一種速溶黃原膠的生產方法
2023-05-04 05:22:46 2
專利名稱：一種速溶黃原膠的生產方法
技術領域：
本發明屬於微生物技術領域，具體涉及一種速溶黃原膠的生產方法。
背景技術：
黃原膠又稱漢生膠，是黃單胞桿菌以碳水化合物為原料，經發酵生產的一種用途廣泛的微生物多糖，黃原膠可溶於冷水及熱水中，充分水合後形成高粘度溶液，具有高效的增稠作用，良好的耐溫、耐鹽、耐熱以及耐酸鹼性。黃原膠水溶性好，充分水合後形成高粘度溶液，是當前國際上集增稠、懸浮、乳化、穩定于于一體.性能最優越的生物膠；可作為乳化齊U、穩定劑、凝膠增稠劑、浸潤劑、膜成型劑等；被廣泛應用於食品、醫藥、化工、石油等領域。黃原膠 做為一種天然高分子多糖，由於其較強的親水性，當進入水中時，它的最外層與水接觸，立即吸收大量水分，體積膨脹成膠團，在膠團表面形成膠質屏障層，延緩了水分的繼續向內層的傳質過程，降低了黃原膠的溶解速度，延長了溶解時間，從而妨礙了黃原膠粘度的完全釋放。其溶解過程需要經歷兩個步驟，首先是溶劑分子滲入高聚物內部，使高聚物溶脹，然後是高分子均勻分布在溶劑中，達到完全溶解。然而溶解過程中易形成魚眼，即膠在水中顆粒表面由於水溶脹而形成膠質層，此時分子鏈並未形成能自由運動的無規線團；這些膠質層延緩了水分子向膠體內部滲透的過程，並且使顆粒之間發生膠結形成塊狀，形成表面是初期凍膠而內部是幹芯的大塊，降低了其使用效率。為了解決黃原膠顆粒的溶解速度，許多廠家採用多種方法進行解決生產所謂的「速溶型黃原膠」，如使用攪拌使其分散、添加表面活性劑、延長浸泡時間等，這些方法僅僅是促進黃原膠在水溶液中的分散，而尚未達到真正的速溶。另一方面，黃原膠的產量取決於黃原膠菌株的產膠率，現有黃單胞菌菌種存在產量不高，並且現有以黃原膠為主的生物多糖產品也普遍存在水溶液粘度不穩定，在高溫條件下產品質量下降等問題，因此選育和利用現有技術中產黃原膠的微生物菌株，研發高效產膠混合菌劑，顯得非常重要。研究開發出產量更高，水溶性更好的黃原膠，改善其水溶性，縮短溶解時間，對擴大其應用範圍，有重要影響。
發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明人在現有技術的基礎上，進行了大量探索和試驗，獲得一種速溶黃原膠的生產方法。本發明方法製備的速溶性黃原膠，在滿足快速分散的條件下，同時滿足其粘度和增稠性能的釋放和穩定，真正達到速溶，其針對黃原膠在使用過程中水溶液分散和性能釋放問題，提供了一種速溶黃原膠的生產方法，具體技術方案如下:本發明一種速溶黃原膠的生產方法是通過以下步驟實現的:一、黃原膠製備(I)混合發酵液的製備:將黃單胞菌混合菌液:野油菜黃單胞菌Xanthomonas.Campestris ATCC19046 (參見頂PROVED XANTHAN GUM, W0201011249, 2010)和黃單胞菌Xanthomonas.SP CGMCCNO:3624 (CN101906390A)和黃單抱菌 Xanthomonas axonopodisATCC17915 (參見 Bacteriocins and temperate phage of Xanthomonas campestrispv.Glycines,1987)以及東方伊薩酵母(Issatchenkia orientalis Zl)CCTCCM2010167(參見CN102102084)，四種菌液體積比為5: 3: 2: 2，接種，菌液中菌體的濃度均約為lX107-lX108CFU/mL，按照5% (體積比)的接種量接入種子罐中進行培養，在溫度為30°C，PH值7.2的條件下，培養15小時得到種子培養液，按照2% (種子培養液:發酵液體積比2% )的接種比例轉入發酵罐中培養，溫度30°C，PH值7.2，培養時間70-80小時，得到發酵液；其中種子罐培養基:葡萄糖2.5%、牛肉膏 3%、K2HP04 3H200.2 %, Na2HP040.2 %、生物素 0.5 %、MgS04 7H200.2%、尿素 0.025%，115°C滅菌 15min ；發酵罐培養基組分:葡萄糖10%、玉米漿 0.5%、牛肉膏3%、MgS04 7H200.2%、K2HP04 3H200.2%、FeS040.0001%,VB10.00001%, pH7.0 7.2。
(2)發酵液後處理製備黃原膠顆粒可以採用本領域常規的後處理加工黃原膠顆粒的方法，也可以按照如下步驟:發酵液中加入氯化鈣，加入量為發酵液重0.8%，加入後攪拌15min，然後按1: 3比例加入濃度為85-90%的酒精，混合攪拌0.5h使黃原膠多糖呈纖維狀沉澱析出，將沉澱物料泵入離心機進行固液分離，分離的廢酒精液回蒸餾塔儲罐，分離的多糖纖維再次用90%的酒精進行脫水處理，處理後泵入離心機進行固液分離；分離的纖維狀物料經擠壓脫水後在真空條件下75°C乾燥，將乾燥後的物料用粉碎機進行粉碎，在粉碎過程中不斷添加黃原膠物料0.5 %的單甘脂，並在振動篩中加裝篩網控制黃原膠粒度在60-120目，篩分後進行包裝。二黃原膠溶液配製配製濃度為3.0 10.0% (即每3.0 10.0g黃原膠溶解於IOOml水)的黃原膠水溶液。三表面活性劑的添加在攪拌狀態下，向步驟二製備的黃原膠溶液中加入表面活性劑，所述表面活性劑為:N—脂醯胺基酸型表面活性劑:司盤60:聚山梨酯-80為質量比5: 4: 2，持續攪拌使溶液粘度趨於穩定，經噴霧冷凍乾燥獲得速溶黃原膠產品。所述步驟(二)黃原膠溶液中加入表面活性劑，持續攪拌5 10小時或溶液粘度
趨於穩定。所述步驟(3)採用國內噴霧冷凍乾燥機，參數設置為:噴霧冷凍溫度:-10 -15°C、冷阱溫度:_50 _60°C、噴霧壓力:3_7bar。本發明方法獲得如下有益效果:I本發明操作方法簡便，反應條件溫和，得到的黃原膠原料的分子量範圍為2X IO6 2X107，該分子量範圍的黃原膠原料多種生理活性更佳；其生產出的黃原膠多糖產品質量穩定，產品粘度相比類似產品明顯升高，應用指標優越，並改善了原有類似產品生產工藝，生產過程安全.
2通過添加特定的表面活性劑，增加黃原膠在水溶解過程的分散，防止結團或形成「魚眼」，使黃原膠分子在溶液伸展狀態下去除水分，避免乾燥過程中黃原膠分子相互纏繞團聚，形成分子間排列相對緊密的構造，其水溶性改善明顯，15min以內能夠實現完全溶脹，不形成「魚眼」結構，提高使用效率。下表為黃原膠溶液粘度測量(1%黃原膠溶液，布氏粘度計，3#轉子,常溫，60rpm)
權利要求
1.一種速溶黃原膠的生產方法，其特徵在於: (1)發酵液的製備:將菌劑按照5%的接種量接入種子罐中進行培養，在溫度為30°C，PH值7.2的條件下，培養15小時得到種子培養液，按照2%的接種量轉入發酵罐中培養，溫度30°C，PH值7.2，培養時間70-80小時，得到發酵液；所述菌劑由下述體積份的原料製備而成:5份野油菜黃單胞菌ATCC19046，3份黃單胞菌CGMCC3624，2份黃單孢菌ATCC17915，2份東方伊薩酵母CCTCC M2010167 ； (2)發酵液處理製備成黃原膠顆粒； (3)黃原膠溶液配製:配製濃度為3.0%的黃原膠水溶液； (4)表面活性劑的添加: 在攪拌狀態下，向步驟(3)製備的黃原膠水溶液中加入表面活性劑，添加量為黃原膠乾重的0.5-2%，持續攪拌使溶液粘度趨於穩定，經噴霧冷凍乾燥獲得速溶黃原膠產品，所述表面活性劑是N-脂醯胺基酸型表面活性劑:司盤60:聚山梨酯-80按照質量比5:4: 2製備而成。
2.根據權利要求1所述方法，其特徵在於，步驟(I)中種子罐培養基: 葡萄糖 2.5%、牛肉膏 3%、K2HP04 3H200.2 %、Na2HP040.2 %、生物素 0.5 %、MgS04 7H200.2%、尿素 0.025%，其餘為水，115°C滅菌 15min ； 發酵罐培養基組分: 葡萄糖 10 %、玉米漿 0.5%、牛肉膏3%、MgS04 7H200.2 %, K2HP04 3H200.2 %,FeS040.0001%,VB1 0.00001%，其餘為水，pH7.0 7.2。
全文摘要
本發明屬於微生物技術領域，公開了一種速溶黃原膠的生產方法，其包括發酵液的製備、黃原膠顆粒、黃原膠溶液配製以及表面活性劑的添加等步驟。通過該方法製備的黃原膠產量高，並且速溶無魚眼，能夠用於工業化生產，具有廣闊的應用前景。
文檔編號C12P39/00GK103074408SQ201310032168
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月29日 優先權日2013年1月29日
發明者李德衡, 嚴紀文, 李樹標, 劉元濤, 劉建陽, 李玉成, 王玉傑 申請人:左英龍