黄原胶生产菌种与工艺技术
黄原胶生产工艺1
黄原胶生产工艺1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。
_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；
黄原胶的生产和应用
黄原胶的生产和应用1 前言黄原胶(Xanthangum),又称黄胶、汉生胶、黄单细胞多糖,是野油菜黄单孢杆菌(Xanthomonascampestris)以碳水化合物为主要原料,经发酵工程生产的一种作用广泛的微生物胞外多糖,简称XC。
黄原胶是50年代美国农业部北部地区研究所(NRRL)首先发现。
普通商品黄原胶是含有K、Na、Ca等盐的混合物,其它类型有:脱乙酰胺的黄原胶、丙酮酸232黄原胶和与铬盐交联的高触变性黄原胶等。
它具有如下特性:在热水和冷水中有很好的溶解性;有良好的增粘性和悬浮能力,在低浓度下具有较高的粘度;有很高的稳定性,耐酸碱、高盐环境,抗高温、低温冷冻,易生物降解,抗污染能力强,在-4~93e范围内反复加热、冷冻,其粘度基本不变;可同多种物质(酸、碱、盐、表面活性剂、生物胶等)互配,具有令人满意的兼容性;有良好的触变性(剪切稀释能力)和假塑性(恢复能力);有良好的分散作用、乳化稳定作用。
黄原胶和刺槐豆胶、瓜尔豆胶等半乳甘露聚糖配合使用时有极为显著的协同增效作用,可显著提高粘度和耐盐稳定性,达到用量少、成本低和提高使用效果的目的。
黄原胶可广泛用于食品、石油、陶瓷、纺织、印染、医药、造纸、地矿、灭火、涂料、牙膏、化妆品等20多个行业。
近年来,世界黄原胶生产国家经过不断的技术改造,其生产能力已达5万余t/a,工业级黄原胶价格在3.5万~4.5万元/t范围内波动,食品级则根据质量、供需双方情况波动幅度更大,为5万~10万元/t,从外国进口的工业级黄原胶约为6万~7万元/t,食品级则为15万元/t左右,可见黄原胶的市场广阔,前景看好,是目前世界上生产规模最大且用途极为广泛的微生物多糖。
2 黄原胶的生产2.1 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。
黄原胶发酵生产工艺研究
黄原胶发酵生产工艺研究黄原胶是一种高分子化合物，具有浓稠、透明、稳定性好等特点，因此被广泛应用于食品、药品、化妆品等领域。
近年来，随着消费者对健康、环保的要求不断提高，黄原胶的生产工艺也得到了不断的改进和优化。
本文将从黄原胶的发酵生产工艺入手，探讨其工艺流程、微生物菌种及其优化、反应条件控制等方面的问题。
一、工艺流程黄原胶的发酵生产主要分为前处理、发酵、分离和纯化四个步骤。
前处理：将黄原胶原料（通常为玉米淀粉或葡萄糖）进行预处理，以保证后续发酵过程的顺利进行。
预处理包括原料清洗、破碎、蒸煮等步骤，以提高原料的可利用性和发酵效率。
发酵：将预处理好的原料加入发酵罐中，加入微生物菌种（通常为Xanthomonas campestris），并控制好反应条件（温度、pH 值、氧气供应等），进行发酵反应。
在发酵过程中，微生物会分解原料中的糖分，产生黄原胶。
分离：将发酵液中的黄原胶与微生物菌体分离，通常采用离心分离或滤纸分离等方式。
纯化：将分离得到的黄原胶进行纯化，以去除不纯物质和微生物残留。
纯化的方法包括溶剂沉淀、离子交换、凝胶过滤等。
二、微生物菌种及其优化黄原胶的发酵生产过程中，微生物菌种的选择和优化是关键。
目前，常用的微生物菌种为Xanthomonas campestris，其优点是生长快、黄原胶产量高、适应性强等。
但是，Xanthomonas campestris也存在一些缺点，如对温度和pH值的敏感性较强，易受到污染等。
为了克服这些缺点，研究人员对微生物菌种进行了改良和优化。
例如，通过基因工程技术，将黄原胶合成酶（Xanthan synthase）的基因从Xanthomonas campestris中分离出来，转移到了其他微生物菌株中，如Escherichia coli、Bacillus subtilis 等。
这些改良后的微生物菌株不仅具有较高的黄原胶产量，而且对反应条件的适应性也更强。
三、反应条件控制反应条件的控制对黄原胶的发酵生产具有重要影响。
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。
黄原胶生产与应用研究
因此，下游加工过程直接决定黄原胶的质量 和生产成本，下游加工技术已成为黄原胶生产的 关键工序。
下游加工工艺流程如下： 黄原胶发酵液 预处理（调pH值、加热、稀
释等） 固-液分离（过滤、超滤、分离等） 初步纯化（超滤、沉淀、分离等） 高度纯化 （溶解、超滤、沉淀、分离等） 制成成品（干 燥、粉碎等）。
黄原胶生产与应用研究
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。
黄原胶生产与应用研究
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。
黄原胶生产与应用研究
gumＤ基因与菌株色素合成有关，如能切 除该基因，则可得到无色黄原胶。 研究野油菜黄单胞菌重组克隆子PIXU 9278对黄原胶合成的影响，并构建了一株基 因工程菌ＸCCNAU9278，其黄原胶产量比亲 本增加了7.14％。
黄原胶生产与应用研究
1.2 培养基优化
培养基对黄单胞菌合成黄原胶的影响是巨大 的，探索黄单胞菌的最适培养基是十分必要的。 通过正交试验，分别考察碳源、氮源、CaCO3、 KH2PO4+MgSO4和接种量等因素对发酵过程的影响。
黄原胶生产与应用研究
近年来，由于生物技术的迅速发展，开 始用定向育种——基因工程来育种。它将所 需要的基因通过一定方式导入受体菌，然后 筛选出目的基因能够表达的菌株。
Pollock等将与黄原胶分泌和乙酰基、丙酮酸、多聚 体等合成有关的基因导入不同种属的黄原胶生产菌中，所 产黄原胶的特性与原菌株基本相同。
含黄原胶的口服液生产工艺
含黄原胶的口服液生产工艺黄原胶（Xanthan gum）是一种由细菌（黄原菌属）通过发酵产生的天然胶质，具有良好的增稠、乳化、稳定等性质，广泛应用于食品、化妆品、医药等行业。
下面是黄原胶口服液的生产工艺的详细介绍。
一、原料准备1. 黄原胶：一般采用纯度高、质量稳定的工业级黄原胶。
2. 水：选用符合国家卫生标准的纯净水。
3. 糖等辅料：根据产品配方需求添加适量的糖和其他辅料。
二、制备黄原胶胶体1. 称取适量的黄原胶，将其加入到适量的水中。
2. 使用搅拌器和加热设备将黄原胶悬浮在水中，并加热至适当温度。
3. 继续搅拌黄原胶悬浮液，使其均匀分散。
三、配制基础溶液1. 按照产品配方的要求，将适量的糖和其他辅料加入到一定量的水中。
2. 使用搅拌器充分溶解糖和其他溶解性辅料。
四、混合黄原胶胶体和基础溶液1. 将黄原胶胶体缓慢地加入到基础溶液中，并同时进行搅拌。
2. 控制搅拌速度和时间，使黄原胶胶体均匀分散在基础溶液中。
五、调整口感和稳定性1. 根据产品要求，适量添加酸碱调节剂、香精等调味剂，调整口感。
2. 添加稳定剂、抗氧化剂等，提高产品的稳定性。
六、杀菌灭菌1. 将制备好的黄原胶口服液进行杀菌灭菌处理，以确保产品的安全性和稳定性。
2. 常用的杀菌方法包括高温灭菌、紫外线灭菌等。
七、包装1. 将已经杀菌灭菌的黄原胶口服液进行分装，通常使用瓶装或袋装。
2. 根据产品规格和要求，进行灌装、封口等包装工艺。
八、检验和质控1. 对生产过程中的关键环节进行监控和检验，确保产品的符合标准。
2. 对成品进行质量检验，包括外观、pH值、黄原胶含量等指标的测试。
黄原胶口服液的生产工艺需要严格控制每个环节的工艺参数，确保产品的质量稳定和安全性。
同时，要按照相关法规和标准进行操作，保证生产过程和产品符合卫生要求。
通过科学的工艺控制和质量监控，可以生产出高质量的黄原胶口服液产品。
黄原胶车间培菌工段工艺操作规程
培菌工段工艺操作规程1目的规范培菌室人员操作，保证菌种质量稳定无染菌发生，制定本规程。
2范围本规程适用于培菌室人员的工艺操作及仪器操作3工艺流程图挑种源梯度稀释培养，挑单菌落一代斜面60hr培养一代斜面接初筛摇瓶一代传二代斜面66～68hr摇瓶发酵二代小斜面60hr培养检测各小发酵指标筛选出高指标发酵所对应的二代小斜面二代传大小两个三代斜面二代斜面接摇瓶扩培，再接复筛小发酵64～66小时培养挑出高指标小发酵对应瓶号检测复筛小发酵各项指标挑出高指标瓶所对应三代斜面做水管放置冰箱(4℃)保藏茄瓶斜面培养(29±1℃) 跟踪小三角瓶或做甘油保藏管（-30℃／-40℃）血清瓶培养镜检、划平板培养(37℃)接种子罐4 操作规程4.1 试管、茄瓶平板的清洗、烘干将用过的试管、茄瓶、平板置于灭菌锅通蒸汽121℃、30min，菌体被热消死后，用洗衣粉等洗刷再用水清洗干净，最后放在电热鼓风干燥箱内烘干。
4.2 棉塞的制作首先将在干燥箱内烘干后的茄瓶、试管取出，然后将纱布剪成20cm×20cm (茄瓶/250ml用）、16×16cm（18×180试管用）、12×12cm( 15×150、15×100试管用）的方块，取适量棉花做成匀称长方体再卷起，要两头同时卷，松紧一样，用纱布包起卷好的棉花塞入试管（茄瓶）2.5—3cm，外面留头约占棉塞的1/3，纱布头用棉线扎紧，做棉塞时要求试管内的部分无褶皱，棉塞松紧适度，拔出棉塞时带有空响声。
棉塞使用周期要求：用过的棉塞放入灭菌锅中灭菌，选取颜色较白、松紧适度的棉塞再次使用，其他棉塞做废弃处理。
4.3 玻璃仪器的灭菌将18×180mm的试管30支一包，15×150mm的试管40支一包，250ml茄瓶用牛皮纸包瓶口10支1筐，Ф90平板15个一包，分别用牛皮纸包好。
在121℃，灭菌90min （间歇灭菌两次）。
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
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
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
5） 黄原胶的分离提取
发酵醪中除含黄原胶(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。 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。3） Fra bibliotek酵培养基
黄原胶发酵培养基的碳源一般是糖类、淀粉等碳水 化合物。在黄单胞菌菌体内酶的作用下，1、6-糖 苷键被打开，形成直链多糖，经进一步转化，最终 变成产物黄原胶。
氮源一般以鱼粉和豆饼粉为主。
添加一些微量无机盐，如铁、锰、锌等的盐类。特 别是轻质碳酸钙以及NaH2PO4和MgSO4，它们对黄原 胶的合成有明显的促进作用。
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
黄原胶的生产工艺及分离(周启锋)
• 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。
黄原胶的提取
乙醇沉淀பைடு நூலகம்提取黄原胶工艺流程
黄原胶生产工艺流程图
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
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
黄原胶的生产技术
黄原胶生产技术摘要：本文主要从黄原胶发酵工艺、反应器等方面介绍了黄原胶分子结构及特性。
讨论了目前黄原胶生产研究方向和热点,以及碳源、氮源对黄原胶产量影响。
从发酵动力学角度讨论影响黄原胶发酵产量因素并介绍了国内黄原胶的应用。
关键字：黄原胶水溶性多糖发酵动力学黄原胶(Xanthan gum)[1]是20世纪50年代美国农业部北方研究室从野油菜黄单胞菌NRRLＢ－1459中发现的中性水溶性多糖，又称黄胶、汉生胶、黄单细胞多糖,是野油菜黄单孢杆菌(Xanthomonascampestris)以碳水化合物为主要原料,经发酵工程生产的一种作用广泛的微生物胞外多糖,简称XC。
由于该多糖具有很高粘度、流动触变性和稳定理化性质, 且无毒, 故作为添加剂在许多领域具有广阔市场前景。
普通商品黄原胶是含有K、Na、Ca等盐的混合物,其它类型有:脱乙酰胺的黄原胶、丙酮酸232黄原胶和与铬盐交联的高触变性黄原胶等。
它具有如下特性:在热水和冷水中有很好的溶解性，有良好的增粘性和悬浮能力；在低浓度下具有较高的粘度，有很高的稳定性,耐酸碱、高盐环境,抗高温、低温冷冻,易生物降解,抗污染能力强,在-4-93e范围内反复加热、冷冻,其粘度基本不变;可同多种物质(酸、碱、盐、表面活性剂、生物胶等)互配,具有令人满意的兼容性;有良好的触变性(剪切稀释能力)和假塑性(恢复能力);有良好的分散作用、乳化稳定作用。
黄原胶和刺槐豆胶、瓜尔豆胶等半乳甘露聚糖配合使用时有极为显著的协同增效作用,可显著提高粘度和耐盐稳定性,达到用量少、成本低和提高使用效果的目的。
1黄原胶分子结构和理化性质1.1黄原胶分子结构[2]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—28:2:17:0.51-0.63, 相对分子质量在5×106左右。
黄原胶分子一级结构由β-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。
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。
黄原胶的发酵工艺
黄胶原的应用
食品行业
• 方便面：改善咀嚼感 • 烘焙食品：果馅成型 • 甜食凝胶：果冻成型 • 肉罐头：使汤冻化 • 蛋糕：增加微孔、松软
日化Байду номын сангаас品
• 医药、化妆：定型剂、悬 浮剂、保湿剂、具有增稠、 附着、润滑作用
• 牙膏：易于牙膏膏体成型、 提高牙膏附刷性能、分散 性好、口感滑爽
化工产业
• 石油业：具有良好的流变 形，是最优质的钻井泥浆 稳定剂
• 参考文献：产高黏性黄原胶基因工程菌株的构建 张晓元等
4
2、培养基的组成
xanthan
[1]
碳源
• 葡萄糖、蔗糖或淀粉 • 较高葡萄糖浓度能抑制细胞生长及黄原胶产量
[2]
氮源
• 氮源浓度对黄原胶合成速率、最终 胶浓度、得率都有重要影响
• 黄原胶质量不仅受其浓度和分子质 量影响, 还与丙酮酸盐含量有关
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xanthan 3
黄原胶的性质
稳定性
假塑流变性
增稠性
xanthan
悬浮性和乳化性
• 在一定的温度范围 内(-4℃~93 ℃ ) 反 复加热冷冻, 其粘度 几乎不受影响
• 对酸碱十分稳定, 在 pH 为5~10 范围内 其粘度不受影响, 能 和许多盐溶液混溶, 粘度不受影响
• 在高剪切速率下, 聚 合体结构解聚为无 规则线团结构, 使粘 度迅速降低;
参考文献：氧载体在黄原胶发酵中的应用 林琳等
3、发酵环境的控制
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。接种阶段时需多
步接种。
温度和PH
xanthan
[1]
温度
• 发酵温度不仅影响黄原胶产率, 还能改变产品结 构组成
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。
黄原胶菌种生产工艺流程
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在进行黄原胶菌种生产之前，需要进行一系列准备工作。
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。
中科院科技成果——黄原胶多糖发酵生产技术
中科院科技成果——黄原胶多糖发酵生产技术
成果简介
黄原胶是由野油菜黄单胞菌为菌种以淀粉或蔗糖或糖蜜为主要原料经生物工程加工得到的一种高分子微生物聚合物。
黄原胶是国际公认的性能最为优越的生物胶之一，具有独特的理化性质，如低浓度下的高粘度、高度假塑性、配伍性、稳定性等，因此，具有增稠、悬浮、乳化稳定等功能。
技术特点
以4.5%淀粉为原料，产物得率30g/L以上；该项目的核心技术是针对高粘度发酵新型生物反应器的设计和应用。
市场分析
黄原胶已经在食品、非食品和石油行业得到广泛应用。
特别由于黄原胶所独有的流变性能、耐盐性能、增稠效果，在石油行业应用使其他产品望尘莫及。
国外约有30-40%的黄原胶用于钻井泥浆和三次采油。
在聚合物采油新技术中，黄原胶用量约为30-50%。
产业化所需条件
以500吨黄原胶生产线为例，大约需要投资3000万元，用于标准工业发酵厂房及设备投资。
黄原胶的分子结构和生产以及在食品工业中的应用
黄原胶在食品工业中有着广泛的应用。由于其具有优良的流变性、增稠性、稳定性、乳化性和低浓 度高粘性等特性，被广泛应用于烘焙、乳制品、饮料、冰淇淋、调味品和营养补充剂等领域。黄原 胶还可以提高食品的口感和稳定性，并有助于防止食品脱水、冻结和高温处理导致的分离和沉淀
0 黄原胶的分子结构和生产以及在食品工业中的应用
总的来说，黄原胶作为一种多功 能的高分子多糖体，具有广泛的
应用前景
随着科学技术的不断发展和应用 领域的不断拓展，黄原胶的应用 前景将更加广阔
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黄原胶的分子结构和生产 以及在食品工业中的应用
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0 黄原胶的分子结构和生产以及在食品工业中的应用
黄原胶是由生物合成方法制备的一种高分子多糖体，通常由甘蓝黑腐病黄单胞菌(Xanthomonas campestris)发酵产生。其分子结构由D-吡喃型葡糖醛酸基(Glu)以β-1,4糖苷键连接，侧链由α1,6糖苷键连接的葡聚糖链组成，双糖单位之间以β-1,3糖苷键连接
原胶的应在其它领域也有着广泛的 应用。例如，在医药领域，黄 原胶可以作为药物载体，用于 药物的缓释和靶向输送，从而 提高药物的疗效和降低副作用。 此外，黄原胶还可以用于制备 生物材料和组织工程支架，促
进细胞的生长和分化
此外，黄原胶还可以用于石油 和天然气工业中，作为钻井液 和压裂液的增稠剂和稳定剂， 提高石油和天然气的开采效率
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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）：120kg
3、电（仅指发酵过程）：3500kw
4、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。