专利名称：一种增加黄原胶产品粘度的预处理方法
技术领域：
本发明属于黄原胶产品制备技术领域，尤其涉及一种增加黄原胶产品粘度的预处理方法。
背景技术：
黄原胶(Xanthan gum)是野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)以碳水化合物为主要原料，经发酵产生的一种微生物胞外杂多糖。其分子结构组成为D-葡萄糖、 D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸组成的“五糖重复单元”结构聚合体，相对分子质量在2X106 2X107，所含乙酸和丙酮酸的比例取决于菌株和后发酵条件。它的一级结构是由β (1 — 4)糖苷键连接的葡萄糖基主链与三糖单位的侧链组成；其侧链由D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸交替连接而成，分子比例为2 1 ；在C6位置带有乙酰基的D-廿露糖以α (1 — 3)键与主链连接。在侧链末端的D-廿露糖残基上以缩醛形式带有丙酮酸(图 1)。侧链上的葡萄糖醛酸和丙酮酸群赋予了黄原胶负电荷。带负电荷的侧链之间以及侧链与聚合物骨架之间的相互作用决定了黄原胶溶液的优良性质。黄原胶高级结构是侧链和主链间通过氢键维系形成螺旋和多重螺旋。近年来，国内外学者对黄原胶在水溶液中的构象进行了大量的研究，认为黄原胶在氯化钠水溶液中主要以多分子缔合状态存在，少量以单分子状态存在，且为蠕状链，缔合状态的分子呈分段的双股螺旋构象，这是黄原胶的二级结构。黄原胶的双螺旋依靠微弱的共价键形成网状立体结构，这是黄原胶的三级结构，它在水中的存在形式如图2所示。目前，黄原胶由于其具有良好的的增稠性、触变性、乳化性、假塑性等优点，黄原胶在食品、石油、陶瓷、纺织、印染、医药、造纸、地矿、灭火、涂料、化妆品、牙膏等行业都有应用，但是随着应用的推广，各个行业对黄原胶的一些性能上又有了新的要求。目前，在食品等一些行业，对黄原胶粘度方面的要求越来越高，但是现在生产出的黄原胶产品暂时还达不到市场的要求，因此，通过一些方法提高黄原胶粘度，从而改进质量，使得产品达到市场要求的标准是非常有意义的。本实验是通过加热处理的方法，对黄原胶的发酵液进行处理，再从处理后的发酵液中提取样品，检测样品的粘度指标。经过研究发现了升温对最终的黄原胶产品的粘度都有所改善，并通过实验得出了最佳的预处理条件。目前对黄原胶发酵工艺的的研究较多，但对于黄原胶发酵液的预处理这方面应用工艺的研究目前很少见报道，因此，本实验的结论对实际的应用具有较高的指导意义。
发明内容
本发明是通过加热处理的方法，对黄原胶的发酵液进行处理，再从处理后的发酵液中提取样品，检测样品的粘度指标。经过研究发现了升温到75-95°C对最终的黄原胶产品的粘度提高较大。一种增加黄原胶产品粘度的预处理方法，具体实验工艺流程如 下
(1)黄原胶发酵液制备采用玉米淀粉(4-6% )、豆粉(0. 5-2% )、碳酸钙(0. 3-1%)、其余为水，作为发酵培养基，在PH7. 0、温度30士2°C条件下通风搅拌发酵65-75h，停止搅拌和控温，发酵结束后收集发酵液；(2)发酵液预处理对获得的黄原胶发酵液进行升温处理，使得发酵液温度升到75-95°C范围内，在这个温度范围内对发酵液搅拌30-60min，处理结束后冷却发酵液到25_35°C，准备提取；(3)黄原胶提取
按黄原胶发酵液体积，加入2-5倍体积80-90 %的酒精溶液，充分搅拌，搅拌时间为15-30min，使得黄原胶溶液脱水絮凝，呈纤维状析出，再将沉淀物离心分离出来，用 85-95%酒精洗涤1-2次，离心、压滤、然后真空干燥、粉碎得到成品。本发明相比较现在的黄原胶生产技术来说，主要在发酵液提取这个过程中作了改进，通过选择一个合适的温度对发酵液升温，从而改变黄原胶产品的质量。温度选择的方案如下取发酵完成的发酵液，按如下方法处理(1)对照不做处理；(2)55_75°C处理 30-60min ； (3)75-95 "C 处理 30_60min ； (4)95-115 "C 处理 30_60min ； (5) 115-135 "C 处理 30-60min。对处理后的发酵液用酒精提取，烘干及粉碎，检测样品的粘度、0.2%粘度和三转粘度(TR)，通过分析结果来比较预处理的效果。实验结果如下(1)1% 粘度各组分的粘度如图3所示，随处理温度升高，粘度呈现上升趋势，这说明， 温度对粘度有较大影响，经加热后，各组的粘度都较对照组高。(2)0. 2% 粘度各组分0. 2%粘度变化如图4所示随着温度升高，粘度逐渐升高，到75-95°C时， 0.2%粘度达到最高，继续升高温度，0.2%粘度就会逐渐降低，到115-135 高温时粘度降低较大，由此可见，温度太高也不利于黄原胶0.2%的粘度。由此可知，在75-95°C这个温度，最有利于0. 2%粘度粘度提高，这个温度，粘度较对照提高5%以上。(3)三转粘度值(TR值)各组分的三转粘度(TR)值变化如图5所示，对照组TR值为17，而115_135°C高温时，TR值急剧降低，仅为2，这说明在温度极高时对TR值有较大影响。在75-95°C温度时， TR值达到最高，继续升高温度，TR值就会逐渐降低。根据上述结果，可以得出如下结论升温有利于提高粘度、0.2%粘度和三转粘度，其中115_135°C高温时，粘度提高最多，但是在这个温度时，0. 2%粘度和三转粘度都会大幅降低，而在75-95°C温度时，这三个粘度指标都有所提高，因此75-95°C这个温度是一个合适的预处理温度。在这个温度时，粘度较对照提高6%以上，0.2%粘度较对照提高4%以上，而三转粘度较对照提高20%以上。形成以上结果的原因由于黄原胶在其水溶液中存在形式如图2所示，存在螺旋型和不定型。随着温度升高，黄原胶从螺旋型向不定型转变(即图2中平衡向左移动)，改变了其聚合物的胶连方式和程度，从而使溶液粘度增力口。而当温度超过一定值时，黄原胶在高温下发生不可逆的变化，所以造成了 0. 2%粘度和三转粘度的降低。
本发明的有益效果为采用升温的预处理方法，随着温度升高，黄原胶从螺旋型向不定型转变，改变了其聚合物的胶连方式和程度，黄原胶产品的理化性质发生变化，从而使溶液粘度增加，提高产品的质量。经过升温处理后黄原胶产品的粘度提高6%以上， 0. 2%粘度提高4%以上，而三转粘度提高20%以上。而且该方法操作简便、成本较低，只影响产品的理化性质，对产品的应用没有其他副作用。
图1为黄原胶的一级结构图2为黄原胶在水溶液中存在形式
图3随温度变化各组分1 %粘度的变化情况图4随温度变化各组分0. 2 %粘度的变化情况图5随温度变化各组分TR值的变化情况
具体实施例方式下面通过具体实施例进一步说明本发明的技术方案，但是本发明的技术方案不以实施例为限。实施例1一种增加黄原胶产品粘度的预处理方法，具体实验工艺流程如下(1)黄原胶发酵液制备采用玉米淀粉4%、豆粉0.5%、碳酸钙0.3%、其余为水，作为发酵培养基，在 PH7. 0、温度28°C条件下通风搅拌发酵65h，停止搅拌和控温，发酵结束后收集发酵液；(2)发酵液预处理对获得的黄原胶发酵液进行升温处理，使得发酵液温度升到75°C范围内，在这个温度范围内对发酵液搅拌30min，处理结束后冷却发酵液到25°C，准备提取；(3)黄原胶提取按黄原胶发酵液体积，加入2倍体积浓度85%的酒精溶液，充分搅拌，搅拌时间为 15min,使得黄原胶溶液脱水絮凝，呈纤维状析出，再将沉淀物离心分离出来，用85%酒精洗涤2次，离心、压滤、然后真空干燥、粉碎得到成品。实施例2一种增加黄原胶产品粘度的预处理方法，具体实验工艺流程如下(1)黄原胶发酵液制备采用玉米淀粉6%、豆粉1 %、碳酸钙0. 7%、其余为水，作为发酵培养基，在pH7. 0、 温度30°C条件下通风搅拌发酵70h，停止搅拌和控温，发酵结束后收集发酵液；(2)发酵液预处理对获得的黄原胶发酵液进行升温处理，使得发酵液温度升到85°C范围内，在这个温度范围内对发酵液搅拌45min，处理结束后冷却发酵液到30°C，准备提取；(3)黄原胶提取按黄原胶发酵液体积，加入3倍体积85 %的酒精溶液，充分搅拌，搅拌时间为 25min,使得黄原胶溶液脱水絮凝，呈纤维状析出，再将沉淀物离心分离出来，用85%酒精洗涤2次，离心、压滤、然后真空干燥、粉碎得到成品。实施例3—种增加黄原胶产品粘度的预处理方法，具体实验工艺流程如下(1)黄原胶发酵液制备采用玉米淀粉6%、豆粉2%、碳酸钙1 %、其余为水，作为发酵培养基，在pH7. 0、温度32°C条件下通风搅拌发酵75h，停止搅拌和控温，发酵结束后收集发酵液；(2)发酵液预处理对获得的黄原胶发酵液进行升温处理，使得发酵液温度升到95°C范围内，在这个温度范围内对发酵液搅拌60min，处理结束后冷却发酵液到35°C，准备提取；(3)黄原胶提取按黄原胶发酵液体积，加入5倍体积85 %的酒精溶液，充分搅拌，搅拌时间为 30min,使得黄原胶溶液脱水絮凝，呈纤维状析出，再将沉淀物离心分离出来，用85%酒精洗涤2次，离心、压滤、然后真空干燥、粉碎得到成品。
权利要求
1.一种增加黄原胶产品粘度的预处理方法，其特征在于具体工艺流程为黄原胶发酵液制备工艺、发酵液预处理工艺和发酵液的提取工艺。
2.如权利要求1所述的增加黄原胶产品粘度的预处理方法，其特征在于所述的黄原胶发酵液制备工艺，具体步骤为采用玉米淀粉4-6%、豆粉0. 5-2%、碳酸钙0. 3-1 %、其余为水，作为发酵培养基，在PH7.0、温度30士2°C条件下通风搅拌发酵65-75h，停止搅拌和控温，发酵结束后收集发酵液。
3.如权利要求1所述的增加黄原胶产品粘度的预处理方法，其特征在于所述的发酵液的预处理工艺，具体步骤为对获得的黄原胶发酵液进行升温处理，使得发酵液温度升到75-95°C范围内，在这个温度范围内对发酵液搅拌30-60min，处理结束后冷却发酵液到 25-35 °C，准备提取。
4.如权利要求1所述的增加黄原胶产品粘度的预处理方法，其特征在于所述的发酵液的提取工艺，具体步骤为按黄原胶发酵液体积，加入2-5倍体积80-90%的酒精溶液，充分搅拌，搅拌时间为15-30min，使得黄原胶溶液脱水絮凝，呈纤维状析出，再将沉淀物离心分离出来，用85-95%酒精洗涤1-2次，离心、压滤、然后真空干燥、粉碎得到成品。
全文摘要
本发明属于黄原胶产品制备技术领域，尤其涉及一种增加黄原胶产品粘度的预处理方法。本实验是通过加热处理的方法，对黄原胶的发酵液进行处理，再从处理后的发酵液中提取样品，检测样品的粘度指标。经过研究发现了升温到75-95℃对最终的黄原胶产品的粘度提高较大。本发明在发酵液的提取工艺步骤中作了改进，通过选择一个合适的温度对发酵液升温，从而改变黄原胶产品的质量。
文档编号C08B37/00GK102260354SQ20101018556
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者司书锋, 杜金锁, 王寿权, 王新纲, 陈健 申请人:淄博中轩生化有限公司