[发明专利]黄原胶的一种分离纯化工艺

说明书

技术领域

本发明属于黄原胶生产技术领域，具体涉及一种从发酵液中分离纯化黄原胶的方法。 

背景技术

黄原胶(Xanthan gum)是目前世界上生产规模最大且用途最为广泛的微生物多糖，是由黄单胞菌(Xanthomonas campestris)利用碳水化合物产生的一种胞外多糖，具有良好的水溶性、增粘性、假塑性和耐酸碱、耐盐及耐酶解的能力，常被用作增稠剂、乳化剂、悬浮剂、稳定剂，广泛应用于化工、食品、陶瓷、医药、纺织、采油、印染、涂料、炸药、冶金、造纸、灭火、农药和化妆品等领域。 

随着黄原胶应用范围的扩大，全球和国内黄原胶的生产能力逐年上升，黄原胶的市场需求量每年以8％的速度增长，因此黄原胶的生产能力还需要继续加大，市场还属于高速成长期。但目前黄原胶的发酵产品质量低，产胶率低，造成了生产成本较高，黄原胶的价格较贵等限制黄原胶的发展应用。我国黄原胶的生产工艺相对落后，高附加值的精细化工级黄原胶、透明型黄原胶、各种专用型黄原胶等产品生产能力比较薄弱；发酵能力、多糖转化率等指标与国际先进水平相比有较大差距。 

黄原胶生产包括发酵和下游加工两部分，比较而言，对黄原胶生产的下游加工(分离、纯化和制成成品)研究较少，而下游加工所需费用占生产成本的50％～60％。高品质黄原胶如澄清型黄原胶、速溶型黄原胶(这些产品进口价格均为国内食品级黄原胶价格的两倍以上)等，其下游加工费用更高。因此，下游 加工过程直接决定黄原胶的质量和生产成本，下游加工技术已成为黄原胶生产的关键工序。 

黄原胶发酵液中除了含有较低浓度(2％～5％)的黄原胶之外，还有大量的菌丝体、残糖、无机盐及其他杂质，不同的分离纯化方法将决定黄原胶的性能、质量和用途。目前，黄原胶产品的分离纯化的工艺方法主要有直接干燥法、有机溶剂沉淀法、盐析沉淀法和超滤膜分离法等，但在应用上都受到各自条件的制约。如何最大限度地、廉价地除去黄原胶溶液中菌体残骸及来自发酵底物的固体杂质、将黄原胶浓缩到一定程度以降低干燥所用能量、沉淀剂用量及再生费用，是目前黄原胶后处理中存在的问题。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种制取优质透明黄原胶的方法，以克服现有技术的不足。

为了实现上述目的，本发明采用从发酵液中分离纯化黄原胶的工艺，包括以下步骤： 

(1)稀释：用水将黄原胶发酵液稀释1～2倍； 

(2)珍珠岩过滤：采用珍珠岩助滤剂过滤发酵液，使用量为10～30g/L，可以有效地将发酵液中存在的大量的菌体细胞和其他不溶物与珍珠岩一起除去； 

(3)中性蛋白酶处理：将珍珠岩的滤过液调pH至7.0，每升滤液添加10000～100000U的中性蛋白酶，45～50℃保温1～2h，中性蛋白酶处理可除去菌体残骸等蛋白质不溶物，使所得的黄原胶具有较好的粘度和透光度，提高产品的纯度； 

(4)灭酶处理：将酶处理的发酵液调节温度至80～100℃，保温20～60min灭 酶活； 

(5)超滤浓缩：采用孔径为0.2～0.4μm的滤膜，对酶处理的发酵液进行超滤浓缩，滤出液经反渗透处理后，可以重新用于发酵液前处理——稀释； 

(6)乙醇沉淀：将超滤浓缩液加入2～3倍体积的95％乙醇中，不断搅拌，至溶液不粘，离心收集沉淀，回收乙醇； 

(7)成品：75～85℃干燥、粉碎，即得纯度大于95％的黄原胶产品。 

本发明的效果为： 

A、在对黄原胶发酵液进行前处理时，综合运用了珍珠岩过滤法和酶降解法，珍珠岩比硅藻土更为价廉高效，先用比较经济的珍珠岩过滤发酵液，就可以用更少量的酶除去残留的死菌，比通常用酶直接处理发酵液更为经济，两者相结合更能减少杂质残留，有效提高了黄原胶的质量； 

B、传统制取黄原胶都是往发酵液中直接加乙醇沉淀，要消耗大量的试剂，而本发明对经过前处理的发酵液采用超滤浓缩，浓缩液中黄原胶含量有较大幅度提高，能大大地节省分离纯化过程中乙醇用量，有效降低成本； 

C、将超滤的滤出水进行反渗透处理后，可以重新用于分离纯化的第一步骤——稀释发酵液中，有效减少了废水量的产生。 

本发明分离纯化黄原胶的方法，制备工艺简单、操作方便、提取成本低、收率高、透光率高，本发明所制备的黄原胶产品，含量为1％的黄原胶水溶液在波长为600nm时透光率高于85％。 

附图说明

附图1是将黄原胶发酵液稀释，进行珍珠岩过滤、中性蛋白酶降解、灭酶活、超滤浓缩、乙醇沉淀、离心干燥，得到高品质黄原胶产品的工艺流程图。 

具体实施方式