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。

种子培养基：

成分蔗糖鱼蛋白胨牛肉粉蒸馏水pH=7.0

用量20g 5g 3g 1000ml 发酵培养基：

成分蔗糖鱼蛋白胨牛肉粉碳酸钙自来水pH=7.5

用量40g 5g 3g 3g 1000ml

2.1.3用具：

三角烧瓶（250ml），烧杯（500ml），培养皿，玻璃棒，药匙，尼龙纱布，

天平，微量取样器，枪头，旋转式摇床，烘箱

2.1.4试剂：

95%乙醇

2.2实验方法：

2.2.1接种及种子培养

以无菌操作挑取斜面菌苔移接至种子培养基，28℃，220r/min旋转摇瓶振荡

20h；

2.2.2发酵培养

以无菌操作吸取1ml种子液移接至发酵培养基中，接种量为2%，0.1MPa灭菌

20min，28℃，220r/min旋转摇瓶振荡培养72h；

2.2.3黄原胶的提纯

发酵培养结束后，将发酵液转入500ml烧杯中（因发酵液粘稠，需用药匙仔

细刮取，否则可能会减低产量），向其中缓慢加入100ml乙醇，并同时迅速搅拌，

使沉淀析出；使用双层尼龙纱布过滤沉淀，将两组沉淀合并，再次在烧杯中使用

50ml 乙醇洗涤沉淀，并挤压沉淀使乙醇去除；再次使用30ml 乙醇洗涤沉淀，用捏饺子的手势使劲捏沉淀，使乙醇去除；将沉淀在培养皿上铺展开来成薄薄一层；使用烘箱70℃烘烤沉淀，并在烘烤30min 时打开烘箱是酒精逸散；烘烤数小时后，取出沉淀，称量并计算产率。

3.结果与讨论

3.1实验结果：

黄原胶重量 0.78g 产率= ）发酵液体积（）黄原胶质量（ml g =100ml

50g 78.0 =1.56% 3.2讨论与分析： 3.2.1配置培养基时由于碳酸钙不溶，所以最后加入碳酸钙，其作用是提高黄原胶的产量，并增加发酵液的黏度。这是因为在黄原胶发酵生产的过程中会产生丙酮酸等酸性物质，使发酵培养基呈酸性，不利于菌种的生长繁殖和黄原胶的生成碳酸钙起到中和缓冲的作用。

3.2.2在黄原胶的发酵过程中，pH 值、温度、接种量、转速等因素影响着黄原胶的发酵。进来许多研究表明：黄单胞菌的最适生长温度是24-27℃，最适产黄原胶的温度为30-33℃，因此，采用分段控制温度为宜，在发酵产胶期将发酵温度由27℃调整到32℃，有利于细胞生长和产黄原胶；发酵过程中pH 控制在

6.5-

7.5，最适pH 为7.0，pH 控制要严格，最好控制pH 为7.0±0.5，否则会影响黄原胶发酵产率和质量；黄原胶的接种量一般为发酵液的7.5%（体积分数）左右，接种量的大小与种子液的质量密切相关；转速也可调整至200r ／min 左右为宜。

3.2.3发酵液预处理:预处理方法大致分为三种：第一种是物理处理方法，如采用热处理使菌体细胞及蛋白质等有机残留物变性凝集，通过过滤除去这些杂志；第二种是化学处理方法，如加入盐可絮凝颗粒，硅藻土可吸附杂志颗粒等；第三种是生物化学处理方法，如采用酶法讲解细胞成为可溶性物质或碎片、采用二次发酵除去菌体细胞和残余的有机物等。

[参考文献]

[1]张国英，罗国华，秦彩云，杨春育；《黄原胶的发酵生产和提纯》；现代化工.2000(12)32-34

[2]李娟，王君高，杨婷婷.《黄原胶发酵生产培养基优化研究》；中国食品添加剂试验研究.2012(01)148-153

[3]黄成栋、白雪芳、杜昱光；《黄原胶(Xanthan Gum)的特性、生产及应用》；中国科学院大连化学物理研究所大连 1 1602

[4]杨瀑，张学欢，汪智姝，杨秋艳，温皓程，张永奎；《黄原胶发酵及提取工艺的优化研究》；《食品工业》2008年第6期