一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法，屬于微生物發(fā)酵【技術(shù)領(lǐng)域】。包括種子培養(yǎng)-發(fā)酵培養(yǎng)-提取烘干粉碎-結(jié)冷膠粗品，其特征在于，發(fā)酵培養(yǎng)中發(fā)酵培養(yǎng)液采用對(duì)淀粉溶液接種黃單胞菌預(yù)處理和對(duì)氮源堿處理的方式以提高結(jié)冷膠的生產(chǎn)速率和產(chǎn)率。本發(fā)明的一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法可有效的提高結(jié)冷膠的產(chǎn)量和生產(chǎn)速率，并且可以利用價(jià)格低廉的淀粉作碳源、豆粕作氮源進(jìn)行生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本，單位產(chǎn)能提高30~35%，單位成本節(jié)約15%~40%，糖膠轉(zhuǎn)化率提高到70%以上。
【專利說(shuō)明】一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法，屬于微生物發(fā)酵【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)冷膠是繼黃原膠之后的又一新型微生物胞外多糖，其凝膠性能比黃原膠更為優(yōu)越。結(jié)冷膠是由四個(gè)糖分子依次為D-葡萄糖、D-葡萄糖醛酸、D-葡萄糖、L-鼠李糖通過(guò)糖苷鍵連接而成的高分子糖類化合物，其中第一個(gè)葡萄糖分子是以β_1，4糖苷鍵連接。它是以少動(dòng)鞘脂單胞菌為產(chǎn)生菌，經(jīng)有氧發(fā)酵而產(chǎn)生的細(xì)胞外多糖膠質(zhì)，是一種新型的凝膠劑，所形成的凝膠富含汁水，具有良好的風(fēng)味釋放性，有入口即化的口感。作為一種新型的微生物胞外多糖，結(jié)冷膠以其耐酸、耐堿、耐鹽、耐溫，透明度好，高懸浮、高穩(wěn)定等特點(diǎn)，在食品、藥品以及工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，具有良好的市場(chǎng)前景。
[0003]目前，為了降低結(jié)冷膠的生產(chǎn)成本，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者在結(jié)冷膠的生物發(fā)酵方面開(kāi)展了很多研究。主要針對(duì)結(jié)冷膠產(chǎn)生菌的優(yōu)化選育、培養(yǎng)基配方和發(fā)酵工藝條件(溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、通風(fēng)等)的優(yōu)化，或從發(fā)酵動(dòng)力學(xué)與代謝途徑方面，以期降低結(jié)冷膠生產(chǎn)成本。但結(jié)冷膠發(fā)酵原材料的選擇仍然集中在蔗糖、葡萄糖、蛋白胨等方面，導(dǎo)致發(fā)酵原材料成本居高不下，且發(fā)酵產(chǎn)膠量低，嚴(yán)重制約了結(jié)冷膠的工業(yè)化推廣。現(xiàn)有結(jié)冷膠發(fā)酵技術(shù)中原材料采用蔗糖、葡萄糖等，發(fā)酵成本較高；且現(xiàn)有工藝的氮源與多種無(wú)機(jī)鹽配成溶液后直接消毒，影響制約了結(jié)冷膠的發(fā)酵效率。為克服上述問(wèn)題，本發(fā)明采用普通淀粉作為碳源，降低了原材料成本；采用新型的氮源處理工藝，即氮源與碳酸鈣混合并調(diào)堿處理后再消毒，提高了結(jié)冷膠發(fā)酵效率，提高了產(chǎn)膠量。
[0004]雖然現(xiàn)有技術(shù)中已存在直接使用淀粉碳源和豆類氮源來(lái)生產(chǎn)結(jié)冷膠的設(shè)計(jì)，但在實(shí)際生產(chǎn)中結(jié)冷膠的產(chǎn)率仍然較低，至使結(jié)冷膠的生產(chǎn)成本升高。 申請(qǐng)人:在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，使用淀粉碳源和豆類氮源生產(chǎn)結(jié)冷膠的產(chǎn)率較低的重要原因有兩點(diǎn)，一是由于現(xiàn)有的生產(chǎn)結(jié)冷膠用菌種對(duì)淀粉類碳源和豆類氮源的直接利用率較低，致使發(fā)酵生產(chǎn)中，無(wú)法獲得高產(chǎn)量的結(jié)冷膠；二是菌種對(duì)豆類氮源的直接利用較為緩慢，導(dǎo)致發(fā)酵生產(chǎn)效率低,添加過(guò)多的無(wú)機(jī)鹽等成分,變相的增加了生產(chǎn)原料成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法，該方法可有效的提高結(jié)冷膠的產(chǎn)量和生產(chǎn)速率，并且可以利用價(jià)格低廉的淀粉作碳源、豆柏作氮源進(jìn)行生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:該生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法，包括種子培養(yǎng)-發(fā)酵培養(yǎng)-提取烘干粉碎，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)中發(fā)酵培養(yǎng)液采用如下步驟配置:
配置碳源溶液:將淀粉和水配置成淀粉占總質(zhì)量百分比5~8%的淀粉溶液；
碳源溶液滅菌:將淀粉溶液消毒，結(jié)束后降溫到28~33°C ；碳源溶液接種:向淀粉溶液中接入黃單胞菌培養(yǎng)液，黃單胞菌培養(yǎng)液與淀粉溶液體積t匕(簡(jiǎn)寫v/v) 2~4%，保持溫度28~33°C下，通無(wú)菌空氣，混勻10-?5小時(shí)，獲得淀粉處理液；配置氮源混合液:將豆柏、碳酸鈣和水混合攪拌獲得氮源混合液，氮源混合液中以質(zhì)量百分比濃度計(jì)含豆柏廣2%、碳酸鈣0.4~0.8% ；
氮源堿處理:向氮源混合液中按0.6"0.8mL/1OOmL添加堿溶液,調(diào)節(jié)pH值至9.(T9.5,獲得氮源堿處理液；
獲得發(fā)酵培養(yǎng)液:將加熱消毒后的氮源堿處理液加入到淀粉處理液中混合，并加入消毒后的水定容，以獲得以質(zhì)量百分比濃度計(jì)含淀粉3.0%~3.5%、豆柏0.3%~Ο.5%、碳酸鈣
0.15%~Ο.20%的發(fā)酵培養(yǎng)液，待發(fā)酵培養(yǎng)液溫度降低至28~33°C即得。
所述的淀粉為玉米淀粉。
[0007]所述的堿溶液為氫氧化鈉溶液。[0008]所述的種子培養(yǎng)包括以下步驟:
一級(jí)種子培養(yǎng):采用接種少動(dòng)鞘脂單胞菌進(jìn)行種子擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為以占總?cè)芤嘿|(zhì)量百分比濃度計(jì)葡萄糖1.0%~2.0%，蛋白胨1.0%~2.0%，酵母膏0.059Π).1%、氯化鈉0.2%~Ο.3%、消泡劑0.05%~0.2%、片堿f 1.5 kg/L,剩余成分為消毒后的水，初始pH值
7.0~7.5、溫度28~33°C，獲得一級(jí)種子培養(yǎng)液；
二級(jí)種子培養(yǎng):按照一級(jí)種子培養(yǎng)的培養(yǎng)條件，按照二級(jí)種子培養(yǎng)液和一級(jí)種子培養(yǎng)液體積百分比濃度5:1的比例放大培養(yǎng)。
[0009]所述的發(fā)酵培養(yǎng)的培養(yǎng)條件為初始pH值7.0-8.0，溫度28~33°C，通風(fēng)發(fā)酵50~60小時(shí)(簡(jiǎn)寫h)。
[0010]所述的提取烘干粉碎步驟中采用1.5^2.0倍體積、體積分?jǐn)?shù)7515%的酒精沉淀提取結(jié)冷膠并離心、烘干、粉碎。
[0011]所述的消毒采用12(Tl30°C下加熱消毒15~30min。
[0012]所述的氮源堿處理步驟中堿溶液的質(zhì)量百分比濃度為8~10%。
[0013]水為自來(lái)水或地下水。發(fā)酵過(guò)程中，將水經(jīng)12(Tl30°C下加熱消毒15~30min處理，
應(yīng)用于發(fā)酵。
[0014]碳源溶液接種中 申請(qǐng)人:采用黃單胞菌培養(yǎng)液用于分解淀粉，從而使得結(jié)冷膠生產(chǎn)菌株(本發(fā)明中采用少動(dòng)鞘脂單胞菌，實(shí)驗(yàn)室保藏)能更好的利用碳源。2~4%的黃單胞菌添加比例是 申請(qǐng)人:經(jīng)研究獲得的最佳比列，2~4%的黃單胞菌接種可有效完成對(duì)淀粉的分解，又可節(jié)約黃單胞菌培養(yǎng)液的成本。黃單胞菌(實(shí)驗(yàn)室保藏菌株)本身可以作為多糖黃原膠的生產(chǎn)菌株，其菌株體含有多糖發(fā)酵途徑的有效成分。 申請(qǐng)人:發(fā)現(xiàn)采用黃單胞菌對(duì)淀粉進(jìn)行接種處理后可使淀粉分解為多種糖元，解決結(jié)冷膠菌株對(duì)淀粉利用率低的問(wèn)題。 申請(qǐng)人:發(fā)現(xiàn)2~4%的黃單胞菌接種到碳源的時(shí)間為10-15小時(shí)，淀粉便可分解為能被結(jié)冷膠菌株有效利用的碳源，且不會(huì)造成動(dòng)力成本的過(guò)度浪費(fèi)。
[0015]氮源堿處理中使用質(zhì)量百分比8%的堿溶液，添加量為0.6^0.8mL/100mL，調(diào)pH值至9.(T9.5。其原理為氮源在堿環(huán)境中，高溫消毒，可以使得氮源從高端大分子的肽鏈結(jié)構(gòu)分解為小分子的肽鏈結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物包括微量元素、氨基酸等更易被結(jié)冷膠菌株發(fā)酵利用的有效成分，從發(fā)酵效率看，較原有工藝有很大提高。 申請(qǐng)人:經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)PH值調(diào)節(jié)至9.(T9.5之間，經(jīng)堿處理后的氮源混合液可最高效的被結(jié)冷膠菌株利用。當(dāng)pH值大于9.5時(shí)，氮源的大分子結(jié)構(gòu)由于被過(guò)度分解，造成氮源浪費(fèi)；ipH值小于9.0時(shí)，結(jié)冷膠菌株對(duì)氮源利用率低，發(fā)酵生產(chǎn)效率降低，并且大量無(wú)法被結(jié)冷膠利用的氮源雜質(zhì)沉積，影響結(jié)冷膠的品質(zhì)。
[0016]本發(fā)明中消毒采用12(Tl30°C下加熱消毒15~30min，當(dāng)處于12(Tl30°C下加熱消毒超過(guò)30min易造成氮源和碳源的破壞，15^30min的限定既可以保證優(yōu)異的消毒效果，又可以防止氮源和碳源營(yíng)養(yǎng)成分被破壞。
[0017]獲得發(fā)酵培養(yǎng)液步驟中，由于消毒溫度為12(T130°C，加熱消毒后的氮源堿處理液處于io(Ti3(rc的高溫，此時(shí)將處于高溫氮源堿處理液加入到淀粉處理液中混合，可以使淀粉處理液中殘留的黃單胞菌失活，以便于獲得的培養(yǎng)液中無(wú)活菌，保證發(fā)酵培養(yǎng)步驟中結(jié)冷膠生產(chǎn)菌株的單一性。本發(fā)明中所用結(jié)冷膠生產(chǎn)菌株為少動(dòng)鞘脂單胞菌。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法所具有的有益效果是:
1、本發(fā)明通過(guò)嘗試采用普通淀粉、豆柏作為發(fā)酵原材料，成功的應(yīng)用于結(jié)冷膠發(fā)酵，相比于現(xiàn)有的工藝中采用蔗糖、葡萄糖，單位成本節(jié)約15%~40%。淀粉作為碳源應(yīng)用到結(jié)冷膠發(fā)酵，注重的是碳源的處理工藝，其提高了碳源的轉(zhuǎn)化率。該專利的碳源處理工藝與已有專利是兩個(gè)不同的方面，而且配方與已有專利的配方不全相同。豆柏作為氮源，采用先加堿液處理，然后消毒的工藝方式，即堿解豆柏，提高利用率，在已有專利中沒(méi)有描述。
[0019]2、本發(fā)明應(yīng)用于結(jié)冷膠發(fā)酵工藝，一方面，豆柏通過(guò)堿解處理，提高了其利用率。即其中的氨基酸、微量元素以及氮源完全釋放，較現(xiàn)有專利技術(shù)有了很大的提高。另一方面，淀粉經(jīng)過(guò)適宜處理后，能更好的被結(jié)冷膠應(yīng)用，提高了糖轉(zhuǎn)化率。最后，黃單胞菌分解后，其含有的微量成分，也是促使結(jié)冷膠發(fā)酵的一部分因素。糖膠轉(zhuǎn)化率提高到70%以上，相比于原有工藝有很大 提高。本發(fā)明通過(guò)將氮源在高溫條件下堿處理，提高了發(fā)酵效率，單位產(chǎn)能提高30-35%。本發(fā)明中發(fā)酵條件中初始pH值在7.0-8.0，在結(jié)冷膠的50方罐發(fā)酵生產(chǎn)中易于控制，且有利于獲得較高的結(jié)冷膠轉(zhuǎn)化率。
[0020]3、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比可明顯降低生產(chǎn)用時(shí)，提高結(jié)冷膠的生產(chǎn)效率。雖然本發(fā)明碳源處理需10-15個(gè)小時(shí)的用時(shí)，但此過(guò)程在生產(chǎn)中(以50方罐計(jì))可與發(fā)酵培養(yǎng)同時(shí)進(jìn)行。因此，根據(jù)本發(fā)明所述工藝的單位產(chǎn)能提高30-35%，則以生產(chǎn)單位結(jié)冷膠衡量，從氮源和碳源投入生產(chǎn)至結(jié)冷膠產(chǎn)出總用時(shí)36~48小時(shí)，比現(xiàn)有技術(shù)縮短了 10-30%，變相降低了成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法的工藝流程圖。
[0022]圖2為實(shí)施例1與對(duì)比例4的粘度增長(zhǎng)圖。
[0023]圖3為實(shí)施例1與對(duì)比例4的得率增長(zhǎng)圖。
[0024]圖4為實(shí)施例1與對(duì)比例4的轉(zhuǎn)化率增長(zhǎng)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例1~4是本發(fā)明的一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法的【具體實(shí)施方式】，其中實(shí)施例1為最佳實(shí)施例。
[0026]實(shí)施例1發(fā)酵培養(yǎng)中發(fā)酵培養(yǎng)液采用如下步驟配置:
配置碳源溶液:在50方發(fā)酵罐中，使用玉米淀粉和自來(lái)水配置質(zhì)量百分比8%的淀粉溶
液；
碳源溶液滅菌:采用121°C下加熱消毒30min的方式處理淀粉溶液，結(jié)束后降溫到28~33。。；
碳源溶液接種:向淀粉溶液中接入黃單胞菌培養(yǎng)液，黃單胞菌培養(yǎng)液與淀粉溶液體積比4% (v/v)，保持溫度28~33°C下，通無(wú)菌空氣，混勻15小時(shí)，獲得淀粉處理液；
配置氮源混合液:將豆柏、碳酸鈣和自來(lái)水在暫存罐中混合攪拌配制氮源混合液，氮源混合液中以質(zhì)量百分比濃度計(jì)含有豆柏2%、碳酸鈣0.8% ；
氮源堿處理:向氮源混合液中按0.6^0.8mL/100mL添加質(zhì)量百分比濃度8%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH值至9.5，獲得氮源堿處理液；
獲得發(fā)酵培養(yǎng)液:采用121°C下加熱消毒30min的方式消毒氮源堿處理液，將消毒后的氮源堿處理液立刻加入淀粉處理液中混合，并用消毒后的自來(lái)水定容(以50方罐計(jì)量，加入消毒后的自來(lái)水)，待溫度降低到28~33°C，得到發(fā)酵培養(yǎng)液，其以質(zhì)量百分比濃度計(jì)，含淀粉3.5%、豆柏0.4%、碳酸鈣0.15%，即得；
所述的淀粉為玉米淀粉。所述的堿溶液為氫氧化鈉溶液。
[0027]—級(jí)種子培養(yǎng):接種少動(dòng)鞘脂單胞菌進(jìn)行種子擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為以占總?cè)芤嘿|(zhì)量百分比濃度計(jì)葡萄糖1.0%，蛋白胨2.0%，酵母膏0.1%、氯化鈉0.3%、消泡劑0.2%、片堿1.5 kg/L、初始pH值7.0-7.5、剩余成分為消毒后的自來(lái)水，溫度28~33°C。
[0028]二級(jí)種子培養(yǎng):按照一級(jí)種子培養(yǎng)的培養(yǎng)條件，按照二級(jí)種子培養(yǎng)液和一級(jí)種子培養(yǎng)液體積百分比濃度5:1的比例放大培養(yǎng)。
[0029]發(fā)酵培養(yǎng):將二級(jí)種子培養(yǎng)獲得的種子培養(yǎng)液接入發(fā)酵培養(yǎng)液中發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為初始PH值7.0-8.0、溫度28~33°C、通風(fēng)量3000m3/h、發(fā)酵周期55h。
[0030]提取烘干粉碎:采用2倍體積、體積分?jǐn)?shù)的85%酒精沉淀提取結(jié)冷膠并離心、烘干、粉碎，獲得結(jié)冷膠粗品。
[0031]實(shí)施例2
發(fā)酵培養(yǎng)中發(fā)酵培養(yǎng)液采用如下步驟配置:
配置碳源溶液:在50方發(fā)酵罐中，使用淀粉和地下水配置質(zhì)量百分比8%的淀粉溶液；碳源溶液滅菌:采用130°C下加熱消毒15min的方式處理淀粉溶液，結(jié)束后降溫到28~33。。；
碳源溶液接種:向淀粉溶液中接入黃單胞菌培養(yǎng)液，黃單胞菌培養(yǎng)液與淀粉溶液體積比4% (v/v)，保持溫度28~33°C下，通無(wú)菌空氣，混勻15小時(shí)，獲得淀粉處理液；
配置氮源混合液:將豆柏、碳酸鈣和地下水在暫存罐中混合攪拌配制氮源混合液，氮源混合液中以質(zhì)量百分比濃度計(jì)含有豆柏2%、碳酸鈣0.8% ；
氮源堿處理:向氮源混合液中按0.6^0.8mL/100mL添加質(zhì)量百分比濃度8%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH值至9.5，獲得氮源堿處理液；
獲得發(fā)酵培養(yǎng)液:采用121°C下加熱消毒30min的方式消毒氮源堿處理液，將消毒后的氮源堿處理液立刻加入淀粉處理液中混合，并用消毒后的地下水定容(以50方罐計(jì)量，加入消毒后的地下水)，待溫度降低到28~33°C，得到發(fā)酵培養(yǎng)液，其以質(zhì)量百分比濃度計(jì)，含淀粉3.5%、豆柏0.5%、碳酸鈣0.2%。即得；
所述的淀粉為玉米淀粉。所述的堿溶液為氫氧化鈉溶液。
[0032]一級(jí)種子培養(yǎng):接種少動(dòng)鞘脂單胞菌進(jìn)行種子擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為以占總?cè)芤嘿|(zhì)量百分比濃度計(jì)葡萄糖1.0%，蛋白胨2.0%，酵母膏0.1%、氯化鈉0.3%、消泡劑0.2%、片堿1.5 kg/L、剩余成分為消毒后的地下水，初始pH值7.0-7.5、溫度28~33°C。
[0033]二級(jí)種子培養(yǎng):按照一級(jí)種子培養(yǎng)的培養(yǎng)條件，按照二級(jí)種子培養(yǎng)液和一級(jí)種子培養(yǎng)液體積百分比濃度5:1的比例放大培養(yǎng)。
[0034]發(fā)酵培養(yǎng):將二級(jí)種子培養(yǎng)獲得的種子培養(yǎng)液接入發(fā)酵培養(yǎng)液中發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為初始PH值7.0~8.0、溫度28~33°C、通風(fēng)量3000m3/h、發(fā)酵周期60h。
[0035]提取烘干粉碎:采用2倍體積、體積分?jǐn)?shù)的85%酒精沉淀提取結(jié)冷膠并離心、烘干、粉碎，獲得結(jié)冷膠粗品。
[0036]實(shí)施例3
發(fā)酵培養(yǎng)中發(fā)酵培養(yǎng)液采用如下步驟配置:
配置碳源溶液:在50方發(fā)酵罐中，使用淀粉和地下水配置質(zhì)量百分比6%的淀粉溶液；碳源溶液滅菌:采用121°C下加熱消毒30min的方式處理淀粉溶液，結(jié)束后降溫到28~33。。；
碳源溶液接種:向淀粉溶液中接入黃單胞菌培養(yǎng)液，黃單胞菌培養(yǎng)液與淀粉溶液體積比4% (v/v)，保持溫度28~33°C下，通無(wú)菌空氣，混勻15小時(shí)，獲得淀粉處理液；
配置氮源混合液:將豆柏、碳酸鈣和地下水在暫存罐中混合攪拌配制氮源混合液，氮源混合液中以質(zhì)量百分比濃度計(jì)含有豆柏2%、碳酸鈣0.8% ；
氮源堿處理:向氮源混合液中按0.6^0.8mL/100mL添加質(zhì)量百分比濃度8%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH值至9.3，獲得氮源堿處理液；
獲得發(fā)酵培養(yǎng)液:采用121°C下加熱消毒30min的方式消毒氮源堿處理液，將消毒后的氮源堿處理液立刻加入淀粉處理液中混合，并用消毒后的地下水定容(以50方罐計(jì)量，加消毒后的入地下水)，待溫度降低到28~33°C，得到發(fā)酵培養(yǎng)液，其以質(zhì)量百分比濃度計(jì)，含淀粉3.5%、豆柏0.3%、碳酸鈣0.15%即得發(fā)酵培養(yǎng)液；
所述的淀粉為玉米淀粉。所述的堿溶液為氫氧化鈉溶液。
[0037]—級(jí)種子培養(yǎng):接種少動(dòng)鞘脂單胞菌進(jìn)行種子擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為以占總?cè)芤嘿|(zhì)量百分比濃度計(jì)葡萄糖1.0%，蛋白胨2.0%，酵母膏0.1%、氯化鈉0.3%、消泡劑0.2%、片堿
1.0 kg/L、剩余成分為消毒后的地下水，初始pH值7.0-7.5、溫度28~33°C。
[0038]二級(jí)種子培養(yǎng):按照一級(jí)種子培養(yǎng)的培養(yǎng)條件，按照二級(jí)種子培養(yǎng)液和一級(jí)種子培養(yǎng)液體積百分比濃度5:1的比例放大培養(yǎng)。
[0039]發(fā)酵培養(yǎng):將二級(jí)種子培養(yǎng)獲得的種子培養(yǎng)液接入發(fā)酵培養(yǎng)液中發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為初始PH值7.0-8.0、溫度28~33°C、通風(fēng)量3000m3/h、發(fā)酵周期50h。
[0040]提取烘干粉碎:采用2倍體積、體積分?jǐn)?shù)的75%酒精沉淀提取結(jié)冷膠并離心、烘干、粉碎，獲得結(jié)冷膠粗品。
[0041]實(shí)施例4
發(fā)酵培養(yǎng)中發(fā)酵培養(yǎng)液采用如下步驟配置:
配置碳源溶液:在50方發(fā)酵罐中，使用淀粉和自來(lái)水配置質(zhì)量百分比5%的淀粉溶液；碳源溶液滅菌:采用121°C下加熱消毒30min的方式處理淀粉溶液，結(jié)束后降溫到28~33。。；
碳源溶液接種:向淀粉溶液中接入黃單胞菌培養(yǎng)液，黃單胞菌培養(yǎng)液與淀粉溶液體積比4% (v/v)，保持溫度28~33°C下，通無(wú)菌空氣，混勻10小時(shí)，獲得淀粉處理液；
配置氮源混合液:將豆柏、碳酸鈣和自來(lái)水在暫存罐中混合攪拌配制氮源混合液，氮源混合液中以質(zhì)量百分比濃度計(jì)含有豆柏1%、碳酸鈣0.4% ；
氮源堿處理:向氮源混合液中按0.6^0.8mL/100mL添加質(zhì)量百分比濃度10%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH值至9.0，獲得氮源堿處理液；
獲得發(fā)酵培養(yǎng)液:采用130°C下加熱消毒15min的方式消毒氮源堿處理液，將消毒后的氮源堿處理液立刻加入淀粉處理液中混合，并用消毒后的自來(lái)水定容(以50方罐計(jì)量，加入消毒后的自來(lái)水)，待溫度降低到28~33°C，得到發(fā)酵培養(yǎng)液，其以質(zhì)量百分比濃度計(jì)，含淀粉3.0%、豆柏0.3%、碳酸鈣0.15%，即得；
一級(jí)種子培養(yǎng):接種少動(dòng)鞘脂單胞菌進(jìn)行種子擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為以占總?cè)芤嘿|(zhì)量百分比濃度計(jì)葡萄糖1.0%，蛋白胨2.0%，酵母膏0.1%、氯化鈉0.3%、消泡劑0.2%、片堿1.5kg/L、剩余成分為消毒后的自來(lái)水，初始pH值7.0-7.5、溫度28~33°C。
[0042]二級(jí)種子培養(yǎng):按照一級(jí)種子培養(yǎng)的培養(yǎng)條件，按照二級(jí)種子培養(yǎng)液和一級(jí)種子培養(yǎng)液體積百分比濃度5:1的比例放大培養(yǎng)。
[0043]發(fā)酵培養(yǎng):將二級(jí)種子培養(yǎng)獲得的種子培養(yǎng)液接入發(fā)酵培養(yǎng)液中發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為初始PH值7.0~8.0、 溫度28~33°C、通風(fēng)量3000m3/h、發(fā)酵周期60h。
[0044]提取烘干粉碎:采用2.0倍體積、體積分?jǐn)?shù)的85%酒精沉淀提取結(jié)冷膠并離心、烘干、粉碎，獲得結(jié)冷膠粗品。
[0045]對(duì)比例I
本對(duì)比例中操作方法同實(shí)施例1，但未操作碳源溶液接種和氮源堿處理。
[0046]對(duì)比例2
本對(duì)比例中操作方法同實(shí)施例1，但未操作碳源溶液接種。
[0047]對(duì)比例3
本對(duì)比例中操作方法同實(shí)施例1，但未操作氮源堿處理。
[0048]對(duì)比例4
本對(duì)比例采用蔗糖作碳源、大豆蛋白作氮源。
[0049]配置碳源溶液:使用蔗糖作碳源，與自來(lái)水配置濃度87.5%的蔗糖溶液作為碳源溶液，采用實(shí)施例1中碳源溶液滅菌，采用消毒的自來(lái)水定容至2方，并冷卻降溫到28~33。。；
配置氮源混合液:使用大豆蛋白作氮源，與消毒后的自來(lái)水和碳酸鈣配制氮源混合液，氮源混合液中包括0.375%大豆蛋白和0.19%碳酸鈣，在121°C下加熱消毒30min，定容至40方，并冷卻降溫到28~33°C ；
獲得發(fā)酵培養(yǎng)液:將消毒后的蔗糖溶液加入到消毒后的氮源混合液中混合，待溫度降低到28~33°C，得到發(fā)酵培養(yǎng)液。其以總?cè)芤嘿|(zhì)量百分比計(jì)，含蔗糖3.5%、大豆蛋白0.3%、碳酸鈣0.15%剩余成分為消毒后的水。
[0050]種子培養(yǎng):同實(shí)施例1中一級(jí)種子培養(yǎng)、二級(jí)種子培養(yǎng)；發(fā)酵培養(yǎng)中培養(yǎng)條件為:蔗糖3.5%，大豆蛋白0.3%，碳酸鈣0.15%，初始pH值7.0-8.0，溫度28~33 °C，通風(fēng)量3000mVh、發(fā)酵周期60h。
[0051]提取烘干粉碎:采用2倍體積、體積分?jǐn)?shù)的85%酒精沉淀提取結(jié)冷膠并離心、烘干、粉碎，獲得結(jié)冷膠粗品。
[0052]性能測(cè)試
按照結(jié)冷膠質(zhì)量檢測(cè)遵從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB25535-2010，分別測(cè)定實(shí)施例1~4和對(duì)比例1~4獲得結(jié)冷膠的粘度、得率和轉(zhuǎn)化率。測(cè)試結(jié)果如表1所示，并將實(shí)施例1和對(duì)比例4的測(cè)試結(jié)果繪制成增長(zhǎng)圖，參見(jiàn)附圖2~3所示。其中，粘度指標(biāo):取200mL發(fā)酵液，室溫(約25°C)下采用NDJ-1旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(上海精科)在6RPm，4#轉(zhuǎn)子下測(cè)定發(fā)酵液粘度，粘度用于衡量產(chǎn)品的流體特性(側(cè)面體現(xiàn)結(jié)冷膠應(yīng)用性能的一個(gè)方面)。其中，得率:取100g發(fā)酵液，用2倍體積的85%以上的酒精萃取，并沉淀分離。將沉淀在80°C下烘干至恒重，稱量得結(jié)冷膠產(chǎn)量，得率用于衡量產(chǎn)品的單位產(chǎn)能。其中，轉(zhuǎn)化率=得率/淀粉添加量X 100%，轉(zhuǎn)化率用于衡量原材料等底物的轉(zhuǎn)化效率。表1中生產(chǎn)用時(shí)是指從氮源、碳源投入發(fā)酵生產(chǎn)至獲得產(chǎn)物結(jié)冷膠的整個(gè)生產(chǎn)流程的有效用時(shí)，用于衡量本發(fā)明生產(chǎn)速率。
[0053]表1實(shí)施例f 4和對(duì)比例f 4的測(cè)試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法，包括種子培養(yǎng)、發(fā)酵培養(yǎng)、提取烘干粉碎步驟，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)中發(fā)酵培養(yǎng)液采用如下步驟配置: 配置碳源溶液:將淀粉和水配置成淀粉占總質(zhì)量百分比5~8%的淀粉溶液； 碳源溶液滅菌:將淀粉溶液消毒，結(jié)束后降溫到28~33°C ； 碳源溶液接種:向淀粉溶液中接入黃單胞菌培養(yǎng)液，黃單胞菌培養(yǎng)液與淀粉溶液體積比2~4%，保持溫度28~33°C下，通無(wú)菌空氣，混勻10-15小時(shí)，獲得淀粉處理液； 配置氮源混合液:將豆柏、碳酸鈣和水混合攪拌獲得氮源混合液，氮源混合液中以質(zhì)量百分比濃度計(jì)含豆柏廣2%、碳酸鈣0.1~0.8% ； 氮源堿處理:向氮源混合液中按0.6"0.8mL/1OOmL添加堿溶液,調(diào)節(jié)pH值至9.(T9.5,獲得氮源堿處理液； 獲得發(fā)酵培養(yǎng)液:將加熱消毒后的氮源堿處理液加入到淀粉處理液中混合，并加入消毒后的水定容，以獲得以質(zhì)量百分比濃度計(jì)含淀粉3.0%~3.5%、豆柏0.3%~Ο.5%、碳酸鈣0.15%~Ο.20%的發(fā)酵培養(yǎng)液，待發(fā)酵培養(yǎng)液溫度降低至28~33°C即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的淀粉為玉米淀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的堿溶液為氫氧化鈉溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的種子培養(yǎng)包括以下步驟: 一級(jí)種子培養(yǎng):采用接種少動(dòng)鞘脂單胞菌進(jìn)行種子擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為以占總?cè)芤嘿|(zhì)量百分比濃度計(jì)葡萄糖1.0%~2.0%，蛋白胨1.0%~2.0%，酵母膏0.059~ 0.1%、氯化鈉0.2%~Ο.3%、消泡劑0.05%~0.2%、片堿f 1.5 kg/L，剩余成分為消毒后的水，初始pH值7.0~7.5、溫度28~33°C，獲得一級(jí)種子培養(yǎng)液； 二級(jí)種子培養(yǎng):按照一級(jí)種子培養(yǎng)的培養(yǎng)條件，按照二級(jí)種子培養(yǎng)液和一級(jí)種子培養(yǎng)液體積百分比濃度5:1的比例放大培養(yǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的發(fā)酵培養(yǎng)的培養(yǎng)條件為初始PH值7.0-8.0，溫度28~33°C，通風(fēng)發(fā)酵50-60小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的提取烘干粉碎步驟中采用1.5^2.0倍體積、體積分?jǐn)?shù)7515%的酒精沉淀提取結(jié)冷膠并離心、烘干、粉碎。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的消毒采用12(Tl30°C下加熱消毒15~30min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物多糖結(jié)冷膠的高效生產(chǎn)方法，其特征在于:所述的氮源堿處理步驟中堿溶液的質(zhì)量百分比濃度為8~10%。
【文檔編號(hào)】C12P19/04GK103834708SQ201410095325
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月15日
【發(fā)明者】石巖昌, 陳健, 杜金鎖, 王曉港, 王春華, 李苗苗, 司書(shū)鋒, 朱永真, 尹麗華 申請(qǐng)人:淄博中軒生化有限公司