量随蔗糖浓度和培养时间变化见表1。
4d后细胞生长几乎完全停止，而黄原胶的产量持续增长。
高糖浓度对细胞生长和聚合物合成有明显抑制作用。
黄原胶占粘液的比例几乎是常数，培养时间和培养基中糖浓度对其影响不大，为3%~3.5%。
这种情况表明，在饱和条件下，黄原胶分子粘液中的浓度不超过35g/L。
这可能也表明固态发酵生产黄原胶的产量。
琼脂平皿培养的pH值变化不大。
这可能就是固态发酵生产有利地方，毕竟pH值控制是不容易实现的。
2.2 碳源和氮源对黄原胶产量的影响碳源和氮源对细菌产黄原胶影响显著，不同的碳源（包括葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖和淀粉）对黄原胶产量的影响见图1。
由图1可见，蔗糖和葡萄糖被证明是最适合生产黄原胶的碳源，考虑蔗糖为碳源时产量优于葡萄糖，选择蔗糖为碳源进行碳源浓度实验，结果见图2。
随着蔗糖浓度的增加，黄原胶产量也随之提高，蔗糖浓度为80g/L时，黄原胶的产量达43.5g/L，转化率为54.4%；但当蔗糖浓度为50g/L时，黄原胶的产量达36.5g/L，转化率为73%。
即高浓度的蔗糖时转化率下降，选择蔗糖的浓度为50g/L。
不同氮源对黄原胶产量的影响见图3。
由图3可见，酵母粉和黄豆饼粉是最适合生产黄原胶的氮源，从工业生产角度看，黄豆饼粉比酵母粉便宜，选择黄豆饼粉为生产氮源。
此外，使用氮源进行固态发酵实验未发现酸化现象，即浸出液的pH 值为6.8~7.2，而液体深层培养过程中，pH值变化大，产量随pH值变化影响较大。
2.3 基质含水率对黄原胶产量的影响水是发酵的主要媒质，基质含水量是决定固态发酵成功与否的关键因素之一。
由图4可见，随着基质含水率的增加，黄原胶产量也随着增加，这可能是由于随着基质含水量的增加，提高了反应体系的水活度，从而有利于营养物质的输送和菌体的生长，提高黄原胶的产量。
但当含水量过大时，由于基质空隙率以及颗粒表面水膜的增厚，严重降低了菌体对氧的吸收以及二氧化碳的排出。
此外也不利于发酵热散发，进而影响菌体的生长，最终导致黄原胶产量下降。
基质含水量为75%时，黄原胶的产量最高，为35.3g/kg。
2.4 培养基厚度对黄原胶产量的影响培养基厚度是固态发酵的重要参数之一，在圆柱形容器中加入固态发酵基质，考察培养基厚度对黄原胶产量的影响，结果见图5。
随着培养基厚度增加，黄原胶产量下降，当培养基厚度超过6cm时，黄原胶的产量急剧下降，可能由于黄单胞菌是好氧性的微生物，随着培养基厚度增加，物料间存在氧气梯度问题，微生物的生长和代谢受到阻碍，使黄原胶产量下降。
2.5 发酵时间对黄原胶产量的影响发酵终点对提高产物的生物量有非常重要的意义在发酵过程中，产物的浓度是变化的，一般产物高峰生产阶段时间越长，生产率也越高，但到一定时间时，产率提高减缓，甚至下降。
因此无论是获得菌体还是代谢产物，微生物发酵都有一个最佳时间阶段。
由图6可见，初期可能是黄单胞菌生长期，2d后，黄原胶的产量开始变快，到第5d时达到最大，为35.3g/kg，此后黄原胶的产量没有明显变化，因此最佳培养时间为5d。
3 结论（1）琼脂表面培养证实固态发酵法生产黄原胶的潜力，黄原胶的产率为3%~3.5%。
（2）利用啤酒糟为基质，补充发酵培养液，可用于黄原胶的发酵生产。
以蔗糖、黄豆饼粉为原料，啤酒糟与培养液比例为1∶3时，培养厚度不超过6cm的条件下发酵5d，黄原胶的产量达到最大，为35.3 g/kg。
3.1 发酵环境控制由于分泌出黄原胶包裹在细胞周围,妨碍营养物质运输, 影响菌种生长, 因此, 接种阶段时除应增加细胞浓度外, 还应尽量降低黄原胶产量, 这样就需多步接种( 每步接种时间必须控制在7 h 以下, 以免黄原胶生成) ,接种体积一般为反应器中料液体积5 % 一10 % , 接种次数应随发酵液体积增大而增多。
发酵温度不仅影响黄原胶产率, 还能改变产品结构组成。
研究指出, 较高温度可提高黄原胶产量,但降低产品中丙酮酸含量, 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范围在27 ℃一3 1℃。
PH 范围在中性时最适于黄原胶生产,随着产品产出,酸性基团增多, PH 降至5 左右。
研究表明, 控制反应中叫对菌体生长有利, 但对黄原胶生产没有显著影响。
4.1 黄原胶的提取1.发酵液处理经离心法、过滤法、酶处理法、次氯酸盐氧化法、过滤及超滤浓缩法预处理除去菌体细胞和各种不溶性杂质。
2.沉淀反应用钙盐、铝盐、季铵盐或酸沉淀法制取工业级精制品；用有机溶剂沉淀法制取食品级精制品。
（1）钙盐法（2）有机溶剂沉淀法发酵液＋乙醇→黄原胶沉淀（工业级黄原胶）酸化↓（酒精+KOH）洗涤→干燥→粉碎→成品离心除菌体，多次用酒精沉淀、洗涤，得食品级黄原胶。
（3）钙盐－工业酒精沉淀法酸性乙醇黄原胶＋CaCl2 黄原胶钙沉淀黄原胶＋Ca2+酸化↓成品←粉碎←干燥←洗涤（酒精+KOH）特点：有机溶剂用量减少一半，但在成品中带入了钙离子5.1、黄原胶的干燥主要干燥方法真空干燥滚筒干燥：设备复杂，工业应用少喷雾干燥：黄原胶溶解性差流化床干燥：传热传质快，常用该法。
6.黄原胶发酵工艺的改进6.1提取方法黄原胶的提取方法,一般用醇作为沉淀剂,常用的有甲醇、异丙醇、乙醇等低级醇。
由于后提取选用乙醇,成本高,生产和应用受到限制。
非醇法生产黄原胶有效地解决了这一问题。
其工艺流程为:菌种在种子罐内经分级培养后,接种到发酵罐中,在30e条件下,通气、搅拌,发酵时为48~60h,放罐后用稀盐酸调pH值为2,黄原胶即沉淀下来,经脱水干燥后得淡黄色成品。
但此方法对提取设备及管道提出了苛刻的要求,同时需对含盐酸废水进行处理。
6.2 发酵环境控制研究指出,较高温度可提高黄原胶产量,但降低产品中丙酮酸含量, 因此, 如需提高黄原胶产量, 应选择温度在31 ℃一 3 ℃ , 而要增加丙酮酸含量就应选择温度范围在27 ℃一3 1℃。
PH 范围在中性时最适于黄原胶生产,随着产品产出,酸性基团增多, PH 降至5 左右。
6. 3 生物反应器配备有流化床塔式反应器, 由于其气泡转移系数较高, 在分批发酵中也有应用。
用泵式静态混合循环反应器能增加氧气在高粘度发酵液中传递速率, 从而可提高黄原胶产量〕合适搅拌浆。
通过实验证实, 圆盘涡轮式搅拌浆由于能快速破碎气泡, 而其本身不会被气泡淹没, 所以在发酵工业上使用较为合适。