黄原胶(xanthan gum)又叫黄单胞菌多糖、汉生胶等,是由葡萄糖、甘露糖和葡萄糖醛酸以2.8:2:2的摩尔比构成的一种微生物胞外杂多糖。黄原胶的“五糖重复单元”主链由2个口葡萄糖分子经p一1,4糖苷键衔接而成,具有相似纤维素的骨架构造,每2个葡萄糖中的一个碳三上衔接有一个由2个甘聚糖和1个葡萄糖醛酸构成的三糖侧链[¨5’10引。黄原胶共同的分子构造赋予了它许多共同的理化功能,如杰出的增稠性、触变性、乳化性、假塑性等。一起黄原胶仍是一种经重复承认的无毒安全的绿色物质,因而变成食品工业中广泛运用的第一种细菌多糖和当前国际上功能最优越的生物胶之一。自20世纪50年代以来,选用发酵工程技术出产多种微生物多糖是国际上的抢手课题,并已有数种微生物多糖已具有相当大的工业化规划。黄原胶即是其间最具代表性、商品化程度最高一种。黄原胶的出产技术进程如图7-4所示,其要害进程包含黄原胶出产菌种的挑选和改造、新式发酵进程及其操控、黄原胶商品的别离与精制等。
7.6.1 出产菌种及其改造
黄原胶出产用微生物是黄单胞菌。甘蓝黑腐病黄单胞菌(Xanthomoha5 campestris)最初是从芜菁甘蓝上别离的一种天然杆菌。此菌在甘蓝提取物和人工制成的培育基中发酵发生有一样化学构成的多糖因而,甘蓝黑腐病黄单胞菌是工业出产黄原胶的优秀菌种。此外菜豆黄单胞菌(X.phaseoli)、锦葵黄单胞菌(X.malvacearum)和胡萝卜黄单胞菌(X.carotae)亦可作为发酵菌种[_107]。黄原胶的出产技术进程如图7—4所示。优秀的种类关于商品的得率和品质有着至关重要的影响。有报导,国外选用基因重组技术将黄原胶出产菌中的产胶基因进行测序、别离、筛选并表达,但没有见到重组菌种用于工业化的报导。如果能选用基因工程的手法将黄原胶出产菌种中的产胶基因别离出,再导入新的完好的菌株中,使其具有双产胶基因或更多的产胶基因并安稳遗传,将会使黄原胶的产值成倍、成数倍地添加。
7.6.2发酵的微生物转化
黄原胶发酵能够选用分批发酵、半分批发酵或许接连发酵E109~111]。在工业出产中,通常选用通气拌和发酵罐进行分批深层发酵,其实践进程是种子发酵、种子扩展培育和发酵。关于一个详细的发酵技术来说,应挑选哪一种类型,是由所用微生物的代谢特色以及最好工艺条件决议的。分批培育时,整个发酵进程的底物浓度会跟着时间的进行而逐步削减。接连培育时,因为整个发酵进程中底物浓度根本坚持不变,通常情况下,不会呈现底物缺乏的现象,这是对菌体成长有利的一面。另一方面则有能够引发底物抑制,致使终究产率的下降。
而补料分批培育能够根据不一样成长期间细胞成长特性的不一样来决议添加何种物质以及添加量等,力求营建一个适于细胞成长的最适生理环境。许多研究表明,补料分批发酵是较为理想的黄原胶发酵方式。
因为黄原胶溶液的黏度较大,而且发酵进程中需求足够的氧气,所以,有些反响器就不合适用于出产。而空气进步式反响器因为能有用处理黄原胶发酵中的通气和拌和所带来的热量疑问,削减了能源消耗,所以较为合适接连培育。反响器,因为其气泡转移系数较高,在分批发酵中也有应用。泵式静态混合循环反响器能够添加氧气在高黏度发酵液中的传递速率,然后能够进步黄原胶的产值。因为黄原胶发酵液的特别性质,用通常的拌和桨如圆盘涡轮式拌和桨、叶片涡轮式拌和桨等通常难以达到要求,但它们耗能小。这些年,为了习惯高黏度和高通气率的发酵技术的需求,开发了栅式拌和桨和窗式拌和桨。所谓的栅式,实践是在拌和轴的中心用栅形框,然后独自或一起在上面或下面配以一个或多个圆盘涡轮式拌和桨;而窗式则类似于船用拌和桨的一种演化形式。
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