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黃原膠又稱漢生膠、甘藍黑腐病黃單胞菌膠、黃桿菌膠、黃單胞桿菌多糖、黃單胞多糖,來源于微生物黃單胞菌屬,用發酵法進行工業化生產而得,呈乳白色、淡黃到淺褐色顆粒或粉末。黃原膠屬天然膠,與其他天然膠相比,它可進行工業化生產,且不受資源、氣候的限制,其優越性已取代或將取代許多合成膠和天然膠在食品中的位置。其具有良好的增稠性和假塑性;有良好的分散作用、乳化穩定作用和懸浮能力;有很強的黏合作用,防膠體脫水作用;在低鹽 pH2~12范圍內具有極好的穩定性;在巴氏滅菌中具有極好的穩定性;與槐豆膠、瓜爾膠相互作用形成凝膠時有顯著的增效性。
黃原膠的生產是以碳水化合物(如玉米、淀粉等)為主要原料,經黃單胞桿菌 (Xanthomonas campestris)生物發酵工程培養、乙醇提取、干燥、粉碎而得。目前,國內外黃 原膠生產工藝路線大體相同,我國與發達國家相比只是在規模、發酵技術、設備、溶劑類 型及消耗、能耗等方面有差距外,其他基本一致。生產一般分為發酵和提取兩個工段。傳統工藝存在兩大問題:1.發酵介質地混合、供氧和傳熱等極為困難,能耗大;2.以酒精進行固液分離,乙醇用量大且回收率低。
針對上述方法存在的問題,本發明開發了一種膜分離濃縮黃原膠發酵液生產黃原膠的方法,使生產黃原膠時乙醇的用量從發酵液體積的2.5倍減少到發酵液原體積的0.9倍,節約60%以上,大大降低了原材料消耗,節約了原料成本。
CN200610036390.3針對現有的黃原膠生產過程中的乙醇沉淀工序其乙醇的消耗量大和 產品未脫鹽,灰份較高,純度較低等問題,提供一種原材料料消耗較少、得率高、產品純度高,且適合于工業化生產的膜分離濃縮黃原膠發酵液生產黃原膠的方法。本發明的目的是通過如下方法實現的:
1)微濾脫鹽濃縮:將黃原膠發酵液從貯罐中泵入微濾膜組件中過濾脫鹽濃縮,得黃原膠脫鹽濃縮液;
2)乙醇沉淀:將經微濾脫鹽濃縮所得的黃原膠脫鹽濃縮液加入乙醇,沉淀黃原膠;
3)壓濾:將經乙醇沉淀的黃原膠沉淀壓濾,得含濕小于23%~30%的黃原膠(含固量 70%~77%)和過濾液,過濾液經蒸餾回收乙醇;
4)干燥造粒:將壓濾所得黃原膠干燥并粉碎造粒得黃原膠。
應用本發明所述的微濾濃縮分離方法,可以實現以下目的:可以大大降低原材料消耗,節約了原料;在濃縮黃原膠溶液的同時還可以去除溶液中的無機鹽,降低黃原膠的灰份,提高黃原膠的純度和產品性能。
黃原膠已廣泛用于食品中。在果汁中添加0.2%~1%,使果汁有良好的黏著性,口感好,控制滲透和流動;作為面包的添加劑,可使面包穩定性好,質地光滑,節約時間,降低成本;在面包餡、食品夾心餡及糖衣中使用 0.25%,可增加口感和風味,制品組織光滑,延長貨架期,提高制品對加熱和冷凍的穩定性;在乳制品中,冰淇淋中加入0.1%~0.25%,可起優良的穩定作用;在罐頭食品中提供良好的黏度控制,可替代部分淀粉,一份黃原膠可代替3~5份淀粉。同時,在糖果、調味品、冷凍食品及液體食品中,黃原膠也得到了廣泛的應用。
以黃原膠和明膠為壁材復凝聚法制備微囊。微囊技術起于20世紀30年代,美國的Wurster用物理方法制備了微囊。到20世紀70 年代,微囊技術的工藝日益成熟,應用范圍逐漸擴大,今天它已從最初的藥物包覆和無炭 復寫擴展到了醫藥、食品、日用化學品、肥料、化工等諸多領域。目前,微囊技術在國外發展迅速,美國對它的研究一直處領先地位。我國的研究起步較晚,在20世紀80代中期引進了這一概念,雖然在微囊技術應用方面也有許多發展,但同國外相比,我國仍處于起步階段,進口微囊在生產中仍占主導地位。
本發明CN201310112929.9解決現有方法制備的微囊包封率低和粒徑大的問題,提供一種以黃原膠和明膠為壁材復凝聚法制備微囊的方法。本發明一種以黃原膠和明膠為壁材復凝聚法制備微囊的方法包括以下步驟:
一、將明膠加入水中,浸泡20min~30min后,加熱使其溶解,即得到濃度為 0.05g/mL~0.45g/mL的明膠溶液,靜置6h~8h;
二、將黃原膠加入水中,浸泡20min~30min后,加熱使其溶解,即得到濃度為 0.001g/mL~0.05g/mL的黃原膠溶液,靜置6h~8h;
三、向步驟一中制備的明膠溶液中加入芯材,高剪切20s~40s,得到穩定的O/W型乳 劑,然后向其中滴加步驟二中制備的黃原膠溶液,在溫度為50~60℃的條件下,恒溫攪拌 15min~25min,得到混合液;其中步驟三中所述的明膠溶液中明膠的質量和步驟三中所述的黃原膠溶液中黃原膠的質量之比為1∶(0.2~2.5);步驟三中所述的明膠溶液中明膠的質量和步驟三中所述的黃原膠溶液中黃原膠的質量之和與步驟三中所述的芯材的質量的比為 1∶(0.4~2.3);
四、將步驟三得到的混合液的pH值調節至3.5~4.5,得到pH為3.5~4.5的混合液,然 后加入固化劑,反應30min~120min后,得到微囊混懸液;其中步驟四中所述的固化劑與步 驟四中所述的pH為3.5~4.5的混合液中明膠的質量之比為1∶(0.5~2.0);
五、將步驟四得到的微囊混懸液干燥,得到以黃原膠和明膠為壁材的微囊。
本發明以黃原膠和明膠為壁材通過復凝聚法制備的微囊的方法,以水溶性高分子化合物為天然食品原料,使用安全、性質穩定,通過改變體系的pH值使溶液中的高分子化合物形成聚合物,同時體系的pH值、溫度或水溶液濃度的變化導致乳劑系統表面張力的減小,從而使得芯材被壁材的凝聚相所包裹,達到了對芯材藥物的保護,隔絕或減少了芯材藥物與氧氣的接觸,防止芯材藥物失活,大大提高了芯材藥物的儲藏時間。
本發明工藝操作簡單,制備過程條件溫和,所需設備簡單,所用輔料價廉、易得,所用溶劑為水,無毒, 實現生產的零排放,制備的微囊粒徑分布均一、粒徑分布窄,微囊直徑可達0.5μm~1μm, 表面致密,耐熱性好、比表面積大、具有良好的表面滲透能力,且所得粉末具有良好的流動性,并且不易吸潮,包封率可達90%以上,載藥量最高可達70%,60℃下放置10天僅氧化了3%~8%,抗氧化能力強,進行體外藥物釋放度試驗,釋藥全過程的時間為12小時, 累積釋放率可達90%以上,緩釋效果好,還可以通過調控微囊尺寸和芯材含量以達到各種目的,易實現大規模生產。
[1] 中華烘焙食品大辭典·原輔料及食品添加劑分冊
[2] CN200610036390.3 一種膜分離濃縮發酵液生產黃原膠的方法
[3]CN201310112929.9 一種以黃原膠和明膠為壁材復凝聚法制備微囊的方法