(3)荧光分光光度法
苹果酸标准品加地衣酚试剂、浓硫酸、水浴加热显色,冷却后在369 nm和445 nm下测定荧光强度,绘制标准曲线,同法测定样品中苹果酸含量。
第四章 黄原胶 一、概况
黄原胶又称黄胶、汉生胶、,黄单胞多糖,是国际上70年代发展起来的新型发酵产品。由甘兰黑腐病黄单胞细菌以碳水化合物为主要原料,经通风发酵、分离提纯后得到的微生物多糖,是一种高分子酸性胞外杂多糖。
黄原胶是微生物多糖中产量最大的一种。1962年美国科学家发现,1964年实现工业化生产,在美国的生产规模仅次于抗生素和溶剂,列第三位。
黄原胶的性质具有独特的流变性、良好的水溶性、低浓度时的高粘性、对高温酸和碱的稳定性,以及与各种盐类的良好的相容性。
黄原胶广泛应用于能源开发、食品工业、其它工业等行业中,尤其在食品行业用作增稠剂、成型剂已相当普遍。 二、黄原胶的分子结构及其性质 (一)黄原胶的结构
黄原胶是以5分子糖为一单元,并由与此相同的单元聚合而成的高分子多糖物质,即“五糖重复单元”聚合而成。每一单元由2分子D-葡萄糖、2分子D-甘露糖和1分子D-葡萄糖醛酸组成。 (二)黄原胶的性质 1. 典型的流变特性
在需要添加增稠剂的液体中加入黄原胶后,在输送过程中容易流动,静止后又能恢复到所需的浓度,被广泛应用于饮料行业。 2. 低浓度时的高粘性 3. 耐热性
黄原胶在-98~90 oC粘度几乎无变化。 4. 耐酸、碱性
黄原胶水溶液的粘度几乎与pH无关,这是其他增稠剂如羧甲基纤维素(CMC)等所不具备的。 5. 抗酶解
黄原胶骨架由于侧链的屏蔽效应,因此有不被酶水解的奇特能力。 6. 相容性
黄原胶可与绝大多数常用的食品增稠剂溶混,特别与藻酸盐类、淀粉、卡拉胶、角豆胶溶混后,溶液的粘度以叠加的形式增加。 7. 溶解性
黄原胶易溶于水,不溶于醇、酮等极性溶剂。 8. 分散性
黄原胶是良好的悬浮剂和乳化稳定剂。 9. 保水性
黄原胶对食品具有良好的保水、保鲜作用。 三、黄原胶的生产 (一)菌种
黄原胶的生产目前常用的是从甘蓝黑腐病病株上分离到的甘蓝黑腐病黄单胞菌,也称野油菜黄单胞菌,还有菜豆黄单胞菌、锦葵黄单胞菌、胡萝卜黄单胞菌等。 这些菌株一般呈杆状,革兰氏染色阴性,产荚膜。在琼脂培养基平板上可形成黄色粘稠菌落,液体培养可形成粘稠的胶状物。 (二)黄原胶发酵培养基 培养基
碳源:一般是葡萄糖(国外),淀粉(国内)等碳水化合物。 氮源:一般利用有机氮(鱼粉和豆粉)为主。
无机盐:铁、锰、锌等的盐类。特别是K2HPO4、MgSO4.7H2O、轻质CaCO3对发酵有明显的促进作用。 (三)发酵 1. 摇瓶发酵
摇瓶发酵条件:接种量1-5 %;培养温度:25~28℃;pH:6.5~7.0;周期:72~96h 2. 工业化生产
接种量5-8 %;黄原胶生产属高需氧量发酵,由于培养基的高粘度,需要加大通风量;培养温度:25~28℃;碳源起始浓度2-5 %;pH:6.5~7.0。
高粘度发酵液影响供氧,解决方法: a.改进发酵设备,提高供氧能力提高搅拌转速,提高通气速率 b.限制细胞浓度,控制氧的需求量——补料分批培养(后期流加糖)。 (四)黄原胶的分离提取
黄原胶成品分食品级、工业级和工业粗制品3种。 1. 溶剂沉淀法
是在黄原胶溶液中加入醇类等溶剂,使黄原胶沉淀出来。 (1)方法一
先将发酵液用盐酸酸化,加入工业酒精使黄原胶沉淀。过滤后沉淀物先后用工业酒精和氢氧化钾洗涤,过滤、沉淀物干燥后进行粉碎,经过筛选制得成品(工业级黄原胶)。 (2)方法二
为制得食品级黄原胶,应该离心除菌体,多次用酒精沉淀、洗涤,得食品级黄原胶。
2. 钙盐-工业酒精沉淀法
(1)在酸性条件下,黄原胶与氯化钙形成黄原胶钙凝胶状沉淀。 (2)加入酸性酒精脱去钙离子,使成短絮状沉淀。 (3)过滤,在沉淀中加入酒精并用氢氧化钾调节pH值。 (4)过滤得工业级产品。 3. 絮凝法
(1)絮凝剂与黄原胶作用产生絮状沉淀,然后将沉淀物脱水,得到湿滤饼。 (2)用多糖的非溶剂洗涤湿滤饼,使其变成水溶性多糖,然后过滤,将水溶性滤饼干燥。
(3)经粉碎筛分后得到合格的黄原胶成品。 4. 直接干燥法
采用滚筒干燥或喷雾干燥等方法,直接将发酵液干燥,制得工业粗制品级的黄原胶。
5. 超滤脱盐法
采用近代膜分离技术,对高分子黄原胶和小分子的无机盐进行超滤分离,得工业精制品等级。
6. 除菌澄清-超滤浓缩-混合溶液沉淀法
先用水稀释发酵液,然后离心分离除去菌体,接着将除菌液超滤浓缩,在pH11-13条件下,用二价金属盐及与水相溶的有机溶剂配成混合液作为沉淀剂将黄原胶沉淀析出。
7. 酶处理-超滤浓缩法
用酶处理发酵液,将蛋白质水解,使发酵液变得澄清,简化了离心过滤工序。 使用的酶包括碱性蛋白酶、酸性或中性蛋白酶,或用复合酶共同进行作用。 (五)黄原胶的干燥
为了便于保藏和运输,一般将黄原胶制成干品。主要有真空干燥、滚筒干燥、喷雾干燥、流化床干燥以及气流干燥等方法。
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