B CÔNG TH NGỘ ƯƠ
TR NG Đ I H C CÔNG NGHI P TH C PH M TP.HCMƯỜ Ạ Ọ Ệ Ự Ẩ
KHOA CÔNG NGH TH C PH MỆ Ự Ẩ
NG D NG CÔNG NGH SINH H C TRONG CÔNG NGHỨ Ụ Ệ Ọ Ệ
TH C PH MỰ Ẩ
Đ tài 5: QUY TRÌNH S N XU T XANTHAN GUMề Ả Ấ
GVHD: Nguy n Th Thu Sangễ ị
Nhóm 2_l p 11CDTP1ớ
Nguy n Th Ph ng Dungễ ị ươ 3005110049
Nguy n Th Thùy D ngễ ị ươ 3005110041
Nguy n Th Oanhễ ị 3005110218
Võ Lan Ph ngươ 3005110228
Huỳnh Th Ph ng Dungị ươ 3005110047
Tp.HCM, tháng 6 năm 2014
L i m đ uờ ở ầ
Xanthan gum là m t polysaccharide đ c sinh t ng h p t vi sinh v t. Có nhi u lo iộ ượ ổ ợ ừ ậ ề ạ
polysaccharide đ c sinh t ng h p b i vi sinh v t nh alginate, curlane, dextran,ượ ổ ợ ở ậ ư
gellan, glucan, pullulan và xanthan. Trong s nh ng lo i này thì xanthan gum có vaiố ữ ạ
trò v t tr i h n b i có tính đ nh h ng, ng d ng nhi u.ượ ộ ơ ở ị ướ ứ ụ ề
Đ i v i ngành th c ph m, nh ng nhu c u v gum t nhiên đang có xu h ng gi mố ớ ự ẩ ữ ầ ề ự ướ ả
xu ng, trong khi đó xanthan l i có xu h ng tăng. Đ hi u h n v tính ch t, ngố ạ ướ ể ể ơ ề ấ ứ
d ng và các c ch t ng h p nên xanthan gum nhóm chúng em xin đ c tìm hi uụ ơ ế ổ ợ ượ ể
v “Quy trình s n xu t xanthan gum”. ề ả ấ
Tuy nhiên v i s l ng kh ng l các ki n th c đã bi t nên vi c l a ch n nh ngớ ố ượ ổ ồ ế ứ ế ệ ự ọ ữ
ki n th c nào phù h p s không tránh kh i nh ng thi u sót. Nhóm chúnng em r tế ứ ợ ẽ ỏ ữ ế ấ
mong nh n đ c nh ng ý ki n đóng góp c a cô, đ l n sau nhóm em vi t ti u lu nậ ượ ữ ế ủ ể ầ ế ể ậ
đ t k t qu cao h n.ạ ế ả ơ
M c l cụ ụ
Quy trình s n xu t xanthan gumả ấ nhóm 2
1. T ng quan v xanthan gumổ ề
1.1. Gi i thi u v xanthan gumớ ệ ề
1.1.1. Khái niệm
Xanthan gum là một polysaccharide được sử dụng như là một phụ gia th cự phẩm và
chất điều chỉnh l uư biến. Là sản phẩm lên men c aủ glucose và saccharose
bởi vi khuẩn Xanthomonas campestris.
Xanthomonas campestris là loại vi khuẩn gây ra bệnh m cụ đen trên cải, hoa lơ và các
loại rau lá mỏng khác.
1.1.2. L chị sử ra đ iờ c aủ xanthan gum:
Cách đây rất lâu, con người đã tìm hiểu được rằng các loài Xanthomonas có
thể sản xuất ra những khối sền sệt.
Cuối năm 1950, xanthan đã được phát minh tại Northern Reaseach Center
(NRRC), Peoria, Illinois.
Bà Allene Rosalind Jeanes và cộng sự của bà ởVi nệ Nông Nghiệp Hoa Kỳ
(U
n i t
e d S t
a t
e s D e p a r t
m e
n t
o
f A g r
i c u
l t
u r e
) đã tổ ch cứ cuộc kiểm tra các loài vi sinh
vật có khả năng sản xuất ra các loại gum tan trong nước, trong số đó, xanthan là
một polysaccharide tổng hợp bằng phương pháp sinh học mà có tiềm năng ứng
dụng rất lớn so với các loại gum tan trong nước được sản xuất bằng phương
pháp tự nhiên.
Đầu những năm 1960, xanthan trở thành sản phẩm thương mại bởi công ty
Kelco với tên thương mại là Kelzan (theo W h i s t
l e r
) nhưng không thích hợp cho
thương mại mãi đến năm 1964.
Năm 1969, xanthan đã được tổ ch cứ FDA (the American Food and Drug
Administration) cho phép sử dụng làm phụ gia th cự phẩm sau những nghiên c uứ và
thử nghiệm trên động vật. Nó được phép sử dụng ởcác nước: Hoa Kỳ, Canada,
Châu Âu (1982). Số kí hiệu là E415.
Các công ty sản xuất xanthan nổi tiếng: Merck, Pfizer và Kelco c aủ Mĩ,
Rhône Poulenc và Sanofi-Elf c aủ Pháp, Jungbunzlauer c aủ Úc.
Quy trình s n xu t xanthan gumả ấ nhóm 2
1.1.3. C uấ tạo và tính ch tấ
1.1.3.1.C u ấ t oạ
1.1.3.2.C u t o phân tấ ạ ử
Xanthan bao gồm những cụm 5 gốc đường được lặp lại, mỗi cụm gồm 2
gốc đường D - glucose, 2 gốc đường D - mannose, 1 gốc đường D - glucoronate và
các gốc acetate, pyruvate với số lượng thay đổi.
Mỗi cụm đơn vị của mạch chính trong chuỗi polysaccharide bao gồm các gốc
β – D – glucose, liên kết với nhau bằng liên kết β – 1, 4 glycoside. Yếu tố này giống
với cấu trúc c a ủcellulose.
Mạch nhánh gồm 1 gốc glucoronate nằm ở gi aữ liên kết với 2 gốc
mannose. Vị trí th nứhất c aủ gốc D-glucoronate liên kết với vị trí thứ hai của 1 gốc
D - mannose, còn vị trí thứ tư c a gủ ốc D-glucoronate liên kết với vị trí thứ nhất c aủ
một gốc mannose khác.
Mạch nhánh liên kết với mạch chính tại vị trí thứ 3 trên gốc cellulose c aủ
mạch chính và vị trí thứ nhất trên gốc mannose c aủ m cạh nhánh.
Khoảng một n aử số gốc mannose ở cuối có nhóm acid pyruvic liên kết do
nhóm ketal tạo vòng tại vị trí 4 – 6 trên gốc mannose
Gốc mannose còn lại liên kết với một acetyl tại vị trí thứ 6.
Xanthan gum cũng ch aứ các ion dương hóa trị một như là Na, K.
Mạch nhánh và mạch thẳng xoắn chặt với nhau tạo thành hình dạng bền chặt
H ìn h
1.1: C uấ trúc m tộ đơn vị cu ảxanthangum
1.1.3.3. Kh i l ng phânố ượ t :ử
Có thể từ 0.9 triệu đến 1.6 triệu Dalton, nó phụ thuộc vào nguồn vi sinh vật
Quy trình s n xu t xanthan gumả ấ nhóm 2
và điều kiện th cự hiện quá trình lên men.
Đôi khi khối lượng phân tử xanthan cũng có thể lên đến 13 - 50 triệu Dalton.
Hình 1.2. c u t o c a xanthan gumấ ạ ủ
1.1.3.4. Tr ng thái phân t :ạ ử
Xanthan là phân tử sinh học xoắn đôi nhưng không đối xứng nhau.
Mạch nhánh và mạch thẳng xoắn chặt với nhau tạo thành hình dạng bền chặt.
Các phân tử có thể co lại hình xoắn ốc kép hình thành nên cấu trúc đặc
quánh, khi gặp một số điều kiện sẽ bị duỗi m cạh làm thay đổi tính chất.
Mạch chính được mạch bên bảo vệ nên làm cho xanthan tương đối bền với
acid, kiềm và enzyme.
1.1.3.5. Thành ph n c u t oầ ấ ạ
Acid pyruvic là một thành phần rất quan trọng do nó tác động đến khả năng
hòa tan trong nước c aủ polymer. Thành phần acid pyruvic trong xanthan khác nhau
phụ thuộc vào chủng Xanthomonas campestris (có những chủng sản xuất ra hàm
lượng acid pyruvic rất cao, có những chủng lại sản xuất ra với hàm lượng rất thấp),
điều kiện lên men và điều kiện thu hồi sản phẩm.
B ng 1.1ả Thành ph nầ % của D – glucose, D – mannose, D – glucuronic acid,
pyruvate, acetate trong polysaccharide do một số ch nủg vi khu nẩ khác nhau t oạ ra.
Vi khuẩn
D -
D-
D –
Pyruva
Aceta