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黄原胶发酵液的提纯浓缩研究

发布日期:2014-12-26 13:59:07
黄原胶发酵液的提纯浓缩研究
黄原胶发酵液的提纯浓缩研究:
黄原胶发酵液的提纯浓缩研究,黄原胶是由野油菜黄单胞菌(Xan- ttomohas campestris〉发酵产生的一种微生 物多糖.此多糖是一种阴离子的高分子聚合 物,溶于水形成亲水溶胶,具有良好的增粘 性、触变性、悬浮性和耐酸碱、抗钙盐、耐高温 等多方面的性能,被广泛应用于石油开采,探 矿钻井,搶瓷、进纸、油漆涂料、消防化工、食 品、化妆品、医药等行业[1].
目前国内生产黄原胶主要以玉米淀粉为 原料,用分离到的野油菜黄单胞菌N.K—01 菌株经发酵生产•发醇液中常含有不溶性固 体悬浮物及可溶性有机和无机离子,因此,如 不经过必要的提纯处理,黄原胶发酵液的提纯浓缩研究,得到的黄原胶产品 往往带有人们所不欢迎的昧道和顔色,同时 也使产品质量和产品性能的稳定性降低•目 前在食品、化妆品、医药、石油开采等行业中 往往需要纯度较高的黄原胶产品。
本文探讨采用过滤的方法,对黄原胶发 酵液进行提纯,同时,通过趄滤处理还能使黄 原胶达到浓缩效果,可降低工业制备黄原胶 粉剂的成本。
材料和方法
一、材料
1.黄原胶发酵液:揺瓶发酵液,以玉米淀 ,粉为碳源,以鱼粉蛋白胨为氮源,以轻质碳酸
钙为无机盐,经野油菜黄单胞菌N. K—01菌 株28X: ,72h于旋转式摇床振荡培养。
2.硅籌土t北京房山两瓷绘料厂生产
■3.酒精:无水乙醇,天津化学试剂二厂
二、方法
1.过滤采用布氏漏斗,三层滤布减压 过滤。
2.超滤:采用天津纺织工学院生产的护 空纤维内压超滤器TF —005,节流分子量 250,000道尔顿,
3.黄原胶提取:酒精脱水沉淀法™。
4.粘度_定%用美国Brookfield LVr 旋转粘度计测定。
5.悬浮物浊度测定[5]:用国产721分把 光度计,测定OD600的吸光度。
6.氮含量测定w:撤量凯氏定氮法测定。
7.离子含量测定:等离子体发射光谱分
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析检测(由南开大学测试计算中心提供检W - 结果
三、黄原胶发酵液提纯浓缩工艺流程: 黄原胶发酵液稀释发酵液 加适董硅藻土,快速搅拌1小时,3层擔布,減压过埤&
液班滤維考浓缩液趾霉1灌鄕W胶状黄原 胶凝胶状黄原胶
60球干,粉碎,过80目%原胶产品。
试验结果
一、发酵液稀释10?15倍,加硅藻土,高 速搅拌,过滤处理,用721分光光度计测定 OD600吸光度值,对硅藻土过滤处理前后的 稀释液进行比较A
48. 2%,即硅藻土过滤法对去除蛋白质有显 著效果•这主要是因为硅藻土对菌体有较强 的吸附能力,经过滤处理,就能使苗体与硅藻 土一起除去•这种方法去除蛋白与用酶法去 除蛋白》]能得到等同效果,但采用硅蕖土过 濾法更为经济、简便.
二、经硅藻土过滤处理后的发酵稀释液, 进一步超滤处理,黄原胶发酵液的提纯浓缩研究,进一步提纯,并达到浓缩目 的。将超滤处理前后的黄原胶溶液用乙醇沉 淀法提取制得粉剂,同样条件下测其元素百 分含量.测试结果如表3所示.
由测试结果可见,处理后的样品较处理 .前样品的元索百分含量有明显降低,特别是 经超滤处理的样品,重金属元素百分含量降 低为痕量(测不出)。这躭使食品级黄原胶的 使用更为安全、可靠。
表1.硅藻土过漶去除不溶性因体曇浮物作用
品艮经过*处理经过谑处理
123平均123平均
OD
6000.230.260. 250.250.170.190. 170.18
由表1可见,经硅藻土过滤处理可使OD 值降低28%,即硅菜土过滤处理可明显地降 低发酵液中不溶性固形物,起到初步提纯的 作用。
将经硅藻土过滤处理前后的发酵稀释 液,经乙醇沉淀,提取得到黄原胶粉剂,测其< 含氮量,以含氮量降低与否表示脱蛋白效果, 结果如表2所示。
表3•起滤在麻去可溶性杂貭(襄子)中的作用
.. ■ - ■ 1. 1
处理前样品含董
(%)处理后样品含*
(%)
Cr1.51X10—,7.1X10"
Cu1,59X10—,——
Pb3.17X10'4——
As1. 74X10W*——
Hg1.19X1(T*,*
P0.29230.17
A14- 95X10"*2,65X1。-*
Ba1.55X10—*1.54X1CT,
K0. 33820.10
Na0.80090.25
Ca4.84512-17
Mg9. 20X10'18.1X10"*
 
表2.硅藻土过滤的脱蛋白作用
品经过滤处理经过46处理
123平均123乎均
量1.401.421.401.410.720.750.720. 73
由表2可见,用硅藻土过滤可去除蛋白
经超滤处理后,浓缩液中多糖含量较原 发酵液中有较大輻度提高。如表4所示,黄原胶发酵液的提纯浓缩研究,经超 滤处理收到了良好的浓缩效果。浓缩后的黄 原胶浓缩液在黄原胶粉剂的提取过程中可以 省去部分酒精用量,降低了产品成本。
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表4.思发•法与浓期液各20M
纸重
("〇«;>干样+纸
JtW>干样重
(ing)多糖含量
(g/lOOml)
板发獰#1113,10613.10500,002.5
浓缠蛳2439.70708.271731.438-7
三、对经过过滤、超_处理后所得黄原胶 产品主要性能进行了«定。
1.增粘性:
,(sd-ol>o«s
3.温度对粘度的影响:
如图3所示,温度对祥品粘度的影一不 明显,这表明,经过滤、超滤处理的样品仍具 有较好的冷热稳定性t
GdJ)*31'00
倉*■
溶液浓度(X)
由图1可见,经过滤、超滤处理和未经过 滤、超滤处理的样品溶液粘度都随浓度增加 而增加,但经处理的样品在1%浓度以下,粘 度随浓度增长较快,而在1%浓度以上,粘度 随浓度增长反而较慢•这就使黄原胶作为食 品添加剂性能更为优越,同时这一性质也为 黄原胶充分浓缩提供了先决条件。
100 疆度(T:)
围1.样品粘度与浓度的关系
1.经过滤、趄滤处理的样品,
2.未经过摅、超沭处理的样品
2.触变性:
由图2可见,黄原胶溶液轱度随剪切速 度增加而明显降低,即具有优良的触变性。经 过滤、超滤处理的样品与未经过滤、超滤处理 的样品比较,触变性没有明显改变。
图3.温度对黄原胶粘度的影响(黄原胶浓度〇• 8%)
1.经过滤、趄濾处理后的样品
2.未经过滤赶滤处理的样品
讨 论
经过滤与超滤处理的黄原胶产品表现以 下三方面的重要特性:
1.可以获得高浓度的黄原胶产品•由原
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浓度条件下則具有相对高的粘度范围的重要 特性.
来发酵液浓度2. 5%可浓缩到8. 7%«设想如 能将超滤设备裉据处理黄廒胶的特殊酹要进 —步改进,黄原胶发酵液的提纯浓缩研究,则最终浓度还可进一步提高.这样 就有利于商业储藏和运输,并可令省黄原胶 提取过程中的酒精用量,降低产品的成本.
2.经过滤、超滤处理的黄原胶产品可以 除去大纛不溶性固体悬浮物(包括菌体细胞 及细胞碎片)、可溶性无机离子、有机小分子 和大部分色素物质,使产品质量明显提高,为 黄原胶在食品、医药、化妆品等方面的广泛应 用打下基础•
3.经过滤、超滤处理的样品表现出在高 浓度条件下具有相对低的粘度范围.
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