利用廢葡萄糖母液製備結冷膠的方法
2023-05-03 06:29:01
專利名稱：利用廢葡萄糖母液製備結冷膠的方法
技術領域：
本發明屬於微生物發酵和提取，具體的說是一種利用廢葡萄糖母液製備 結冷膠的方法。
技術背景目前結冷膠的製備是釆用將生產菌種接種於以澱粉為主要碳源的無菌培養基中進行發酵，發酵過程是在規定的溫度、PH條件下進行需氧發酵，生產 菌種選用少動鞘氨醇單胞菌C i^i'^OMWL3S paucffflo&ih's)，對發酵終產物進 行提取得到結冷膠。上述現有技術存在著浪費大量的糧食資源、製造成本高、 不符合國家的產業政策等缺點。 發明內容本發明的目的在於提供一種利用工業廢料一一廢葡萄糖母液製備結冷膠 的方法，以實現解決了廢葡萄糖母液的廢棄給環境帶來嚴重汙染、降低生產 成本的目的。本發明的整體技術構思是利用廢葡萄糖母液製備結冷膠的方法，該方法包括如下工藝步驟A、 將斜面菌種經擴大培養製成種子液；B、 將A步驟中製備的種子液按種子液發酵培養基為10%-30%的接種量接入發酵培養基進行發酵，其中發酵培養基包括下列質量份的組分廢葡萄糖母液3%-5%大豆蛋白粉O. 1%-0. 3%酶解棉籽蛋白0. 1%-0. 4% 大豆粉0. 1°/。-0. 3% 磷酸氫二鈉0. 05°/。-0. 25% 豆油0. 05%-0. 2% 聚醚消泡劑0. 05%-0. 15% 發酵過程中的工藝條件為IO小時內:溫度30土3。C,壓力0. 03-0. G5MPa， pH值7.2-7.4,通風 0. 2—0. 4vvm;10-2Q小時:溫度30士3。C,壓力0. 03-0. 05MPa, pH值7.0-7.2，通風 0. 4—0. 6vvm;20-30小時溫度30土3。C,壓力0. 03-0. 05MPa, pH值7. 3-7. 5,通風 0. 6-0. 8vvm;30-40小時溫度30土3。C,壓力0. 03-0. 05MPa， pH值7.3-7.5,通風 0.6-0. 8vvm, 35-40小時補入碳源、氮源；該碳源、氮源的選用與發酵培養基 中的碳源、氮源相同。為促進菌種的生長，快速穩定合成結冷膠，控制菌種代謝過程中基質的 碳氮比為20: 1;為有效控制結冷膠菌種代謝環境，40-50小時溫度30±3°C，壓力 0. 03-0. 05MPa,通風0. 6-0. 8兩,加入氨水或1°/。-3%弱鹼使pH值7, 2-7. 5;其中優選氨水。50-60小時溫度30士3。C，壓力0. 03-0. 05MPa,通風0. 2-0. 4vvm;得 到粘度不低於4500cp，固含量>1.5%的發酵液；斜面菌種選用少動鞘氨醇單胞菌(Sp力i;]go/HOflas pauci膨6nfs);C、將發酵完成後的發酵液經預處理、深層處理、萃取、分離、洗滌、幹 燥、粉碎後即得結冷膠。本發明的各工藝步驟中的具體工藝條件是A步驟中斜面菌種經擴大培養製成種子液包括將斜面菌種製備成搖瓶種 子、將搖瓶種子製成一級種子、將一級種子製成二級種子，其中搖瓶種子的 製備的工藝條件如下搖瓶種子培養液的包括如下質量份的組分廢葡萄糖母液0. 5%-1. 5% 葡萄糖0. 5%-1. 5% 酵母膏0. 1%-0. 3% 蛋白腖0. 1°/廣0. 3% 牛肉膏0. 2°/「0. 3% NaCl 0. 15°/。-0. 3%生物素l-3ppm搖瓶種子培養液的滅菌條件蒸汽壓力0.1-0. 14Mpa、溫度121-125 。C、 時間30-35分鐘；搖瓶種子的製備過程為將接種針挑取一環斜面菌種中的 原菌接入滅菌後的搖瓶種子培養液中，培養溫度為28-32°C、轉速為150-200 轉/分鐘，培養周期為14-20小時振蕩培養。將搖瓶種子製成一級種子的工藝條件如下一級種子培養液包括如下質量份的組分廢葡萄糖母液1%-2%大豆蛋白粉0. 2%-0. 4%蛋白腖0. 2%-0. 4% 硝酸鈉0. 1°/。-0. 3% 嫌酸氫二銨0. 05%-0. 25% 豆油0. 06%-0. 2% 一級種子培養液的滅菌條件溫度121-125。C、蒸汽壓力0. 1-0. 14Mpa、 時間30-35分鐘；一級種子的製備過程為將搖瓶種子按照接種量為1%-3. 5%接入滅菌後的 一級種子培養液中，培養溫度為27-33°C、培養周期為15-22小時，當OD值 大於3. 5時將一級種子接入二級種子培養液。將一級種子製成二級種子的工藝條件如下二級種子培養液包括如下質量份的組分廢葡萄糖母液1°/。-3%大豆蛋白粉0. 2%-0. 4% 蛋白腖0. 2%-0. 5% 硝酸鈉0. 0. 3% 轔酸氫二銨0. 1%-0. 35% 豆油0. 1%-0. 2% 二級種子液的滅菌條件為溫度121-125。C，壓力0. 1-0. 14MPa，時間30-35 分鐘；二級種子的製備過程為將一級種子按照接種量為10%-20%接入滅菌後的 二級種子培養液中，培養溫度為27-33°C、培養周期為16-25小時、當OD值 大於2. 5時將二級種子接入發酵培養基。C步驟中的預處理過程及工藝條件為將10%-20%的碳酸鈉溶液加入發酵 液，調整PH為8-9,攪拌均勻，緩慢加入300-500ppm鹼性蛋白酶升溫至64-66 °C,反應6-8小時。C步驟中深層處理過程及工藝條件為加入20%的碳酸鈉溶液，調整PH 為10-12，溫度維持至60-70°C,反應1-3小時，加入絮凝劑攪拌均勻。C步驟中萃取過程及工藝條件為按萃取劑與發酵液=1: 2的比例加入 50-55%的異丙醇，充分混合，得纖維狀結冷膠沉澱。C步驟中分離過程及工藝條件為物料在轉速3000-5000轉/分條件下進行固液分離，得到結冷膠。C步驟中洗滌過程及工藝條件為將物料調節pH值為7.5-7.8,按發酵 液異丙醇=1: 2-4的比例加入90-95%異丙醇充分混合，反應30-50分鐘後，進行二次離心，在轉速2000-5000轉/分條件下進行固液分離，得到纖維狀結冷膠。C步驟中乾燥過程及工藝條件為真空度-0. 05-- 0. 08Mpa、溫度60-80 'C、時間2-5小時，對物料進行乾燥；粉碎過程及工藝條件為將乾燥後物 料粉碎，粉碎溫度不超過80。C。本發明所取得的實質性特點和顯著的技術進步在於本發明實現了利用廢葡萄糖母液生產、提取結冷膠，生產成本降低了 3% 以上，從根本上實現了工業廢物再利用,解決了因工業廢料一一廢葡萄糖母 液的廢棄給環境帶來嚴重汙染的問題，同時所生產的結冷膠與傳統方法製取 的產品有同等性能，能單獨或結合其它產品復配後使用。與其他膠體材料相比，它具有低用量、高凝膠強度凝膠、熱穩定性高、呈味性能、配伍性優越 的優點；另外，它還具有工藝簡單、製造成本低廉、技術的進步方向適應國 家的產業政策等優點。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明作進一步描述，但不作為對本發明的限定。 利用廢葡萄糖母液製備結冷膠的方法，該方法包括如下工藝步驟A、 將斜面菌種經擴大培養製成種子液；B、 將A步驟中製備的種子液按種子液發酵培養基為15%的接種量接入發酵培養基進行發酵，其中發酵培養基包括下列質量份的組分 廢葡萄糖母液4%大豆蛋白粉0.2% 酶解棉籽蛋白O. 3% 大豆粉O. 2% 磷酸氫二鈉O. 15% 豆油O. 15%聚醚消泡劑0. 08% 發酵過程中的工藝條件為IO小時內溫度31。C,壓力0,04MPa, pH值7.3，通風0. 3vvm; 10-20小時溫度33。C，壓力0. 04MPa， pH值7.1，通風0. 5vvm; 20-30小時溫度32。C,壓力0. 04MPa, pH值7. 4，通風0. 7vvm; 30-40小時溫度28。C,壓力0. 04MPa， pH值7. 4,通風0. 7vvm; 35-40小時補入碳源、氮源，碳源、氮源分別選用廢葡萄糖母液、大豆蛋白粉，控制菌種代謝過程中基質的碳氮比為20: 1,可促進菌種的生長， 快速穩定合成結冷膠；40-50小時溫度32'C,壓力0.04MPa，通風0. 7vvm,加入氨水使pH值 為7. 2-7. 5,可有效控制結冷膠菌種代謝環境；50-60小時溫度33°C,壓力0. 04MPa,通風0. 3vvm;得到粘度不低於 4500cp,固含量>1. 5%的發酵液；斜面菌種選用少動鞘氨醇單胞菌G9p/n'flgofflcmas paucf/no&ilis);C、將發酵完成後的發酵液經預處理、深層處理、萃取、分離、洗滌、幹 燥、粉碎後即得結冷膠。其中A步驟中斜面菌種經擴大培養製成種子液包括將斜面菌種製備成搖瓶種子、將搖瓶種子製備成一級種子、將一級種子製備成二級種子，其中搖瓶種子的製備的工藝條件如下搖瓶種子培養液的包括如下質量份的組分 廢葡萄糖母液0. 8% 葡萄糖1. 2% 酵母膏0. 2%蛋白腖0.2% 牛肉膏0.25°/。 NaC10.2°/o生物素1.5ppm搖瓶種子培養液的滅菌條件為蒸汽壓力0. 12Mpa、溫度123 °C、時間 32分鐘；搖瓶種子的製備過程為將接種針挑取一環斜面菌種中的原菌接入滅菌 後的搖瓶種子培養液中，培養溫度為30°C、轉速為180轉/分鐘，培養周期為 16小時振蕩培養。將搖瓶種子製備成一級種子的工藝條件如下一級種子培養液包括如下質量份的組分廢葡萄糖母液1.5%大豆蛋白粉O. 3%蛋白腖O. 3%硝酸鈉O. 2% 磷酸氫二銨O. 15% 豆油O. 16%一級種子培養液的滅菌條件溫度122°C、蒸汽壓力0. 12Mpa、時間33 分鐘；一級種子的製備過程為將搖瓶種子按照接種量為2%接入滅菌後的一級種子培養液中，培養溫度為3(TC、培養周期為20小時，當0D值大於3. 5時 將一級種子接入二級種子培養液。將一級種子製備成二級種子的工藝條件如下 二級種子培養液包括如下質量份的組分廢葡萄糖母液2% 大豆蛋白粉O. 3%蛋白腖O. 4%硝酸鈉0. 2% 磷酸氫二銨0. 18% 豆油0. 15%二級種子液的滅菌條件為溫度123。C,壓力O. 12MPa,時間34分鐘；二級種子的製備過程為將一級種子按照接種量為15%接入滅菌後的二級 種子培養液中，培養溫度為29'C、培養周期為18小時、當0D值大於2. 5時 將二級種子接入發酵培養基。C步驟中的預處理過程及工藝條件為將百分比濃度為15%的碳酸鈉溶液 加入發酵液，調整PH為8.5,攪拌均勻，緩慢加入380ppm鹼性蛋白酶升溫至 65°C，反應7小時。C步驟中深層處理過程及工藝條件為加入百分比濃度為20%的碳酸鈉溶 液，調整PH為ll,溫度維持至65匸，反應l. 5小時，加入絮凝劑攪拌均勻。C步驟中萃取過程及工藝條件為按萃取劑與發酵液-l: 2的比例加入52% 的異丙醇，充分混合，得纖維狀結冷膠沉澱。C步驟中分離過程及工藝條件為物料在轉速3800轉/分條件下進行固液 分離，得到結冷膠。C步驟中洗滌過程及工藝條件為將物料調節pH值為7.7，按發酵液 異丙醇=1: 2. 8的比例加入95%異丙醇充分混合，反應35分鐘後，進行二次離 心，在轉速3000轉/分條件下進行固液分離，得到纖維狀結冷膠。C步驟中乾燥過程及工藝條件為真空度-O. 06Mpa、溫度7(TC、時間3 小時，對物料進行乾燥；粉碎過程及工藝條件為將乾燥後物料粉碎，粉碎 溫度不超過8(TC。
權利要求
1、利用廢葡萄糖母液製備結冷膠的方法，其特徵在於該方法包括如下工藝步驟A、將斜面菌種經擴大培養製成種子液；B、將A步驟中製備的種子液按種子液發酵培養基為10％-30％的接種量接入發酵培養基進行發酵，其中發酵培養基包括下列質量份的組分廢葡萄糖母液3％-5％ 大豆蛋白粉0.1％-0.3％酶解棉籽蛋白0.1％-0.4％大豆粉0.1％-0.3％磷酸氫二鈉0.05％-0.25％ 豆油0.05％-0.2％聚醚消泡劑0.05％-0.15％發酵過程中的工藝條件為10小時內溫度30±3℃，壓力0.03-0.05MPa，pH值7.2-7.4，通風0.2-0.4vvm；10-20小時溫度30±3℃，壓力0.03-0.05MPa，pH值7.0-7.2，通風0.4-0.6vvm；20-30小時溫度30±3℃，壓力0.03-0.05MPa，pH值7.3-7.5，通風0.6-0.8vvm；30-40小時溫度30±3℃，壓力0.03-0.05MPa，pH值7.3-7.5，通風0.6-0.8vvm，35-40小時補入碳源、氮源，控制菌種代謝過程中基質的碳氮比為20∶1；40-50小時溫度30±3℃，壓力0.03-0.05MPa，通風0.6-0.8vvm，加入氨水或1％-3％弱鹼使pH值7.2-7.5；50-60小時溫度30±3℃，壓力0.03-0.05MPa，通風0.2-0.4vvm；得到粘度不低於4500cp，固含量≥1.5％的發酵液；斜面菌種選用少動鞘氨醇單胞菌(Sphingomonas paucimobilis)；C、將發酵完成後的發酵液經預處理、深層處理、萃取、分離、洗滌、乾燥、粉碎後即得結冷膠。
2、根據權利要求l所述的利用廢葡萄糖母液製備結冷膠的方法，其特徵 在於所述的A步驟中斜面菌種經擴大培養製成種子液包括將斜面菌種製成搖瓶種子、將搖瓶種子製成一級種子、將一級種子製成二級種子，其中搖瓶種子的製備的工藝條件如下搖瓶種子培養液的包括如下質量份的組分廢葡萄糖母液0. 5°/。-1. 5% 葡萄糖0. 5°/。-1. 5% 酵母膏0. 1°/。-0. 3% 蛋白腖O. 1%-0.3% 牛肉膏O. 2%-0. 3% NaCl 0. 15%-0. 3%生物素1-3ppm搖瓶種子培養液的滅菌條件蒸汽壓力0. 1-0. 14Mpa、溫度121-125 。C、 時間30-35分鐘；搖瓶種子的製備過程為將接種針挑取一環斜面菌種中的原菌接入滅菌 後的搖瓶種子培養液中，培養溫度為28-32°C、轉速為150-200轉/分鐘，培 養周期為14-20小時振蕩培養。
3、 根據權利要求2所述的利用廢葡萄糖母液製備結冷膠的方法，其特徵 在於所述的將搖瓶種子製成一級種子的工藝條件如下一級種子培養液包括如下質量份的組分廢葡萄糖母液1°/ -2%大豆蛋白粉0. 2%-0. 4%蛋白腖0. 2%-0. 4% 硝酸鈉0. 1%-0. 3% 磷酸氫二銨0. 05%-0. 25% 豆油0. 06%-0. 2% 一級種子培養液的滅菌條件溫度121-125。C、蒸汽壓力0.1-0. 14Mpa、 時間30-35分鐘；一級種子的製備過程為將搖瓶種子按照接種量為1%-3. 5%接入滅菌後的 一級種子培養液中，培養溫度為27-33°C、培養周期為15-22小時，當OD值 大於3. 5時將一級種子接入二級種子培養液。
4、 根據權利要求l、 2或3所述的利用廢葡萄糖母液製備結冷膠的方法， 其特徵在於所述的將一級種子製成二級種子的工藝條件如下二級種子培養液包括如下質量份的組分廢葡萄糖母液1°/。-3%大豆蛋白粉0. 2%-0. 4%蛋白腖0. 2%-0. 5% 硝酸鈉0. 1°/「0, 3% 磷酸氫二銨0. 1%-0. 35% 豆油0. 1%-0. 2% 二級種子液的滅菌條件為溫度121-125。C，壓力0. 1-0. 14MPa,時間30-35 分鐘；二級種子的製備過程為將一級種子按照接種量為10%-20%接入滅菌後的 二級種子培養液中，培養溫度為27-33。C、培養周期為16-25小時、當0D值 大於2. 5時將二級種子接入發酵培養基。
5、 根據權利要求l所述的利用廢葡萄糖母液製備結冷膠的方法，其特徵 在於所述的C步驟中的預處理過程及工藝條件為將10%-20%的碳酸鈉溶液加 入發酵液，調整PH為8-9,攪拌均勻，緩慢加入300-500ppm鹼性蛋白酶升溫 至64-66°C，反應6-8小時。
6、 根據權利要求l所述的利用廢葡萄糖母液製備結冷膠的方法，其特徵 在於所述的C步驟中深層處理過程及工藝條件為加入20%的碳酸鈉溶液，調 整PH為10-12,溫度維持至60-70°C,反應l-3小時，加入絮凝劑攪拌均勻。
7、 根據權利要求l所述的利用廢葡萄糖母液製備結冷膠的方法，其特徵 在於所述的C步驟中萃取過程及工藝條件為按萃取劑與發酵液=1: 2的比例 加入50-55%的異丙醇，充分混合，得纖維狀結冷膠沉澱。
8、 根據權利要求l所述的利用廢葡萄糖母液製備結冷膠的方法，其特徵 在於所述的C步驟中分離過程及工藝條件為物料在轉速3000-5000轉/分條 件下進行固液分離，得到結冷膠。
9、 根據權利要求l所述的利用廢葡萄糖母液製備結冷膠的方法，其特徵 在於所述的C步驟中洗滌過程及工藝條件為將物料調節pH值為7.5-7.8, 按發酵液異丙醇=1: 2-4的比例加入90-95°/。異丙醇充分混合，反應30-50 分鐘後，進行二次離心，在轉速2000-5000轉/分條件下進行固液分離，得到 纖維狀結冷膠。
10、根據權利要求l所述的利用廢葡萄糖母液製備結冷膠的方法，其特 徵在於所述的C步驟中乾燥過程及工藝條件為真空度-0. 05-- 0. 08Mpa、溫 度60-8(TC、時間2-5小時，對物料進行乾燥；粉碎過程及工藝條件為將幹 燥後物料粉碎，粉碎溫度不超過8(TC。
全文摘要
本發明屬於微生物發酵和提取，具體的說是一種利用廢葡萄糖母液製備結冷膠的方法。包括將斜面菌種經擴大培養製成種子液、將種子液接入以廢葡萄糖母液為主要碳源的發酵培養基中，並輔助以必要的氮源和營養物質進行通氣發酵、以及預處理、深層處理、萃取、分離、洗滌、乾燥、粉碎等後提取步驟，本發明解決了現有技術存在的浪費大量的糧食資源、製造成本高、不符合國家的產業政策等問題。具有從根本上實現了廢葡萄糖母液再利用，解決了因其廢棄帶來的嚴重汙染的問題，同時所生產的結冷膠與傳統方法製取的產品有同等性能，工藝簡單、製造成本低廉、技術的進步方向適應國家的產業政策等優點。
文檔編號C12R1/01GK101240307SQ200810054689
公開日2008年8月13日 申請日期2008年3月25日 優先權日2008年3月25日
發明者禹 張, 茶 張, 張國佩, 張少華 申請人:禹 張