CN110093389A - 速溶黄原胶的发酵生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于发酵技术领域，公开了速溶黄原胶的发酵生产方法，其包括如下步骤：步骤1）膜偶联透析发酵，步骤2）制备湿料，步骤3）喷洒复合液体，步骤4）干燥和粉碎。本发明制备的产品可在较短时间内完全溶解，溶解速度均匀，粘度适中，无结团及鱼眼生成。

Description

速溶黄原胶的发酵生产方法
技术领域
本发明属于发酵技术领域，具体涉及速溶黄原胶的发酵生产方法。
背景技术
黄原胶又称黄胶、汉生胶，黄单胞多糖，是一种由假黄单胞菌属发酵产生的单孢多糖，由甘蓝黑腐病野油菜黄单胞菌以碳水化合物为主要原料，经好氧发酵生物工程技术，切断1，6-糖苷键，打开支链后，按1，4-键合成直链组成的一种酸性胞外杂多糖。1952年由美国农业部伊利诺斯州皮奥里尔北部研究所分离得到的甘蓝黑腐病黄单胞菌，并使甘蓝提取物转化为水溶性的酸性胞外杂多糖而得到。
黄原胶是由糖类经黄单胞杆菌发酵，产生的胞外微生物多塘。由于它的大分子特殊结构和胶体特性，而具有多种功能，可作为乳化剂、稳定剂、凝胶增稠剂、浸润剂、膜成型剂等，广泛应用于国民经济各领域。黄原胶是目前国际上集增稠、悬浮、乳化、稳定于一体．性能最优越的生物胶。黄原胶的分子侧链末端含有丙酮酸基团的多少，对其性能有很大影响。黄原胶具有长链高分子的一般性能，但它比一般高分子含有较多的官能团，在特定条件下会显示独特性能。它在水溶液中的构象是多样的，不向条件下表现不同的特性。1.悬浮性和乳化性：黄原胶对不溶性固体和油滴具有良好的悬浮作用。黄原胶溶胶分子能形成超结合带状的螺旋共聚体，构成脆弱的类似胶的网状结构，所以能够支持固体颗粒、液滴和气泡的形态，显示出很强的乳化稳定作用和高悬浮能力。2.良好的水溶性：黄原胶在水中能快速溶解，有很好的水溶性。特别在冷水中也能溶解，可省去繁杂的加工过程，使用方便。但由于它有极强的亲水性，如果直接加入水而搅拌不充分，外层吸水膨胀成胶团，会阻止水分进入里层，从而影响作用的发挥，因此必须注意正确使用。黄原胶干粉或与盐、糖等干粉辅料拌匀后缓促加入正在搅拌的水，制成溶液使用。3.增稠性：黄原胶溶液具有低浓度高粘度的特性(1%水溶液的粘度相当于明胶的100倍)，是一种高效的增稠剂。4.假塑性：黄原胶水溶液在静态或低的剪切作用下具有高粘度，在高剪切作用下表现为粘度急剧下降，但分子结构不变。而当剪切力消除时，则立即恢复原有的粘度。剪切力和粘度的关系是完全可塑的。黄原胶假塑性非常突出，这种假塑性对稳定悬浮液、乳浊液极为有效。5.对热的稳定性：黄原胶溶液的粘度不会随温度的变化而发生很大的变化，一般的多糖因加热会发生粘度变化，但黄原胶的水溶液在10-80℃之间粘度几乎没有变化，即使低浓度的水溶液在广阔的温度范围内仍然显示出稳定的高粘度。1%黄原胶溶液从25℃加热到120℃．其粘度仅降低3%。6.对酸碱的稳定性：黄原胶溶液对酸碱十分稳定，在PH为5-10之间叫其粘度不受影响，在PH小于4和大于11时粘度有轻微的变化。在PH3-11范围内，粘度最大使和最小值相差不到10%。黄原胶能溶于多种酸溶液，如5%的硫酸、5%的硝酸、5%的乙酸、10%的盐酸和25%的磷酸，且这些黄原胶酸溶液在常温下相当稳定，数月之久品质仍不会发生改变。黄原胶也能溶于氢氧化钠溶液，并具有增稠特性．所形成的溶液在室温下十分稳定。黄原胶可被强氧化剂，如过氯酸、过硫酸降解，随温度升高，降解加速。7.对盐的稳定性：黄原胶溶液能和许多盐溶液混溶，粘度不受影响。在较高盐浓度条件下，甚至在饱和盐溶液中仍保持其溶解性而不发生沉淀和絮凝，其粘度几乎不受影响。8.对酶解反应的稳定性：黄原胶稳定的双螺旋结构使其具有极强的抗氧化和抗酶解能力，许多的酶类如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和半纤维素酶等酶都不能使黄原胶降解。
目前可产黄原胶的菌种是黄单胞菌，黄原胶的产量和质量不仅受菌株的影响，而且也受培养基中营养物质种类和培养条件的影响。黄原胶是由D- 葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酰基和丙酮酸构成，丙酮酸含量不同影响黄原胶的性质。较高的丙酮酸含量赋予了黄原胶良好的拟塑性和低剪切速率下高粘度的特性，现有的黄胶原中丙酮酸的含量均较低，一般不超过5％。中国发明专利“CN2017106658102”公开了一种高品质黄原胶的生产方法，该方法通过优化发酵培养基和培养步骤参数，提高了黄原胶中丙酮酸含量，其含量可达15-20％，但是发酵液中黄原胶产量仍然有待提高，最高为20g/L左右。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中黄原胶发酵培养基成本较高、黄原胶产率以及品质较低的缺陷，提供了速溶黄原胶的发酵生产方法。
本发明是通过如下技术方案来实现的。
速溶黄原胶的发酵生产方法，其包括如下步骤：步骤1）膜偶联透析发酵，步骤2）制备湿料，步骤3）喷洒复合液体，步骤4）干燥和粉碎。
进一步地，所述方法包括如下步骤：
步骤1）膜偶联透析发酵：将黄单胞菌接入装有发酵培养基的发酵罐中进行发酵培养，将发酵罐与陶瓷膜偶联，发酵时间为48h，将发酵罐中的发酵液经陶瓷膜分离，得到滤液和浓缩菌体，将滤液排入到料液储罐，把浓缩菌体打回发酵罐，同时向发酵罐中补加发酵罐培养基，使与未经陶瓷膜过滤之前的发酵液体积相同，继续发酵36-48h，得到发酵液，将发酵罐中的发酵液经陶瓷膜分离，得到滤液和浓缩菌体，将滤液排入到料液储罐；
步骤2）制备湿料：往滤液中依次加入气相二氧化硅和氯化钙，以200r/min的速度搅拌8min，然后加入滤液3倍的85%的乙醇，缓慢搅拌至有纤维物析出，然后以500r/min离心5min，去除上层清液，收集湿料；
步骤3）喷洒复合液体：将湿料切割成细小块状，并均匀喷洒复合液体，其中复合液体的用量为湿料重量的10％；
步骤4）干燥和粉碎：将处理后的湿料进行干燥，干燥温度为75℃，干燥时间为60min，然后用粉碎机进行粉碎，即得速溶黄原胶。
进一步地，所述气相二氧化硅的添加量为，气相二氧化硅：滤液=1kg：100L；所述氯化钙的添加量为，氯化钙：滤液=0.2kg：100L。
进一步地，所述复合液体的制备方法包括如下步骤：
将蔗糖脂肪酸酯：水：乙醇按2:3:6的重量比例混合，加热至完全溶解得到复合液体。
进一步地，所述步骤1）膜偶联透析发酵，包括如下步骤：
将黄单胞菌种子液按照8-10％的接种量接入装有21L发酵培养基的30L发酵罐中进行发酵培养，发酵温度30℃，将发酵罐与陶瓷膜偶联，发酵时间为48h，将发酵罐中的发酵液经陶瓷膜分离，得到滤液和浓缩菌体，将滤液排入到料液储罐，把浓缩菌体打回发酵罐，同时向发酵罐中补加发酵罐培养基，使与未经陶瓷膜过滤之前的发酵液体积相同，继续发酵36-48h，得到发酵液，将发酵罐中的发酵液经陶瓷膜分离，得到滤液和浓缩菌体，将滤液排入到料液储罐；整个发酵过程中，通过流加泡敌消泡，通过流加葡萄糖溶液将残糖控制在不低于1.5-2％，通过调节搅拌转速与通气量保持溶氧水平为20％。
优选地，所述发酵培养基包括如下组分：
葡萄糖40g/L、玉米淀粉60g/L、菌体蛋白酶解液50g/L、油酸10g/L、碳酸钙3g/L、七水硫酸镁1g/L、磷酸氢二钾1g/L、黄腐酸20mg/L、VB1 20mg/L，pH 7.0-7.2。
优选地，所述菌体酶解液的制备方法为：收集黄原胶发酵液中的菌体，干燥至水分含量小于5wt％的干菌体，用水稀释至干菌体浓度为40g/L，置于高速剪切机中以10000rpm的速度剪切120s，得到菌悬液，往菌悬液中添加相同体积的浓度为1mol/L的盐酸溶液，混匀，在95℃下处理1h，之后添加胰蛋白酶进行水解，然后陶瓷膜过滤，收集滤液,90℃灭酶10min，即得。
优选地，所述胰蛋白酶的水解条件为：pH为8、温度为37℃、水解时间为6h.
优选地，所述胰蛋白酶的酶活力为4000U/g。
本发明还要求保护上任其一所述的方法制备的产品。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
本发明采用膜偶联透析发酵的方式，避免了由于营养物的缺乏、生存环境变差、黄原胶的反馈抑制作用等发酵中的问题，提升了发酵效率，黄原胶的总产量大幅提高；而且发酵液透明度高，杂质少，分离提取更为简易，后期更容易获得纯度高的产品；
本发明通过添加气相二氧化硅和氯化钙联合作用，从根本上解决了物料溶于水形成结团及鱼眼，影响其溶解速度和粘度的释放的问题；得到的黄原胶成品极易溶于水，溶解速度均匀，粘度适中，无结团及鱼眼生成。
发酵培养基中使用的碳源，一部分用来构成细胞成分，一部分维持正常的新陈代谢，另外一部分用于目的产物的合成。本发明采用葡萄糖和玉米淀粉混合碳源，节省了原料成本，菌株优先用葡萄糖，随着菌株浓度的增加，分泌的淀粉酶等酶类增加，能够酶解玉米淀粉作为碳源；本方法以黄原胶发酵的废弃菌体蛋白为原料，经胰蛋白酶水解后作为有机氮源制成发酵培养基，原料来自发酵后遗留菌体，成本低廉，与用做饲料相比，蛋白效价更高，效益更好，可以直接降低工业成本，提高产品效益。通过添加菌体酶解液来替代酵母膏等氮源，可以大大节约发酵成本。
在培养基中添加谷氨酸可增加黄原胶的产量，本发明菌体蛋白酶解液含有大量谷氨酸（占总氨基酸的10%以上），可以增加黄原胶的产量。钙和镁无机离子也能对菌体生长和产物合成产生影响，镁元素对菌体生长有刺激作用，碳酸钙是影响黄原胶产量和质量的重要因子，在适量的条件下可减少胞外蛋白质的合成，提高黄原胶的产量，此外，碳酸钙还具有缓冲发酵液pH的作用。
黄腐酸中含有大量酚羟基、羰基等基团，电解程度较高，能够促进黄原胶合成过程中对O2的利用，进一步提高产胶量和黄原胶品质。油酸可以减少气液传氧阻力，提高氧气传质速率，增强***供氧能力，提高黄原胶产率，且无需额外提供能量。
溶氧浓度高使得黄原胶的生物合成开始的越早，而黄原胶生成的停止通常是由于培养基中碳源的耗尽造成的，从某种意义上讲，高浓度黄原胶发酵液的得到必须有较高的溶氧浓度为前提的，但是过高浓度的溶氧量也会导致碳源消耗过快，产生较多的副产物，从而使得转化率降低，提高发酵成本，因此，合适浓度的溶氧是提高发酵效率的重要因素。
附图说明
图1：不同发酵方式对黄原胶产量的影响；
图2：培养基中油酸添加量对黄原胶产量的影响；
图3：培养基中黄腐酸添加量对黄原胶产量的影响；
图4：溶氧量对黄原胶产量影响。
具体实施方式
本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的产品及方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的产品及方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
速溶黄原胶的发酵生产方法，其包括如下步骤：
黄单胞菌ATCC 17915种子液（1×108CFU/mL）按照8％(体积比)的接种量接入装有21L发酵培养基的30L发酵罐中进行发酵培养，发酵温度30℃，将发酵罐与陶瓷膜偶联，发酵时间为48h，将发酵罐中的发酵液经陶瓷膜分离，得到滤液和浓缩菌体，将滤液排入到料液储罐，把浓缩菌体打回发酵罐，同时向发酵罐中补加发酵罐培养基，使与未经陶瓷膜过滤之前的发酵液体积相同，继续发酵48h，得到发酵液，将发酵罐中的发酵液经陶瓷膜分离，得到滤液和浓缩菌体，将滤液排入到料液储罐；整个发酵过程中，通过流加泡敌消泡，通过流加葡萄糖溶液将残糖控制在不低于2％，通过调节搅拌转速与通气量保持溶氧水平为20％；所述陶瓷膜的截留分子量为10000Da；
往滤液中依次加入气相二氧化硅和氯化钙，其中气相二氧化硅的比表面积为200m2/g以上，其中，气相二氧化硅：滤液=1kg：100L，氯化钙：滤液=0.2kg：100L，以200r/min的速度搅拌8min，然后加入滤液3倍的85%的乙醇，缓慢搅拌至有纤维物析出，然后以500r/min离心5min，去除上层清液，收集湿料；
将蔗糖脂肪酸酯：水：乙醇按2:3:6的重量比例混合加热使其完全溶解得到复合液体；将湿料切割成细小块状，并均匀喷洒复合液体，其中复合液体的用量为湿料重量的10％；
将处理后的湿料进行干燥，干燥温度为75℃，干燥时间为60min，然后用粉碎机进行粉碎，即得速溶黄原胶。
得到的黄原胶产品以0.3％的重量/体积浓度加入到水溶液，发现，产品15min完全溶解，溶解速度均匀，粘度适中，无结团及鱼眼生成。
上述发酵培养基包括如下组分：
葡萄糖40g/L、玉米淀粉60g/L、菌体蛋白酶解液50g/L、油酸10g/L、碳酸钙3g/L、七水硫酸镁1g/L、磷酸氢二钾1g/L、黄腐酸20mg/L、VB1 20mg/L，pH 7.0-7.2。
所述发酵培养基的制备方法为：
取各原料，依次添加到水中，搅拌均匀，调pH，即得；
所述菌体酶解液的制备方法为：收集黄原胶发酵液中的菌体，干燥至水分含量小于5wt％的干菌体，用水稀释至干菌体浓度为40g/L，置于高速剪切机中以10000rpm的速度剪切120s，得到菌悬液，往菌悬液中添加相同体积的浓度为1mol/L的盐酸溶液，混匀，在95℃下处理1h，之后添加胰蛋白酶进行水解，然后陶瓷膜过滤，收集滤液,90℃灭酶10min，即得；陶瓷膜的截留分子量为10000Da；过滤去除难以被菌株利用的大分子物质，包括细胞壁组分、大分子蛋白等。
所述的胰蛋白酶的水解条件为：pH为8、温度为37℃、水解时间为6h；所述的胰蛋白酶的酶活力为4000U/g，添加量为：酶与底物干质量比为1:30。
实施例2
速溶黄原胶的发酵生产方法，其包括如下步骤：
黄单胞菌ATCC 17915种子液（1×108CFU/mL）按照10％(体积比)的接种量接入装有21L发酵培养基的30L发酵罐中进行发酵培养，发酵温度30℃，将发酵罐与陶瓷膜偶联，发酵时间为48h，将发酵罐中的发酵液经陶瓷膜分离，得到滤液和浓缩菌体，将滤液排入到料液储罐，把浓缩菌体打回发酵罐，同时向发酵罐中补加发酵罐培养基，使与未经陶瓷膜过滤之前的发酵液体积相同，继续发酵36h，得到发酵液，将发酵罐中的发酵液经陶瓷膜分离，得到滤液和浓缩菌体，将滤液排入到料液储罐；整个发酵过程中，通过流加泡敌消泡，通过流加葡萄糖溶液将残糖控制在不低于1.5％，通过调节搅拌转速与通气量保持溶氧水平为20％；所述陶瓷膜的截留分子量为20000Da。
往滤液中依次加入气相二氧化硅和氯化钙，其中气相二氧化硅的比表面积为200m2/g以上，其中，气相二氧化硅：滤液=1kg：100L，氯化钙：滤液=0.2kg：100L，以200r/min的速度搅拌8min，然后加入滤液3倍的85%的乙醇，缓慢搅拌至有纤维物析出，然后以500r/min离心5min，去除上层清液，收集湿料；
将蔗糖脂肪酸酯：水：乙醇按2:3:6的重量比例混合加热使其完全溶解得到复合液体；将湿料切割成细小块状，并均匀喷洒复合液体，其中复合液体的用量为湿料重量的10％；
将处理后的湿料进行干燥，干燥温度为75℃，干燥时间为60min，然后用粉碎机进行粉碎，即得速溶黄原胶。
得到的黄原胶产品以0.3％的重量/体积浓度加入到水溶液，发现，本发明产品15min完全溶解，溶解速度均匀，粘度适中，无结团及鱼眼生成。
所述发酵培养基包括如下组分：
葡萄糖40g/L、玉米淀粉60g/L、菌体蛋白酶解液50g/L、油酸10g/L、碳酸钙3g/L、七水硫酸镁1g/L、磷酸氢二钾1g/L、黄腐酸20mg/L、VB1 20mg/L，pH 7.0-7.2。
所述发酵培养基的制备方法为：
取各原料，依次添加到水中，搅拌均匀，调pH，即得；
所述菌体酶解液的制备方法为：收集黄原胶发酵液中的菌体，干燥至水分含量小于5wt％的干菌体，用水稀释至干菌体浓度为40g/L，置于高速剪切机中以10000rpm的速度剪切120s，得到菌悬液，往菌悬液中添加相同体积的浓度为1mol/L的盐酸溶液，混匀，在95℃下处理1h，之后添加胰蛋白酶进行水解，然后陶瓷膜过滤，收集滤液,90℃灭酶10min，即得；陶瓷膜的截留分子量为10000Da；过滤去除难以被菌株利用的大分子物质，包括细胞壁组分、大分子蛋白等。
所述的胰蛋白酶的水解条件为：pH为8、温度为37℃、水解时间为6h；所述的胰蛋白酶的酶活力为4000U/g，添加量为：酶与底物干质量比为1:30。
实施例3
膜偶联透析发酵对黄原胶产量的影响
实验组为实施例1的发酵方式；
对照组为常规发酵方式，发酵时间为72h，发酵培养基同实施例1。
发酵罐采用同一批次的种子液，室内环境完全相同，具备可比较性。
观察不同时间点（12,24,36,48,60,72,84，96h）的发酵液中的黄原胶含量，常规发酵方式一般为72h小时，因为时间过长，菌株生存环境变差，而且胞外黄原胶产量达到一定的阈值，对黄原胶分泌产生反馈抑制，因此，继续延长发酵时间，并不能提升黄原胶产量，如图1所示，实验组采用膜偶联透析发酵的方式，避免了由于营养物的缺乏、生存环境变差、黄原胶的反馈抑制作用等发酵中的问题，提升了发酵效率，黄原胶的总产量可达到50.9g/L，（第一发酵25.8g/L+第二次发酵25.1g/L），而常规发酵为31.1g/L，提高了63%。
实施例4
本发明培养基发酵效果测试。
对比例1：葡萄糖100g/L、酵母膏20g/L、油酸10g/L、碳酸钙3g/L、七水硫酸镁1g/L、磷酸氢二钾1g/L、黄腐酸20mg/L、VB1 20mg/L，pH 7.0-7.2。
对比例2：葡萄糖40g/L、玉米淀粉60g/L、菌体蛋白酶解液50g/L、碳酸钙3g/L、七水硫酸镁1g/L、磷酸氢二钾1g/L、黄腐酸20mg/L、VB1 20mg/L，pH 7.0-7.2。
对比例3：葡萄糖40g/L、玉米淀粉60g/L、菌体蛋白酶解液50g/L、油酸10g/L、碳酸钙3g/L、七水硫酸镁1g/L、磷酸氢二钾1g/L、VB1 20mg/L，pH 7.0-7.2。
对比例4：葡萄糖40g/L、玉米淀粉60g/L、菌体蛋白酶解液50g/L、碳酸钙3g/L、七水硫酸镁1g/L、磷酸氢二钾1g/L、VB1 20mg/L，pH 7.0-7.2。
一、实施例1以及对比例1-4的培养基对黄原胶的影响。
分析各培养基对黄原胶发酵的影响。具体数据指标见表1：
表1
指标 实施例1 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
黄原胶产量g/L 50.9 49.4 43.1 44.6 39.2
丙酮酸功能基团含量% 5.06 5.13 4.84 4.91 4.78
结论：与对比例1相比，本发明采用菌体蛋白酶解液来取代常用的酵母膏，采用玉米淀粉替代部分葡萄糖，对发酵产胶没有大的影响，但是发酵成本大大节约。菌体酶解液中的总游离氨基酸含量最高，更容易被菌株利用，而且总游离氨基酸中谷氨酸的含量较高，可达到10%以上，对黄原胶产率有较好的促进作用，并且无需在培养基中额外添加对黄原胶发酵有促进作用的谷氨酸，降低了发酵成本；与对比例2-4相比，本发明在黄原胶产量明显优于对比例2-4，丙酮酸功能基团含量也有一定的提高，可见，油酸和黄腐酸对发酵产胶以及黄原胶的品质有促进作用，二者协同使用，效果更好。
二、培养基中油酸和黄腐酸添加量以及溶氧浓度对黄原胶产量的影响。
1、油酸的添加量设置为0，2.5，5,10,20,40（g/L）；如图2所示，随着油酸添加量的增加，黄原胶产量逐渐增加，待增加到10g/L时，黄原胶产量达到峰值，继续增加油酸的添加量，黄原胶的产量并没有增加，反而有小幅下降，可能原因是，过量加入油酸会导致发酵液水分流失，且表观粘度增大造成氧气传质系数降低，导致菌株发酵效率降低。
2、黄腐酸的添加量设置为0，5,10,20,40，80（mg/L）；如图3所示，随着黄腐酸添加量的增加，菌株对氧的利用率提升，相应地，黄原胶产量随之增加，待增加到20mg/L时，黄原胶产量达到峰值，继续增加油酸的添加量，黄原胶的产量并没有明显改变，选择20mg/L的添加量较为合适。
3、溶氧量对黄原胶产量影响。
设置溶氧量为5%，10%，15%，20%，25%，30%六个梯度浓度，如图4所示，溶氧量增加，黄原胶的产量随之增加，当溶氧量增加到20%时，黄原胶的产量接近最大值，继续增大溶氧量，黄原胶的增幅并不明显，但是碳源消耗率明显提高（流加葡萄糖的速率增加），提高了发酵成本，因此，选择20%左右的溶氧量最为合适。
以上列举的仅是本发明的最佳具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.速溶黄原胶的发酵生产方法，其包括如下步骤：步骤1）膜偶联透析发酵，步骤2）制备湿料，步骤3）喷洒复合液体，步骤4）干燥和粉碎。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1）膜偶联透析发酵：将黄单胞菌接入装有发酵培养基的发酵罐中进行发酵培养，将发酵罐与陶瓷膜偶联，发酵时间为48h，将发酵罐中的发酵液经陶瓷膜分离，得到滤液和浓缩菌体，将滤液排入到料液储罐，把浓缩菌体打回发酵罐，同时向发酵罐中补加发酵罐培养基，继续发酵36-48h，得到发酵液，将发酵罐中的发酵液经陶瓷膜分离，得到滤液和浓缩菌体，将滤液排入到料液储罐；
步骤2）制备湿料：往料液储罐的滤液中依次加入气相二氧化硅和氯化钙，以200r/min的速度搅拌8min，然后加入占滤液3倍的85%的乙醇，缓慢搅拌至有纤维物析出，再以500r/min离心5min，去除上层清液，收集湿料；
步骤3）喷洒复合液体：将湿料切割成块状，并均匀喷洒复合液体，其中复合液体的用量为湿料重量的10％；
步骤4）干燥和粉碎：将处理后的湿料进行干燥，干燥温度为75℃，干燥时间为60min，然后用粉碎机进行粉碎，即得速溶黄原胶。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述气相二氧化硅的添加量为，气相二氧化硅：滤液=1kg：100L；所述氯化钙的添加量为，氯化钙：滤液=0.2kg：100L。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述复合液体的制备方法包括如下步骤：
将蔗糖脂肪酸酯：水：乙醇按2:3:6的重量比例混合，加热至完全溶解得到复合液体。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1）膜偶联透析发酵，包括如下步骤：
将黄单胞菌种子液按照8-10％的接种量接入装有21L发酵培养基的30L发酵罐中进行发酵培养，发酵温度30℃，将发酵罐与陶瓷膜偶联，发酵时间为48h，将发酵罐中的发酵液经陶瓷膜分离，得到滤液和浓缩菌体，将滤液排入到料液储罐，把浓缩菌体打回发酵罐，同时向发酵罐中补加发酵罐培养基，使与未经陶瓷膜过滤之前的发酵液体积相同，继续发酵36-48h，得到发酵液，将发酵罐中的发酵液经陶瓷膜分离，得到滤液和浓缩菌体，将滤液排入到料液储罐；整个发酵过程中，通过流加泡敌消泡，通过流加葡萄糖溶液将残糖控制在不低于1.5-2％，通过调节搅拌转速与通气量保持溶氧水平为20％。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述发酵培养基包括如下组分：
葡萄糖40g/L、玉米淀粉60g/L、菌体蛋白酶解液50g/L、油酸10g/L、碳酸钙3g/L、七水硫酸镁1g/L、磷酸氢二钾1g/L、黄腐酸20mg/L、VB1 20mg/L，pH 7.0-7.2。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述菌体酶解液的制备方法为：收集黄原胶发酵液中的菌体，干燥至水分含量小于5wt％的干菌体，用水稀释至干菌体浓度为40g/L，置于高速剪切机中以10000rpm的速度剪切120s，得到菌悬液，往菌悬液中添加相同体积的浓度为1mol/L的盐酸溶液，混匀，在95℃下处理1h，之后添加胰蛋白酶进行水解，然后陶瓷膜过滤，收集滤液,90℃灭酶10min，即得。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述胰蛋白酶的水解条件为：pH为8、温度为37℃、水解时间为6h。
9.根据权利要求7所述的发酵工艺，其特征在于，所述胰蛋白酶的酶活力为4000U/g。
10.按照上述权利要求1-9任其一所述的方法制备的产品。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111793661A (zh) * 2020-06-28 2020-10-20 刘建阳 黄原胶的生产和分离工艺
CN111850068A (zh) * 2020-06-18 2020-10-30 刘建阳 一种提高黄原胶发酵效率的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1876686A (zh) * 2006-07-10 2006-12-13 三达膜科技（厦门）有限公司 一种膜分离浓缩发酵液生产黄原胶的方法
US20120053339A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-01 Cp Kelco U.S., Inc. Xanthan Gum with Fast Hydration and High Viscosity
CN102703544A (zh) * 2012-06-26 2012-10-03 内蒙古阜丰生物科技有限公司 一种速溶黄原胶的生产方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1876686A (zh) * 2006-07-10 2006-12-13 三达膜科技（厦门）有限公司 一种膜分离浓缩发酵液生产黄原胶的方法
US20120053339A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-01 Cp Kelco U.S., Inc. Xanthan Gum with Fast Hydration and High Viscosity
CN102703544A (zh) * 2012-06-26 2012-10-03 内蒙古阜丰生物科技有限公司 一种速溶黄原胶的生产方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111850068A (zh) * 2020-06-18 2020-10-30 刘建阳 一种提高黄原胶发酵效率的方法
CN111793661A (zh) * 2020-06-28 2020-10-20 刘建阳 黄原胶的生产和分离工艺

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