CN110079569A - 以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法 - Google Patents
以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110079569A CN110079569A CN201910354160.9A CN201910354160A CN110079569A CN 110079569 A CN110079569 A CN 110079569A CN 201910354160 A CN201910354160 A CN 201910354160A CN 110079569 A CN110079569 A CN 110079569A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hours
- glue
- fermentation
- acid
- cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
Landscapes
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Abstract
本发明涉及微生物发酵，特备是指一种以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖‑三赞胶的方法。它包括将鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)CGMCC No.1650接种到灭菌后且含有碳源、氮源及营养物质的培养液中；调节培养液的pH，进行通气发酵，将发酵结束后的发酵液进行沉降萃取得到纤维状三赞胶；培养液中的碳源选用废糖蜜、废葡萄糖母液中的一种或其结合；氮源选用无机氮及有机氮组成的复合氮源；发酵过程中采用通风量及温度分段控制，在通气发酵时补入碳源。本发明解决了现有技术中三赞胶收率、凝胶强度低等技术问题，具有收率及凝胶强度等技术指标明显优于现有产品，生产成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及微生物发酵，特备是指一种以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法。
背景技术
三赞胶是生物多糖胶，属生物高分子聚合物。三赞胶安全无毒，理化性质独特，其水溶液具有粘度高，增稠性能好，能均匀悬浮一些难溶性物质，作为增稠剂、稳定剂、乳化剂和胶凝剂在食品、石油、化工等多个领域具有广阔的应用前景。
目前三赞胶的工业化生产是以鞘氨醇单胞菌为生产菌种，以葡萄糖和无机氮源为主要原料，利用生物和化工技术，经过发酵、提取、干燥等工艺制成。
专利号为200610048338.X的发明专利中公开了一种鞘氨醇单胞菌以及采用该菌种生产微生物多糖的方法，其中以鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)CGMCCNo.1650在以葡萄糖或蔗糖培养基的碳源，在通风量0.2vvm-0.5vvm，搅拌转速120-160转/分钟，培养温度35-40℃，发酵周期为60-70小时的条件下制得三赞胶发酵液，发酵完成后的发酵液用可溶性中性盐调节等电点、沉降萃取、脱水后即得微生物多糖三赞胶，上述工艺的三赞胶收率约为18g/L左右，所制备的三赞胶的凝胶强度约为18g/cm2。
随着三赞胶的应用领域日益拓展以及对于其产品性能要求的提高，有效降低三赞胶的生产成本，提高三赞胶发酵收率，提高其包括凝胶性等产品性能指标，不仅是扩大三赞胶的工业化应用领域的现实需求，而且也是本领域的研究热点之一。
发明内容
本发明的目的提供一种以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，以作为工业废料的废糖蜜及废葡萄糖母液作为碳源，通过采用在发酵过程中补入碳源、有效控制酸碱度、压力、温度及通风量等技术手段，能够有效提高三赞胶的收率，降低生产成本，所制备的三赞胶具有较好的凝胶强度等特性。
本发明的整体技术构思是：
以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，是将鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)CGMCCNo.1650接种到灭菌后且含有碳源、氮源及营养物质的培养液中；调节培养液的pH，进行通气发酵，将发酵结束后的发酵液进行沉降萃取得到纤维状三赞胶；还包括如下工艺条件：
A、培养液中的碳源选用废糖蜜、废葡萄糖母液中的一种或其结合；氮源选用无机氮及有机氮组成的复合氮源；
B、通气发酵过程中压力为0.03MPa-0.05MPa，pH值＝5.0-7.0，发酵过程中采用通风量及温度分段控制，自发酵开始至发酵20小时温度为32℃-34℃，自发酵20小时至发酵结束温度为28℃-31℃，自发酵开始至发酵30小时通风量逐渐增加，自发酵30小时至发酵结束通风量逐渐降低；
C、在通气发酵11-20小时及21-30小时分别补入碳源，所述的碳源选自废糖蜜、废葡萄糖母液中的一种或其结合。
本发明的具体技术构思还有：
发酵过程中采用分段控制温度及通风量的主要目的是便于菌体生长，并在发酵中控制通风量调整发酵液中的溶氧，以利于三赞胶的合成，其中优选的技术方案是，所述的发酵过程中的温度及通风量控制条件如下：
0-10小时：温度32℃-34℃，通风量0.2vvm-0.3vvm；
11-20小时：温度32℃-34℃，通风量0.4vvm-0.5vvm；
21-30小时：温度28℃-31℃，通风量0.7vvm-0.9vvm；
31-40小时：温度28℃-31℃，通风量0.6vvm-0.7vvm；
41-50小时：温度28℃-31℃，通风量0.2vvm-0.3vvm。
控制发酵液的酸碱度是工业发酵中的重要技术手段之一，其主要目的是满足菌体的生长条件，以有利于发酵终产物的合成，其中优选的技术方案是，所述的通气发酵过程中采用氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸、磷酸、硫酸或磷酸盐调节发酵过程中的pH＝5.0-7.0。
更为优选的技术方案是，所述的氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸、硫酸或磷酸盐采用质量百分比浓度为10％-15％的溶液。
发酵过程中补料的主要作用是补充因菌体生长、产物合成等原因造成的碳源消耗，以满足菌体生长及产物合成的需要，优选的技术方案是，在通气发酵11小时至20小时及21小时至30小时分别补入占发酵液总质量1％-2％的碳源。
为获得更好的提高三赞胶的凝胶强度及萃取效果，优选的技术方案是，发酵结束后的发酵液进行沉降萃取前进行预处理，预处理的工艺条件为：
在发酵结束后的发酵液中加入质量百分比浓度为10％-20％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，加入量为每升发酵液加入固态氢氧化钠或氢氧化钾2-4克。
萃取过程中酸碱度调整的主要目的是使三赞胶形成纤维状物料，优选的技术实现方式是，萃取时用有机酸或无机酸调节发酵液pH，使萃取液与发酵液的混合物的pH＝0.5-4.0后将其升温至55℃-90℃，萃取得到纤维状三赞胶。
其中更为优选的技术实现方式是，有机酸或无机酸选用柠檬酸、甲酸、丙酸、丁酸、辛酸、盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、硼酸、碳酸等中的一种或至少两种以上的混合物。
为更好地提高三赞胶的溶解性能，便于其在工业生产中有效快速应用，得到均匀的膏状物料，优选的技术实现手段是，在萃取后得到的纤维状三赞胶中加入强碱弱酸盐或二价碱调节pH＝6.5-7.5后制成均匀的膏状物料。
为实现在保证菌种正常生长并有效合成终产物的前提下有效降低生产成本，优选的技术实现手段是，所述的有机氮及无机氮选自酵母膏、蛋白胨、豆粉及硝酸盐。
为满足工业化生产的需要，优选的技术实现手段是，所述的将鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)CGMCCNo.1650经过扩大培养后，按照种子液：培养液为5％-20％的接种量接种于培养液中。
更为优选的技术实现方式是，所述的扩大培养过程包括：
(1)将斜面菌种经扩大培养后制成一级种子；
(2)将一级种子经扩大培养后制成二级种子；
(3)将制成的二级种子接入灭菌后的培养液，进行通气发酵；
其中步骤(1)、(2)中一级种子及二级种子的培养条件为：接种量5％-20％,风量为0.2vvm-0.8vvm，温度32℃-34℃，种龄为20-30小时。
更进一步，所述的步骤(1)中培养一级种子的一级种子培养基包括如下组分：
碳源1％-2％；酵母膏1％-2％；硝酸钠0.1％-1％；硫酸镁0.01％-0.15％；磷酸氢二钾0.1％-0.5％；硫酸亚铁1ppm-10ppm；
碳源选用废糖蜜、废葡萄糖母液。
更进一步，所述的步骤(2)中培养的二级种子的二级种子培养基包括如下组分：
碳源1％-2％；酵母膏0.03％-0.1％；硝酸钠0.1％-0.5％；硫酸镁0.01％-0.15％；磷酸氢二钾0.1％-0.3％；蛋白胨0.05％-0.3％；硫酸亚铁1ppm-10ppm；
碳源选用废糖蜜、废葡萄糖母液。
更进一步，所述的培养液包括如下组分：
碳源2％-4％；豆粉0.05％-0.3％；硝酸盐0.05％-0.3％；硫酸镁0.01％-0.15％；磷酸氢二钾0.1％-0.3％；碳酸钙0.05％-0.4％；硫酸亚铁1ppm-10ppm；消泡剂0.05％-0.2％。
申请人采用如下方法对本发明的方法的终产物收率以及获得的三赞胶的凝胶性能进行了相关测试，具体如下：
一、收率检测
三赞胶收率的检测目前尚无国标，行业中的测定一般采用如下方法：
1、所用仪器
恒温箱、分析天平(0.001g)；
2、检测方法
将发酵液倒入一定体积的小烧杯中，用玻璃棒搅拌使其无气泡，用玻璃棒把表面抹平，把杯子外的发酵液清洗干净。发酵液用90％-95％的乙醇提取、沉降、过滤布挤干，将其撕碎后全部彻底移入到培养皿中，然后放入105℃烘箱中烘至恒重(约4小时)，拿出称重。
固含量＝称样克数/体积×100％
二、凝胶强度的测试
关于三赞胶凝胶强度的检测目前尚无国标，申请人在借鉴参考国标(GB28304-2012)中关于可得然胶凝胶强度测定方法的基础上，结合三赞胶的理化特性，采用如下方法对三赞胶的凝胶强度进行测定。
1、仪器与设备
分析天平：精确至0.1mg；
恒温箱(温度范围：5℃-50℃)；
凝胶强度仪；
水浴锅(控温范围：室温-100℃)；
2、测试条件
探头形状与尺寸：1.0cm2不锈钢活塞式圆柱体；
探头移动速度：10mm/s；
3、分析步骤
(1)样品制备
称取2.0g(精确至0.001g)样品，在搅拌的条件下慢慢加入到装有200ml蒸馏水的搅拌杯中,中速搅拌15min，将样品溶液置于250ml高型烧杯中，称量并记录总量。将烧杯置于水浴锅，95℃条件下加热，期间用玻璃棒间断搅拌3次，每次搅拌5-10下，加热30min后取出烧杯，快速擦干外壁，称量，补充蒸发水量至原总量，搅拌均匀。趁热将胶溶液倾入平底容器，液面高度为2cm，静置，自然冷却至凝胶后，于20℃恒温箱中放置20h后，待测。
(2)测定
用凝胶强度仪测定三个平行样，取平均值。
本发明所取得的实质性特点和显著的技术进步在于：
1、由于本发明采用作为工业废料的废糖蜜及废葡萄糖母液作为碳源，在保证工业发酵正常进行且有效合成发酵终产物的前提下，大幅度降低了生产成本。
2、发酵过程中采用无机氮及有机氮组成的复合氮源，有效满足了菌体生长的需要及终产物合成的需要。
3、发酵过程中通过采用补入碳源，有效控制压力、温度、酸碱度、通风量等工艺条件，使发酵前期有利于菌体生长，发酵中后期有利于终产物的合成，同时有效提高了产品性能。
4、通过对后提取工艺的改进，进一步提高了三赞胶的收率。
5、经申请人试验，采用本发明的方法三赞胶的收率可达25-32g/L，相比现有工艺的收率(约为18g/L)大幅度提高，采用本发明的方法制备的三赞胶的凝胶强度可达25-30g/cm2,显著优于现有产品(18g/cm2)。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述，但不作为对本发明的限定，本发明的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据本发明的说明书所做出的等效手段替换，均不脱离本发明的保护范围
实施例1
以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，是将鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)CGMCCNo.1650接种到灭菌后且含有碳源、氮源及营养物质的培养液中；调节培养液的pH，进行通气发酵，将发酵结束后的发酵液进行沉降萃取得到纤维状三赞胶；还包括如下工艺条件：
A、培养液中的碳源选用废糖蜜；氮源选用无机氮及有机氮组成的复合氮源；
B、通气发酵过程中压力为0.03MPa，pH值＝5.0-7.0，发酵过程中采用通风量及温度分段控制，自发酵开始至发酵20小时温度为32℃，自发酵20小时至发酵结束温度为28℃，自发酵开始至发酵30小时通风量逐渐增加，自发酵30小时至发酵结束通风量逐渐降低；
C、在通气发酵11小时及21小时分别补入占发酵液总质量1％的碳源，所述的碳源选自废糖蜜。
所述的有机氮及无机氮选自酵母膏、蛋白胨、豆粉及硝酸盐。
所述的发酵过程中的温度及通风量控制条件如下：
0-10小时：温度32℃，通风量0.2vvm；
11-20小时：温度32℃，通风量0.4vvm；
21-30小时：温度28℃，通风量0.7vvm；
31-40小时：温度28℃，通风量0.6vvm；
41-50小时：温度28℃，通风量0.2vvm。
所述的通气发酵过程中采用氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸、磷酸、硫酸或磷酸盐调节发酵过程中的pH＝5.0-7.0。
所述的氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸、硫酸或磷酸盐采用质量百分比浓度为10％-15％的溶液。
发酵结束后的发酵液进行沉降萃取前进行预处理，预处理的工艺条件为：
在发酵结束后的发酵液中加入质量百分比浓度为10％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，加入量为每升发酵液加入固态氢氧化钠或氢氧化钾2克。
萃取时用有机酸或无机酸调节发酵液pH，使萃取液与发酵液的混合物的pH＝0.5后将其升温至55℃，萃取得到纤维状三赞胶。有机酸或无机酸选用柠檬酸、甲酸、丙酸、丁酸、辛酸、盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、硼酸、碳酸等中的一种或至少两种以上的混合物。
在萃取后得到的纤维状三赞胶中加入强碱弱酸盐或二价碱调节pH＝6.5-7.5后制成均匀的膏状物料。
所述的将鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)CGMCCNo.1650经过扩大培养后，按照种子液：培养液为5％的接种量接种于培养液中。
所述的扩大培养过程包括：
(1)将斜面菌种经扩大培养后制成一级种子；
(2)将一级种子经扩大培养后制成二级种子；
(3)将制成的二级种子接入灭菌后的培养液，进行通气发酵；
其中步骤(1)、(2)中一级种子及二级种子的培养条件为：接种量5％,通风量为0.2vvm，温度32℃，种龄为20小时。
所述的步骤(1)中培养一级种子的一级种子培养基包括如下组分：
碳源1％；酵母膏1％；硝酸钠0.1％；硫酸镁0.01％；磷酸氢二钾0.1％；硫酸亚铁1ppm；
碳源选用废糖蜜、废葡萄糖母液。
所述的步骤(2)中培养的二级种子的二级种子培养基包括如下组分：
碳源1％；酵母膏0.03％；硝酸钠0.1％；硫酸镁0.01％；磷酸氢二钾0.1％；蛋白胨0.05％；硫酸亚铁1ppm；
碳源选用废糖蜜、废葡萄糖母液。
所述的培养液包括如下组分：
碳源2％；豆粉0.05％；硝酸盐0.05％；硫酸镁0.01％；磷酸氢二钾0.1％；碳酸钙0.05％；硫酸亚铁1ppmm；消泡剂0.05％。
经申请人试验，采用本实施例的方法三赞胶的收率可达25g/L，采用本实施例的方法制备的三赞胶的凝胶强度可达26g/cm2。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
三赞胶的生产中还包括如下工艺条件：
A、培养液中的碳源选用废葡萄糖母液；氮源选用无机氮及有机氮组成的复合氮源；
B、通气发酵过程中压力为0.05MPa，pH值＝5.0-7.0，发酵过程中采用通风量及温度分段控制，自发酵开始至发酵20小时温度为34℃，自发酵20小时至发酵结束温度为31℃，自发酵开始至发酵30小时通风量逐渐增加，自发酵30小时至发酵结束通风量逐渐降低；
C、在通气发酵20小时及30小时分别补入占发酵液总质量2％的碳源，所述的碳源选自废葡萄糖母液。
所述的有机氮及无机氮选自酵母膏、蛋白胨、豆粉及硝酸盐。
所述的发酵过程中的温度及通风量控制条件如下：
0-10小时：温度34℃，通风量0.3vvm；
11-20小时：温度34℃，通风量0.5vvm；
21-30小时：温度31℃，通风量0.9vvm；
31-40小时：温度31℃，通风量0.7vvm；
41-50小时：温度31℃，通风量0.3vvm。
发酵结束后的发酵液进行沉降萃取前进行预处理，预处理的工艺条件为：
在发酵结束后的发酵液中加入质量百分比浓度为20％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，加入量为每升发酵液加入固态氢氧化钠或氢氧化钾4克。
萃取时用有机酸或无机酸调节发酵液pH，使萃取液与发酵液的混合物的pH＝4.0后将其升温至90℃，萃取得到纤维状三赞胶。有机酸或无机酸选用柠檬酸、甲酸、丙酸、丁酸、辛酸、盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、硼酸、碳酸等中的一种或至少两种以上的混合物。
所述的将鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)CGMCCNo.1650经过扩大培养后，按照种子液：培养液为20％的接种量接种于培养液中。
扩大培养中一级种子及二级种子的培养条件为：接种量20％,通风量为0.8vvm，温度34℃，种龄为30小时。
培养一级种子的一级种子培养基包括如下组分：
碳源2％；酵母膏2％；硝酸钠1％；硫酸镁0.15％；磷酸氢二钾0.5％；硫酸亚铁10ppm；
碳源选用废糖蜜、废葡萄糖母液中的一种。
培养的二级种子的二级种子培养基包括如下组分：
碳源2％；酵母膏0.1％；硝酸钠0.5％；硫酸镁0.15％；磷酸氢二钾0.3％；蛋白胨0.3％；硫酸亚铁10ppm；
碳源选用废糖蜜、废葡萄糖母液中的一种。
所述的培养液包括如下组分：
碳源4％；豆粉0.3％；硝酸盐0.3％；硫酸镁0.15％；磷酸氢二钾0.3％；碳酸钙0.4％；硫酸亚铁10ppm；消泡剂0.2％。
经申请人试验，采用本实施例的方法三赞胶的收率可达26g/L，采用本实施例的方法制备的三赞胶的凝胶强度可达27g/cm2。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
三赞胶的生产中还包括如下工艺条件：
A、培养液中的碳源选用废糖蜜以及废葡萄糖母液按照等量复配的混合物；氮源选用无机氮及有机氮组成的复合氮源；
B、通气发酵过程中压力为0.04MPa，pH值＝5.0-7.0，发酵过程中采用通风量及温度分段控制，自发酵开始至发酵20小时温度为33℃，自发酵20小时至发酵结束温度为30℃，自发酵开始至发酵30小时通风量逐渐增加，自发酵30小时至发酵结束通风量逐渐降低；
C、在通气发酵15小时及25小时分别补入占发酵液总质量1％-2％的碳源，所述的碳源选自废糖蜜、废葡萄糖母液等量复配后的混合物。
所述的有机氮及无机氮选自酵母膏、蛋白胨、豆粉及硝酸盐。
所述的发酵过程中的温度及通风量控制条件如下：
0-10小时：温度33℃，通风量0.2vvm-0.3vvm；
11-20小时：温度33℃，通风量0.4vvm-0.5vvm；
21-30小时：温度30℃，通风量0.7vvm-0.9vvm；
31-40小时：温度30℃，通风量0.6vvm-0.7vvm；
41-50小时：温度30℃，通风量0.2vvm-0.3vvm。
发酵结束后的发酵液进行沉降萃取前进行预处理，预处理的工艺条件为：
在发酵结束后的发酵液中加入质量百分比浓度为15％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，加入量为每升发酵液加入固态氢氧化钠或氢氧化钾3克。
萃取时用有机酸或无机酸调节发酵液pH，使萃取液与发酵液的混合物的pH＝3.0后将其升温至75℃，萃取得到纤维状三赞胶。有机酸或无机酸选用柠檬酸、甲酸、丙酸、丁酸、辛酸、盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、硼酸、碳酸等中的一种或至少两种以上的混合物。
所述的将鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)CGMCCNo.1650经过扩大培养后，按照种子液：培养液为15％的接种量接种于培养液中。
扩大培养中一级种子及二级种子的培养条件为：接种量12％,通风量为0.5vvm，温度33℃，种龄为25小时。
培养一级种子的一级种子培养基包括如下组分：
碳源1.5％；酵母膏1.5％；硝酸钠0.5％；硫酸镁0.08％；磷酸氢二钾0.3％；硫酸亚铁5ppm；
碳源选用废糖蜜与废葡萄糖母液等量复配后的混合物。
培养的二级种子的二级种子培养基包括如下组分：
碳源1。5％；酵母膏0.06％；硝酸钠0.3％；硫酸镁0.08％；磷酸氢二钾0.2％；蛋白胨0.15％；硫酸亚铁5ppm；
碳源选用废糖蜜与废葡萄糖母液等量复配后的混合物。
所述的培养液包括如下组分：
碳源3％；豆粉0.15％；硝酸盐0.15％；硫酸镁0.08％；磷酸氢二钾0.2％；碳酸钙0.2％；硫酸亚铁5ppm；消泡剂0.1％。
经申请人试验，采用本实施例的方法三赞胶的收率可达28g/L，采用本实施例的方法制备的三赞胶的凝胶强度可达28g/cm2。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：
三赞胶的生产中还包括如下工艺条件：
A、培养液中的碳源选用废糖蜜；氮源选用无机氮及有机氮组成的复合氮源；
B、通气发酵过程中压力为0.035MPa，pH值＝5.0-7.0，发酵过程中采用通风量及温度分段控制，自发酵开始至发酵20小时温度为32℃，自发酵20小时至发酵结束温度为30℃，自发酵开始至发酵30小时通风量逐渐增加，自发酵30小时至发酵结束通风量逐渐降低；
C、在通气发酵13小时及23小时分别补入占发酵液总质量2％的碳源，所述的碳源选自废糖蜜。
所述的有机氮及无机氮选自酵母膏、蛋白胨、豆粉及硝酸盐。
所述的发酵过程中的温度及通风量控制条件如下：
0-10小时：温度32℃，通风量0.3vvm；
11-20小时：温度32℃，通风量0.5vvm；
21-30小时：温度30℃，通风量0.7vvm；
31-40小时：温度30℃，通风量0.6vvm；
41-50小时：温度30℃，通风量0.3vvm。
发酵结束后的发酵液进行沉降萃取前进行预处理，预处理的工艺条件为：
在发酵结束后的发酵液中加入质量百分比浓度为12％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，加入量为每升发酵液加入固态氢氧化钠或氢氧化钾2.5克。
萃取时用有机酸或无机酸调节发酵液pH，使萃取液与发酵液的混合物的pH＝1后将其升温至65℃，萃取得到纤维状三赞胶。有机酸或无机酸选用柠檬酸、甲酸、丙酸、丁酸、辛酸、盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、硼酸、碳酸等中的一种或至少两种以上的混合物。
所述的将鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)CGMCCNo.1650经过扩大培养后，按照种子液：培养液为5％-20％的接种量接种于培养液中。
扩大培养中一级种子及二级种子的培养条件为：接种量10％,通风量为0.3vvm，温度33℃，种龄为22小时。
培养一级种子的一级种子培养基包括如下组分：
碳源1.2％；酵母膏1.2％；硝酸钠0.3％；硫酸镁0.05％；磷酸氢二钾0.2％；硫酸亚铁3ppm；
碳源选用废糖蜜。
培养的二级种子的二级种子培养基包括如下组分：
碳源1.2％；酵母膏0.04％；硝酸钠0.2％；硫酸镁0.05％；磷酸氢二钾0.15％；蛋白胨0.1％；硫酸亚铁3ppm；
碳源选用废糖蜜。
所述的培养液包括如下组分：
碳源2.5％；豆粉0.1％；硝酸盐0.1％；硫酸镁0.05％；磷酸氢二钾0.15％；碳酸钙0.1％；硫酸亚铁3ppm；消泡剂0.08％。
经申请人试验，采用本实施例的方法三赞胶的收率可达29g/L，采用本实施例的方法制备的三赞胶的凝胶强度可达30g/cm2。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：
三赞胶的生产中还包括如下工艺条件：
A、培养液中的碳源选用废葡萄糖母液；氮源选用无机氮及有机氮组成的复合氮源；
B、通气发酵过程中压力为0.05MPa，pH值＝5.0-7.0，发酵过程中采用通风量及温度分段控制，自发酵开始至发酵20小时温度为34℃，自发酵20小时至发酵结束温度为28℃，自发酵开始至发酵30小时通风量逐渐增加，自发酵30小时至发酵结束通风量逐渐降低；
C、在通气发酵18小时及27小时分别补入占发酵液总质量2％的碳源，所述的碳源选自废葡萄糖母液。
所述的有机氮及无机氮选自酵母膏、蛋白胨、豆粉及硝酸盐。
所述的发酵过程中的温度及通风量控制条件如下：
0-10小时：温度34℃，通风量0.3vvm；
11-20小时：温度34℃，通风量0.4vvm；
21-30小时：温度28℃，通风量0.9vvm；
31-40小时：温度28℃，通风量0.7vvm；
41-50小时：温度28℃，通风量0.2vvm。
发酵结束后的发酵液进行沉降萃取前进行预处理，预处理的工艺条件为：
在发酵结束后的发酵液中加入质量百分比浓度为18％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，加入量为每升发酵液加入固态氢氧化钠或氢氧化钾3.5克。
萃取时用有机酸或无机酸调节发酵液pH，使萃取液与发酵液的混合物的pH＝3.0后将其升温至80℃，萃取得到纤维状三赞胶。有机酸或无机酸选用柠檬酸、甲酸、丙酸、丁酸、辛酸、盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、硼酸、碳酸等中的一种或至少两种以上的混合物。
所述的将鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)CGMCCNo.1650经过扩大培养后，按照种子液：培养液为5％-20％的接种量接种于培养液中。
扩大培养中一级种子及二级种子的培养条件为：接种量5％-20％,风量为0.6vvm，温度34℃，种龄为28小时。
培养一级种子的一级种子培养基包括如下组分：
碳源1.8％；酵母膏1.8％；硝酸钠0.8％；硫酸镁0.12％；磷酸氢二钾0.4％；硫酸亚铁8ppm；
碳源选用废葡萄糖母液。
培养的二级种子的二级种子培养基包括如下组分：
碳源1.8％；酵母膏0.08％；硝酸钠0.4％；硫酸镁0.13％；磷酸氢二钾0.25％；蛋白胨0.25％；硫酸亚铁8ppm；
碳源选用废葡萄糖母液。
所述的培养液包括如下组分：
碳源3.5％；豆粉0.25％；硝酸盐0.25％；硫酸镁0.12％；磷酸氢二钾0.25％；碳酸钙0.3％；硫酸亚铁8ppm；消泡剂0.15％。
经申请人试验，采用本实施例的方法三赞胶的收率可达32g/L，采用本实施例的方法制备的三赞胶的凝胶强度可达30g/cm2。
Claims (15)
1.以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，是将鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)CGMCCNo.1650接种到灭菌后且含有碳源、氮源及营养物质的培养液中；调节培养液的pH，进行通气发酵，将发酵结束后的发酵液进行沉降萃取得到纤维状三赞胶；其特征在于还包括如下工艺条件：
A、培养液中的碳源选用废糖蜜、废葡萄糖母液中的一种或其结合；氮源选用无机氮及有机氮组成的复合氮源；
B、通气发酵过程中压力为0.03MPa-0.05MPa，pH值＝5.0-7.0，发酵过程中采用通风量及温度分段控制，自发酵开始至发酵20小时温度为32℃-34℃，自发酵20小时至发酵结束温度为28℃-31℃，自发酵开始至发酵30小时通风量逐渐增加，自发酵30小时至发酵结束通风量逐渐降低；
C、在通气发酵11-20小时及21-30小时分别补入碳源，所述的碳源选自废糖蜜、废葡萄糖母液中的一种或其结合。
2.根据权利要求1所述的以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，其特征在于所述的发酵过程中的温度及通风量控制条件如下：
0-10小时：温度32℃-34℃，通风量0.2vvm-0.3vvm；
11-20小时：温度32℃-34℃，通风量0.4vvm-0.5vvm；
21-30小时：温度28℃-31℃，通风量0.7vvm-0.9vvm；
31-40小时：温度28℃-31℃，通风量0.6vvm-0.7vvm；
41-50小时：温度28℃-31℃，通风量0.2vvm-0.3vvm。
3.根据权利要求1所述的以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，其特征在于所述的通气发酵过程中采用氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸、磷酸、硫酸或磷酸盐调节发酵过程中的pH＝5.0-7.0。
4.根据权利要求3所述的以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，其特征在于所述的氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸、硫酸或磷酸盐采用质量百分比浓度为10％-15％的溶液。
5.根据权利要求1所述的以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，其特征在于在通气发酵11小时至20小时及21小时至30小时分别补入占发酵液总质量1％-2％的碳源。
6.根据权利要求1所述的以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，其特征在于发酵结束后的发酵液进行沉降萃取前进行预处理，预处理的工艺条件为：
在发酵结束后的发酵液中加入质量百分比浓度为10％-20％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，加入量为每升发酵液加入固态氢氧化钠或氢氧化钾2-4克。
7.根据权利要求6所述的以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，其特征在于萃取时用有机酸或无机酸调节发酵液pH，使萃取液与发酵液的混合物的pH＝0.5-4.0后将其升温至55℃-90℃，萃取得到纤维状三赞胶。
8.根据权利要求7所述的以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，其特征在于有机酸或无机酸选用柠檬酸、甲酸、丙酸、丁酸、辛酸、盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、硼酸、碳酸等中的一种或至少两种以上的混合物。
9.根据权利要求1、6、7或8中任一项所述的以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，其特征在于在萃取后得到的纤维状三赞胶中加入强碱弱酸盐或二价碱调节pH＝6.5-7.5后制成均匀的膏状物料。
10.根据权利要求1所述的以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，其特征在于所述的有机氮及无机氮选自酵母膏、蛋白胨、豆粉及硝酸盐。
11.根据权利要求1所述的以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，其特征在于所述的将鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)CGMCCNo.1650经过扩大培养后，按照种子液：培养液为5％-20％的接种量接种于培养液中。
12.根据权利要求11所述的以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，其特征在于所述的扩大培养过程包括：
(1)将斜面菌种经扩大培养后制成一级种子；
(2)将一级种子经扩大培养后制成二级种子；
(3)将制成的二级种子接入灭菌后的培养液，进行通气发酵；
其中步骤(1)、(2)中一级种子及二级种子的培养条件为：接种量5％-20％,风量为0.2vvm-0.8vvm，温度32℃-34℃，种龄为20-30小时。
13.根据权利要求12所述的以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，其特征在于所述的步骤(1)中培养一级种子的一级种子培养基包括如下组分：
碳源1％-2％；酵母膏1％-2％；硝酸钠0.1％-1％；硫酸镁0.01％-0.15％；磷酸氢二钾0.1％-0.5％；硫酸亚铁1ppm-10ppm；
碳源选用废糖蜜、废葡萄糖母液。
14.根据权利要求12或13中任一项所述的以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，其特征在于所述的步骤(2)中培养的二级种子的二级种子培养基包括如下组分：
碳源1％-2％；酵母膏0.03％-0.1％；硝酸钠0.1％-0.5％；硫酸镁0.01％-0.15％；磷酸氢二钾0.1％-0.3％；蛋白胨0.05％-0.3％；硫酸亚铁1ppm-10ppm；
碳源选用废糖蜜、废葡萄糖母液。
15.根据权利要求1、10或12中任一项所述的以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法，其特征在于所述的培养液包括如下组分：
碳源2％-4％；豆粉0.05％-0.3％；硝酸盐0.05％-0.3％；硫酸镁0.01％-0.15％；磷酸氢二钾0.1％-0.3％；碳酸钙0.05％-0.4％；硫酸亚铁1ppm-10ppm；消泡剂0.05％-0.2％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910354160.9A CN110079569B (zh) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | 以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910354160.9A CN110079569B (zh) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | 以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110079569A true CN110079569A (zh) | 2019-08-02 |
| CN110079569B CN110079569B (zh) | 2023-02-28 |
Family
ID=67417705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910354160.9A Active CN110079569B (zh) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | 以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110079569B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110760015A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-07 | 河北鑫合生物化工有限公司 | 改进的三赞胶的提取方法 |
| CN111057711A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-24 | 廊坊梅花生物技术开发有限公司 | 鞘氨醇单胞菌工程菌及其构建方法和应用 |
| CN111500497A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-07 | 河北鑫合生物化工有限公司 | 带有分子标记的三赞胶合成菌——鞘氨醇单胞菌及其在三赞胶制备中的应用 |
| CN113248629A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-08-13 | 廊坊梅花生物技术开发有限公司 | 一种从发酵液中提取三赞胶的方法及其产物 |
| CN113583904A (zh) * | 2021-07-24 | 2021-11-02 | 河北沣川生物科技有限公司 | 胞外多聚物鞘氨醇单胞菌以及在制备高凝胶强度三赞胶中的应用 |
| CN114010533A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-08 | 南开大学 | 一种具有醇溶性和保湿性的天然三赞胶、免洗消毒凝胶和应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1995326A (zh) * | 2006-09-26 | 2007-07-11 | 张国沛 | 一种鞘氨醇单胞菌以及采用该菌种生产微生物多糖—三赞胶的方法 |
| CN102154154A (zh) * | 2010-12-27 | 2011-08-17 | 河北鑫合生物化工有限公司 | 利用废葡萄糖母液生产微生物多糖发酵液的方法 |
| CN104404101A (zh) * | 2014-11-10 | 2015-03-11 | 河北恒标生物科技有限公司 | 膏体温轮胶的制备方法 |
| CN107435036A (zh) * | 2017-09-26 | 2017-12-05 | 河北沣川生物科技有限公司 | 一种鞘氨醇单胞菌以及在制备结冷胶中的应用 |
| US11104879B1 (en) * | 2020-04-27 | 2021-08-31 | Hebei Xinhe Biochemical Co., Ltd. | Sanxan gum synthetic strain-Sphingomonas sp. with a molecular marker and application thereof in Sanxan gum preparation |
-
2019
- 2019-04-29 CN CN201910354160.9A patent/CN110079569B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1995326A (zh) * | 2006-09-26 | 2007-07-11 | 张国沛 | 一种鞘氨醇单胞菌以及采用该菌种生产微生物多糖—三赞胶的方法 |
| CN102154154A (zh) * | 2010-12-27 | 2011-08-17 | 河北鑫合生物化工有限公司 | 利用废葡萄糖母液生产微生物多糖发酵液的方法 |
| CN104404101A (zh) * | 2014-11-10 | 2015-03-11 | 河北恒标生物科技有限公司 | 膏体温轮胶的制备方法 |
| CN107435036A (zh) * | 2017-09-26 | 2017-12-05 | 河北沣川生物科技有限公司 | 一种鞘氨醇单胞菌以及在制备结冷胶中的应用 |
| US11104879B1 (en) * | 2020-04-27 | 2021-08-31 | Hebei Xinhe Biochemical Co., Ltd. | Sanxan gum synthetic strain-Sphingomonas sp. with a molecular marker and application thereof in Sanxan gum preparation |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MENGMENG WUA ET AL: "Network structure and functional properties of transparent hydrogel sanxan produced by Sphingomonas sanxanigenens NX02", 《CARBOHYDRATE POLYMERS》 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110760015A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-07 | 河北鑫合生物化工有限公司 | 改进的三赞胶的提取方法 |
| CN110760015B (zh) * | 2019-11-19 | 2022-07-22 | 河北鑫合生物化工有限公司 | 改进的三赞胶的提取方法 |
| CN111057711A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-24 | 廊坊梅花生物技术开发有限公司 | 鞘氨醇单胞菌工程菌及其构建方法和应用 |
| CN111057711B (zh) * | 2019-12-25 | 2022-01-18 | 廊坊梅花生物技术开发有限公司 | 鞘氨醇单胞菌工程菌及其构建方法和应用 |
| CN111500497A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-07 | 河北鑫合生物化工有限公司 | 带有分子标记的三赞胶合成菌——鞘氨醇单胞菌及其在三赞胶制备中的应用 |
| CN111500497B (zh) * | 2020-04-27 | 2022-09-06 | 河北鑫合生物化工有限公司 | 带有分子标记的三赞胶合成菌——鞘氨醇单胞菌及其在三赞胶制备中的应用 |
| CN113248629A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-08-13 | 廊坊梅花生物技术开发有限公司 | 一种从发酵液中提取三赞胶的方法及其产物 |
| CN113583904A (zh) * | 2021-07-24 | 2021-11-02 | 河北沣川生物科技有限公司 | 胞外多聚物鞘氨醇单胞菌以及在制备高凝胶强度三赞胶中的应用 |
| CN113583904B (zh) * | 2021-07-24 | 2023-09-12 | 河北沣川生物科技有限公司 | 胞外多聚物鞘氨醇单胞菌以及在制备高凝胶强度三赞胶中的应用 |
| CN114010533A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-08 | 南开大学 | 一种具有醇溶性和保湿性的天然三赞胶、免洗消毒凝胶和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110079569B (zh) | 2023-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110079569A (zh) | 以鞘氨醇单胞菌为菌种生产微生物多糖-三赞胶的方法 | |
| CN107435036B (zh) | 一种鞘氨醇单胞菌以及在制备结冷胶中的应用 | |
| US11104879B1 (en) | Sanxan gum synthetic strain-Sphingomonas sp. with a molecular marker and application thereof in Sanxan gum preparation | |
| CN105820925A (zh) | 一种酿酒用的窖泥配方、窖泥及其制作工艺 | |
| IL102366A (en) | Gum Glan has undergone partial desalination capable of forming and preparing elastic waves with low crispness | |
| CN108467876A (zh) | 一种提高可得然胶产量的发酵方法 | |
| CN112322504A (zh) | 一种增加蝙蝠蛾拟青霉发酵菌丝体中腺苷含量的方法 | |
| Underkofler et al. | Saccharification of Starchy Grain Mashes for the Alcoholic Fermentation? Industry | |
| CN117229958A (zh) | 野油菜黄单胞菌以及在制备低黏度黄原胶中的应用 | |
| Wells et al. | Gluconic acid production effect of pressure, air flow and agitation on gluconic acid production by submerged mold growths | |
| Cadmus et al. | New bacterial polysaccharide from Arthrobacter | |
| CN102021214B (zh) | 基于氧消耗速率的维生素b12发酵生产控制工艺 | |
| CN106520575B (zh) | 一株高产过氧化氢酶的黑曲霉菌株及其应用 | |
| CN113583904A (zh) | 胞外多聚物鞘氨醇单胞菌以及在制备高凝胶强度三赞胶中的应用 | |
| CN104293720B (zh) | 一种鞘氨醇单胞菌以及利用其制取定优胶发酵液的方法 | |
| CN109762858B (zh) | 以罗氏阿太菌为菌种生产硬葡聚糖发酵液的方法 | |
| CN106811490B (zh) | 一种黑曲霉批发酵生产葡萄糖酸钠的方法 | |
| CN110029137A (zh) | 一种烘焙用发酵木薯淀粉的生产工艺及其应用 | |
| CN111607553B (zh) | 一种高产多糖的灵芝菌丝体培养基及其培养方法 | |
| CN107674854B (zh) | 一种固氮鞘氨醇单胞菌以及在制备结冷胶中的应用 | |
| CN117568233B (zh) | 一种降低丙酮酸含量提高耐盐性能的黄原胶制备方法 | |
| CN104531819B (zh) | 一种制备具有凝胶特性黄原胶发酵液的方法 | |
| Nowakowska-Waszczuk et al. | Application of carbon balance to submerged citric acid production by Aspergillus niger | |
| CN113817795B (zh) | 一种醋酸***的发酵方法 | |
| CN109251950A (zh) | 具有高凝胶强度、高粘度、高酰基的结冷胶的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |