CN105463050B - 一种天然食品添加剂黄原胶及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物技术领域，公开了一种天然食品添加剂黄原胶的制备工艺，其包括如下步骤：1）制备载体，2）制备通透剂，3）微生物发酵以及4）提取黄原胶。本发明工艺产胶效率和转化率高，产品纯度达到食品添加剂级别。

Description

一种天然食品添加剂黄原胶及其制备工艺

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种天然食品添加剂黄原胶及其制备工艺。

背景技术

黄原胶作为一种天然食品添加剂广泛应用于食品领域，近年来颇受人们关注。黄原胶又称黄胶、汉生胶，是一种生物聚和物，为一种淡黄色粉末。黄原胶可以溶于冷水和热水中，具有高粘度，高耐酸、碱、盐特性、高耐热稳定性、悬浮性、触变性等，常被用作增稠剂、乳化剂、悬浮剂、稳定剂，具有广阔的市场前景，广泛应用于日用化工、食品、医药、采油、纺织、陶瓷、印染等领域。

黄原胶的产量主要取决于黄原胶菌株的产胶率，现有黄单胞菌种存在产量不高，转化率低，菌株发酵活力差等问题。如何克服上述缺陷是科研人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明人在现有技术和申请人先前研究的基础上，进行了多次探索和试验，提供了一种天然食品添加剂黄原胶及其制备工艺。

本发明的技术方案是通过如下方式来实施的，

一种天然食品添加剂黄原胶的制备工艺，其包括如下步骤：

1）制备载体，2）制备通透剂，3）微生物发酵以及4）提取黄原胶；

其具体包括如下步骤：

1）制备载体：将竹炭纤维、壳聚糖以及水按照1:2:4的质量比混合，300转/min搅拌5min，然后烘干，粉碎成粉末即得；

2）制备通透剂：将乳糖酸钙、丙三醇以及玉米油按照2:1:1的质量比混合均匀而得；

3）微生物发酵：将黄单胞菌ATCC17915种子液和乳糖发酵短杆菌ATCC13869种子液按照2:1的体积比混合，然后添加载体，搅拌均匀得到混合种子液，静置6小时，然后转入发酵培养基中培养，同时往发酵培养基中添加通透剂，培养时间为72小时，控制温度33℃，pH值7.2，得到发酵液；

所述混合种子液和发酵培养基的体积比为1:10；所述载体的添加量占混合种子液质量的百分之一；所述通透剂的添加量占发酵培养基质量的万分之一；

所述发酵培养基的组分为：葡萄糖60g/L、玉米淀粉40g/L、豆粕10g/L、乳糖10g/L、低聚异麦芽糖7g/L、硫酸铵6g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、七水硫酸镁0.1g/L、硫酸锰6mg/L、硫酸亚铁6mg/L、氯化钾5mg/L、柠檬酸3mg/L，氯化锌1mg/L，pH为7.0；

4）提取黄原胶：往步骤3）得到的发酵液中加入磷酸，并搅拌均匀，控制溶液的pH值为5.1；然后向溶液中加入乙醇，控制溶液中乙醇的体积百分比浓度在60%，搅拌20分钟，随后进行固液分离；分离得到的固体再加入到同等质量的乙醇中，搅拌30分钟，再次进行固液分离，所得固体在60℃下进行干燥，将干燥后的固体粉碎，即得天然食品添加剂黄原胶。

本发明取得的有益效果主要包括：

本申请采用合适的两种菌共同协同作用，提高黄原胶的产量；常规黄原胶发酵过程中产生的乳酸类物质，能够被乳糖发酵短杆菌消耗，而乳糖发酵短杆菌本身能够有效地促进黄单胞菌的活力和产胶能力；

本发明采用载体，使得菌株可以有效地附着到载体上，避免了菌株过度簇集导致的活力降低或死亡，提高了发酵效率；

本发明使用新型通透剂处理替代传统的物理法相比，操作方式简便，对仪器设备要求不高，能够进行规模化生产，大大提高了产率；与化学法相比，增加了生产过程的安全性，杜绝了毒物残留，本发明通透剂无毒且易降解，生物相容性好，对环境绿色友好，不会造成环境污染；

本发明优化了发酵培养基，提高了发酵效率，产胶率和转化率提升。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种天然食品添加剂黄原胶的制备工艺，其包括如下步骤：

1）制备载体：将竹炭纤维、壳聚糖以及水按照1:2:4的质量比混合，300转/min搅拌5min，然后烘干，粉碎成粉末即得；

2）制备通透剂：将乳糖酸钙、丙三醇以及玉米油按照2:1:1的质量比混合均匀而得；

3）微生物发酵：将黄单胞菌ATCC17915种子液和乳糖发酵短杆菌ATCC13869（该菌株出处可参见短杆菌变异株FMP92814产苯丙氨酸的研究，工业微生物1995年）种子液按照2:1的体积比混合，然后添加载体，搅拌均匀得到混合种子液，静置6小时，然后转入发酵培养基中培养，同时往发酵培养基中添加通透剂，培养时间为72小时，控制温度33℃，pH值7.2，得到发酵液；

所述混合种子液和发酵培养基的体积比为1:10；所述载体的添加量占混合种子液质量的百分之一；所述通透剂的添加量占发酵培养基质量的万分之一；

所述发酵培养基的组分为：葡萄糖60g/L、玉米淀粉40g/L、豆粕10g/L、乳糖10g/L、低聚异麦芽糖7g/L、硫酸铵6g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、七水硫酸镁0.1g/L、硫酸锰6mg/L、硫酸亚铁6mg/L、氯化钾5mg/L、柠檬酸3mg/L，氯化锌1mg/L，pH为7.0；

4）提取黄原胶：往步骤3）得到的发酵液中加入磷酸，并搅拌均匀，控制溶液的pH值为5.1；然后向溶液中加入乙醇，控制溶液中乙醇的体积百分比浓度在60%，搅拌20分钟，随后进行固液分离；分离得到的固体再加入到同等质量的乙醇中，搅拌30分钟，再次进行固液分离，所得固体在60℃下进行干燥，将干燥后的固体粉碎，即得天然食品添加剂黄原胶。

经计算所得黄原胶产率达4.06g/100mL，转化率达86.3%，得到的黄原胶成品极易溶于水，溶解速度均匀，粘度适中，无结团及鱼眼生成。纯度经检测达到98%以上，达到食品添加剂级别标准。

对比例1

一种天然食品添加剂黄原胶的制备工艺，其包括如下步骤：

1）制备通透剂：将乳糖酸钙、丙三醇以及玉米油按照2:1:1的质量比混合均匀而得；

2）微生物发酵：将黄单胞菌ATCC17915种子液和乳糖发酵短杆菌ATCC13869种子液按照2:1的体积比混合，搅拌均匀得到混合种子液，静置6小时，然后转入发酵培养基中培养，同时往发酵培养基中添加通透剂，培养时间为72小时，控制温度33℃，pH值7.2，得到发酵液；

所述混合种子液和发酵培养基的体积比为1:10；所述通透剂的添加量占发酵培养基质量的万分之一；

所述发酵培养基的组分为：葡萄糖60g/L、玉米淀粉40g/L、豆粕10g/L、乳糖10g/L、低聚异麦芽糖7g/L、硫酸铵6g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、七水硫酸镁0.1g/L、硫酸锰6mg/L、硫酸亚铁6mg/L、氯化钾5mg/L、柠檬酸3mg/L，氯化锌1mg/L，pH为7.0；

3）提取黄原胶：往步骤2）得到的发酵液中加入磷酸，并搅拌均匀，控制溶液的pH值为5.1；然后向溶液中加入乙醇，控制溶液中乙醇的体积百分比浓度在60%，搅拌20分钟，随后进行固液分离；分离得到的固体再加入到同等质量的乙醇中，搅拌30分钟，再次进行固液分离，所得固体在60℃下进行干燥，将干燥后的固体粉碎，即得天然食品添加剂黄原胶。经计算所得黄原胶产胶产率达3.21g/100mL，转化率达77.8%。

对比例2

一种天然食品添加剂黄原胶的制备工艺，其包括如下步骤：

1）制备载体：将竹炭纤维、壳聚糖以及水按照1:2:4的质量比混合，300转/min搅拌5min，然后烘干，粉碎成粉末即得；

2）微生物发酵：将黄单胞菌ATCC17915种子液和乳糖发酵短杆菌ATCC13869种子液按照2:1的体积比混合，然后添加载体，搅拌均匀得到混合种子液，静置6小时，然后转入发酵培养基中培养，培养时间为72小时，控制温度33℃，pH值7.2，得到发酵液；

所述混合种子液和发酵培养基的体积比为1:10；所述载体的添加量占混合种子液质量的百分之一；

所述发酵培养基的组分为：葡萄糖60g/L、玉米淀粉40g/L、豆粕10g/L、乳糖10g/L、低聚异麦芽糖7g/L、硫酸铵6g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、七水硫酸镁0.1g/L、硫酸锰6mg/L、硫酸亚铁6mg/L、氯化钾5mg/L、柠檬酸3mg/L，氯化锌1mg/L，pH为7.0；

3）提取黄原胶：往步骤3）得到的发酵液中加入磷酸，并搅拌均匀，控制溶液的pH值为5.1；然后向溶液中加入乙醇，控制溶液中乙醇的体积百分比浓度在60%，搅拌20分钟，随后进行固液分离；分离得到的固体再加入到同等质量的乙醇中，搅拌30分钟，再次进行固液分离，所得固体在60℃下进行干燥，将干燥后的固体粉碎，即得天然食品添加剂黄原胶。经计算所得黄原胶产胶产率达3.43g/100mL，转化率达79.5%。

对比例3

一种天然食品添加剂黄原胶的制备工艺，其包括如下步骤：

1）制备载体：将竹炭纤维、壳聚糖以及水按照1:2:4的质量比混合，300转/min搅拌5min，然后烘干，粉碎成粉末即得；

2）制备通透剂：将乳糖酸钙、丙三醇以及玉米油按照2:1:1的质量比混合均匀而得；

3）微生物发酵：往黄单胞菌ATCC17915种子液中添加载体，搅拌均匀得到种子液，静置6小时，然后转入发酵培养基中培养，同时往发酵培养基中添加通透剂，培养时间为72小时，控制温度33℃，pH值7.2，得到发酵液；

所述种子液和发酵培养基的体积比为1:10；所述载体的添加量占种子液质量的百分之一；所述通透剂的添加量占发酵培养基质量的万分之一；

所述发酵培养基的组分为：葡萄糖60g/L、玉米淀粉40g/L、豆粕10g/L、乳糖10g/L、低聚异麦芽糖7g/L、硫酸铵6g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、七水硫酸镁0.1g/L、硫酸锰6mg/L、硫酸亚铁6mg/L、氯化钾5mg/L、柠檬酸3mg/L，氯化锌1mg/L，pH为7.0；

4）提取黄原胶：往步骤3）得到的发酵液中加入磷酸，并搅拌均匀，控制溶液的pH值为5.1；然后向溶液中加入乙醇，控制溶液中乙醇的体积百分比浓度在60%，搅拌20分钟，随后进行固液分离；分离得到的固体再加入到同等质量的乙醇中，搅拌30分钟，再次进行固液分离，所得固体在60℃下进行干燥，将干燥后的固体粉碎，即得天然食品添加剂黄原胶。经计算所得黄原胶产胶产率达3.15g/100mL，转化率达82.9%。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种天然食品添加剂黄原胶的制备工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：

1）制备载体：将竹炭纤维、壳聚糖以及水按照1:2:4的质量比混合，300转/min搅拌5min，然后烘干，粉碎成粉末即得；

2）制备通透剂：将乳糖酸钙、丙三醇以及玉米油按照2:1:1的质量比混合均匀而得；

3）微生物发酵：将黄单胞菌ATCC17915种子液和乳糖发酵短杆菌ATCC13869种子液按照2:1的体积比混合，然后添加载体，搅拌均匀得到混合种子液，静置6小时，然后转入发酵培养基中培养，同时往发酵培养基中添加通透剂，培养时间为72小时，控制温度33℃，pH值7.2，得到发酵液；

所述混合种子液和发酵培养基的体积比为1:10；所述载体的添加量占混合种子液质量的百分之一；所述通透剂的添加量占发酵培养基质量的万分之一；

所述发酵培养基的组分为：葡萄糖60g/L、玉米淀粉40g/L、豆粕10g/L、乳糖10g/L、低聚异麦芽糖7g/L、硫酸铵6g/L、磷酸二氢钾0.1g/L、七水硫酸镁0.1g/L、硫酸锰6mg/L、硫酸亚铁6mg/L、氯化钾5mg/L、柠檬酸3mg/L，氯化锌1mg/L，pH为7.0;

4）提取黄原胶：往步骤3）得到的发酵液中加入磷酸，并搅拌均匀，控制溶液的pH值为5.1；然后向溶液中加入乙醇，控制溶液中乙醇的体积百分比浓度在60%，搅拌20分钟，随后进行固液分离；分离得到的固体再加入到同等质量的乙醇中，搅拌30分钟，再次进行固液分离，所得固体在60℃下进行干燥，将干燥后的固体粉碎，即得天然食品添加剂黄原胶。