一種提高黃原膠生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于黃原膠生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種提高黃原膠生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率的方法，該方法主要包括，預處理可溶性鈣鹽溶液，補加鈣鹽溶液和酶溶液，發(fā)酵結(jié)束加入次氯酸鈉，滅酶滅活，降溫后加入乙醇，提取烘干獲得產(chǎn)品。該方法能夠最大可能提高碳源利用率，提高黃原膠生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率，降低發(fā)酵代謝殘余，能夠帶來較好的經(jīng)濟價值。
【專利說明】一種提高黃原膠生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率的方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明屬于黃原膠生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種提高黃原膠發(fā)酵生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率的方法。
[0002]

【背景技術(shù)】
黃原膠又稱漢生膠，是黃單胞桿菌以碳水化合物為原料，經(jīng)發(fā)酵生產(chǎn)的一種用途廣泛的微生物多糖，黃原膠可溶于冷水及熱水中，充分水合后形成高粘度溶液，具有高效的增稠作用，良好的耐溫、耐鹽、耐熱以及耐酸堿性。黃原膠水溶性好，充分水合后形成高粘度溶液，是當前國際上集增稠、懸浮、乳化、穩(wěn)定于于一體.性能最優(yōu)越的生物膠；可作為乳化劑、穩(wěn)定劑、凝膠增稠劑、浸潤劑、膜成型劑等；被廣泛應用于食品、醫(yī)藥、化工、石油等領(lǐng)域。
[0003]目前，國內(nèi)黃原膠廠家多采用玉米淀粉作為碳源發(fā)酵生產(chǎn)黃原膠。為了提高產(chǎn)量，發(fā)酵培養(yǎng)基中會最大程度地投入玉米淀粉，但由于工藝、設備等條件限制，發(fā)酵結(jié)束后，仍有部分淀粉水解物未轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物-黃原膠，其表現(xiàn)形式即為生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率低，發(fā)酵產(chǎn)膠率低，代謝殘余高。
[0004]


【發(fā)明內(nèi)容】

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，最大限度地提高發(fā)酵生產(chǎn)黃原膠的轉(zhuǎn)化效率，本發(fā)明的目的是提供一種提高黃原膠生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率的方法，該方法能夠最大可能提高碳源利用率，提高黃原膠生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率，降低發(fā)酵代謝殘余。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下方案:
一種提高黃原膠生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率的方法，所述方法包括如下步驟:
步驟1)制備鈣鹽溶液:將鈣鹽溶解到水中，配制成20%的鈣鹽溶液，1211維持30分鐘，降溫至35。。；
步驟2)制備檸檬酸鈉溶液:將檸檬酸鈉溶于水中，配置成2%的檸檬酸鈉溶液，1211維持30分鐘，降溫至351 ；
步驟3)攪拌:發(fā)酵40卜時，往發(fā)酵液中按1171113加入步驟1)的鈣鹽溶液，500轉(zhuǎn)加化攪拌3111111 ；然后按11/1113添加步驟2)的梓檬酸鈉溶液,500轉(zhuǎn)/111111攪拌3111111 ；
步驟4)酶解:調(diào)節(jié)發(fā)酵液邱為6.2，保持發(fā)酵罐溫度在32-351，通過補料設備按48-60萬口發(fā)酵液加入中溫0 -淀粉酶，65-70萬口發(fā)酵液加入異淀粉酶，0.1-0.15萬。加3發(fā)酵液加入普魯蘭酶；
步驟5)加入次氯酸鈉:發(fā)酵結(jié)束后，按照0.2-0.3%的比例加入10%的次氯酸鈉溶液，升溫至851作用30分鐘，滅酶滅活；
步驟6)攪拌烘干:降溫至301加入乙醇，控制溶液中乙醇的體積百分比濃度在60-70%，攪拌40分鐘，烘干即得。
[0006]優(yōu)選地，所述鈣鹽為氯化鈣或者硝酸鈣。
[0007]所述發(fā)酵使用的發(fā)酵培養(yǎng)基為:鹿糖2.0%、糊精0.7%、1(01 0.1%、^2？04 0.05%、1叻04 0.2%、或所述發(fā)酵使用的發(fā)酵培養(yǎng)基為:蔗糖2.0%、玉米淀粉0.6%.1(01 0.1%、版出2？040.05%.1^8040.2%.0? (只抑^ 0.1%，余量為水。
[0008]本發(fā)明與傳統(tǒng)的黃原膠生產(chǎn)技術(shù)相比，有益效果主要包括以下幾個方面: 本發(fā)明經(jīng)過多次試驗和嘗試，對黃原膠發(fā)酵技術(shù)進行了大膽改進，該方法是在現(xiàn)有發(fā)酵技術(shù)基礎(chǔ)上進行技術(shù)改進，通過添加可溶性鈣鹽和檸檬酸鈉溶液，再加入淀粉酶類，此方法可以提高黃原膠合成關(guān)鍵酶葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G-6-PDH)及淀粉酶的活性，加快淀粉或糊精等碳源降解速度，更徹底地消耗底物，提高黃原膠合成速度從而提高生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率；本發(fā)明方法提高了發(fā)酵過程淀粉轉(zhuǎn)化率和發(fā)酵產(chǎn)膠率；大大降低了黃原膠生產(chǎn)成本和發(fā)酵代謝殘余。本發(fā)明方法簡單可行，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，降低了企業(yè)成本，提高了企業(yè)利潤。
[0009]

【具體實施方式】
[0010]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請具體實施例，對本發(fā)明進行更加清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0011]實施例1
一種提高黃原膠生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率的方法，該方法包括如下步驟:
步驟I)制備鈣鹽溶液:將氯化鈣溶解到水中，配制成15% (w/w)的氯化鈣溶液，121°C維持30分鐘，降溫至35 °C ；
步驟2)制備檸檬酸鈉溶液:將檸檬酸鈉溶于水中，配置成2% (w/w)的檸檬酸鈉溶液，121°C維持30分鐘，降溫至35 °C ；
步驟3)攪拌:發(fā)酵40h時,往發(fā)酵液中按lL/m3加入步驟I)的氯化I丐溶液，500轉(zhuǎn)/min攪拌3min ;然后往發(fā)酵液中按lL/m3添加步驟2)的朽1檬酸鈉溶液,500轉(zhuǎn)/min攪拌3min ；步驟4)酶解:調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH為6.2，保持發(fā)酵罐溫度在32 °C，通過補料設備按48萬U/m3發(fā)酵液加入中溫α -淀粉酶，65萬U/m3發(fā)酵液加入異淀粉酶，0.1萬U/m3發(fā)酵液加入普魯蘭酶;
步驟5)發(fā)酵結(jié)束按照0.2% (v/v)的比例加入10% (w/w)的次氯酸鈉溶液，升溫至85°C作用30分鐘，滅酶滅活；
步驟6)降溫至30°C加入乙醇，控制溶液中乙醇的體積百分比濃度在60%，攪拌40分鐘，
烘干獲得產(chǎn)品。
[0012]經(jīng)計算所得黃原膠產(chǎn)膠產(chǎn)率達3.91g/100mL，轉(zhuǎn)化率達81.9%，而未采用上述處理工藝的發(fā)酵液中黃原膠產(chǎn)膠產(chǎn)率達2.67g/100mL，轉(zhuǎn)化率達68.3%。
[0013]上述發(fā)酵使用的發(fā)酵培養(yǎng)基為:蔗糖2.0%、玉米淀粉0.6%、KCl 0.1%、NaH2PO40.05%、MgSO40.2%、Ca (H2PO4)2 0.1%，余量為水；起始發(fā)酵菌液為:黃單胞菌Xanthomonasaxonopodis ATCC 17915 (參見 Bacter1cins and temperate phage of Xanthomonascampestris pv.Glycines, 1987)和黃單胞菌 Xanthomonas.SP CGMCCN0:3624 (參見CN101906390A)按照1:1的體積比混合均勻得到起始發(fā)酵菌液，起始發(fā)酵菌液中兩種菌的濃度均為I X 107CFU/mL ;發(fā)酵總時間為72h。
[0014]對照為未采用上述處理工藝:
發(fā)酵使用的發(fā)酵培養(yǎng)基為:蔗糖2.0%、玉米淀粉0.6%、KCl 0.1%、NaH2PO4 0.05%、%8040 ? 2%、03, (^3^04) 2 0.1%，余量為水；起始發(fā)酵菌液為:黃單胞菌父8111^011101188
8X01101)0(118 ^100 17915 (參見 0801:61-1001118 811(1 1:61111)61'&1:6 ^3.^6 0？父8111:11011101188081111)681:1-18 6170111687 1987)和黃單胞菌8？ 06100^0: 3624 (參見
⑶10190639(^)按照1:1的體積比混合均勻得到起始發(fā)酵菌液，起始發(fā)酵菌液中兩種菌的濃度均為；發(fā)酵總時間為721
[0015]實施例2
一種提高黃原膠生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率的方法，該方法包括如下步驟:
步驟1)制備鈣鹽溶液:將硝酸鈣溶解到水中，配制成20% 的硝酸鈣溶液，1211維持30分鐘，降溫至351 ；
步驟2)制備檸檬酸鈉溶液:將檸檬酸鈉溶于水中，配置成2% (^)的檸檬酸鈉溶液，12維持30分鐘，降溫至351 ；
步驟3)攪拌:發(fā)酵40卜時，往發(fā)酵液中按1171113加入步驟1)的硝酸鈣溶液，500轉(zhuǎn)加化攪拌3111111 ；然后按11/1113添加步驟2)的梓檬酸鈉溶液,500轉(zhuǎn)/111111攪拌3111111 ；
步驟4)酶解:調(diào)節(jié)發(fā)酵液邱為6.2，保持發(fā)酵罐溫度在351，通過補料設備按60萬1/III3發(fā)酵液加入中溫0 -淀粉酶，70萬。加3發(fā)酵液加入異淀粉酶，0.15萬。加3發(fā)酵液加入普魯蘭酶；
步驟5)發(fā)酵結(jié)束按照0.3% “八)的比例加入10% (^)的次氯酸鈉溶液，升溫至851作用30分鐘，滅酶滅活；
步驟6)降溫至301加入乙醇，控制溶液中乙醇的體積百分比濃度在70%，攪拌40分鐘，
烘干獲得產(chǎn)品。
[0016]經(jīng)計算所得黃原膠產(chǎn)膠產(chǎn)率達3.938/100111匕轉(zhuǎn)化率達82.2%，而未采用上述處理工藝的發(fā)酵液中黃原膠產(chǎn)膠產(chǎn)率達2.598/1000匕轉(zhuǎn)化率達67.6%。
[0017]上述發(fā)酵使用的發(fā)酵培養(yǎng)基為:蔗糖2.0%、糊精0.7%、1(01 0.1%、^2？04
0.05%、1叻040^ 2%、(? (只抑^ 0.1%，余量為水；起始發(fā)酵菌液為:黃單胞菌乂冊讓011101^88X01101)0(118 ^100 17915 (參見 0801:61-1001118 811(1 1:61111)61'&1:6 ^3.^6 0？父8111:11011101188081111)681:1-18 6170111687 1987)和黃單胞菌8？ 06100^0: 3624 (參見⑶10190639(^)按照1:1的體積比混合均勻得到起始發(fā)酵菌液，起始發(fā)酵菌液中兩種菌的濃度均為；發(fā)酵總時間為721
[0018]最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應認為是本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種提高黃原膠生產(chǎn)轉(zhuǎn)化率的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟I)制備鈣鹽溶液:將鈣鹽溶解到水中，配制成15-20%的鈣鹽溶液，121°C維持30分鐘，降溫至35 °C ； 步驟2)制備檸檬酸鈉溶液:將檸檬酸鈉溶于水中，配置成2%的檸檬酸鈉溶液，121°C維持30分鐘，降溫至35 °C ； 步驟3)攪拌:發(fā)酵40h時，往發(fā)酵液中按lL/m3加入步驟I)的鈣鹽溶液，500轉(zhuǎn)/min攪拌3min ;然后按lL/m3添加步驟2)的朽1檬酸鈉溶液,500轉(zhuǎn)/min攪拌3min ； 步驟4)酶解:調(diào)節(jié)發(fā)酵液pH為6.2，保持發(fā)酵罐溫度在32-35°C，通過補料設備按.48-60萬U/m3發(fā)酵液加入中溫α -淀粉酶，65-70萬U/m3發(fā)酵液加入異淀粉酶，0.1-0.15萬U/m3發(fā)酵液加入普魯蘭酶； 步驟5)加入次氯酸鈉:發(fā)酵結(jié)束后，按照0.2-0.3%的比例加入10%的次氯酸鈉溶液，升溫至85°C作用30分鐘，滅酶滅活； 步驟6)攪拌烘干:降溫至30°C加入乙醇，控制溶液中乙醇的體積百分比濃度在.60-70%，攪拌40分鐘左右，烘干即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鈣鹽為氯化鈣或者硝酸鈣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵使用的發(fā)酵培養(yǎng)基為:蔗糖.2.0%、糊精 0.7%, KCl 0.1%, NaH2PO4 0.05%、MgSO4 0.2%、Ca (H2PO4)2 0.1%，余量為水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵使用的發(fā)酵培養(yǎng)基為:蔗糖.2.0%、玉米淀粉 0.6%、KC1 0.1%、NaH2PO4 0.05%、MgSO40.2%、Ca (H2PO4)2 0.1%，余量為水。
【文檔編號】C12P19/06GK104388493SQ201410703547
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月30日
【發(fā)明者】王均成, 張傳森, 丁兆堂, 宋玉麗, 盧松, 陸秀香, 王偉, 徐彩鳳 申請人:內(nèi)蒙古阜豐生物科技有限公司