[發明專利]一種黃單胞菌生產高黏度黃原膠的發酵方法

有效

• 申請號: 200910059323.7
• 申請日: 2009-05-19
• 公開（公告）號: CN101560537A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 張永奎;李亨全
• 申請（專利權）人: 四川恒益科技有限公司
• 主分類號: C12P19/06
• 分類號: C12P19/06;C12R1/64
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司
• 代理人: 卓仲陽;舒啟龍

技術領域

本發明涉及利用微生物發酵工程生產黃原膠技術領域，尤其是涉及一種黃單 胞菌生產高黏度黃原膠的發酵方法。

背景技術

黃原膠(Xanthan?gum)，又稱黃膠、漢生膠，是野油菜黃單胞菌(Xanthomonas campestris)以碳水化合物為主要原料，經發酵工程生產的一種用途廣泛的微生物 胞外多糖。1952年由美國農業部依利諾斯州皮奧里爾北部研究所分離到甘藍黑 腐病黃單胞菌，并使甘藍提取物轉化為水溶性的酸性胞外雜多糖而得到。由于該 多糖具有很高的黏度、流動觸變性和穩定的理化性質，且無毒，故作為添加劑在 日用化學領域具有廣闊的市場前景，是目前國際上集增稠、懸浮、乳化、穩定于 一體、性能最優越的生物膠，廣泛應用于食品、醫藥、采油、紡織、陶瓷、印染、 香料、化妝品及消防等領域。但是，現有技術中利用微生物發酵工程生產黃原膠 的生產成本是較高的，存在諸多不足與缺陷，其一傳統的黃原膠生產方法，即利 用微生物發酵，用玉米淀粉或蔗糖和蛋白胨或玉米漿做發酵培養基生產黃原膠， 所用原料均為多糖和蛋白質等高分子化合物，導致被微生物利用緩慢而延長發酵 周期，國內文獻報道其發酵時間多在60～75小時，發酵時間長自然導致對水、電、 蒸汽等能源的較大消耗；而部分采用現場糖化與水解法進行降解又增加工藝成 本；其二、傳統的發酵法多采用間斷補料或一次性在培養基中將營養成分配制完 畢，導致接種量大而須三級或更多級發酵，傳熱不充分引起能源利用率低下，未 利用原料增加發酵液黏度引起氧傳遞效率的降低；其三、由于黃原膠產品高黏度 的特性而發酵本身是一個高耗氧的過程，導致發酵后期工藝嚴重缺氧，發酵時間 越長產品的黏度性能會逐漸下降，例如側鏈基團的脫落和缺失，對獲得高品質的 黃原膠產品越不利。長期以來研究人員一直致力于通過各種方法努力降低其生產 成本，例如中國專利申請號為200810137040.5的專利文獻公開了一種黃單胞菌 多糖培養基及其制備方法，特點是利用廢淀粉水做培養基。而中國專利號為 ZL03124005.4的專利文獻公開了一種利用甜菜糖蜜發酵生產黃原膠的生產工藝 等。本研究則針對傳統生產工藝中存在的上述問題對其發酵培養基及其發酵方法 進行了研究與創新，提出了一種黃單胞菌生產高黏度黃原膠的發酵方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題就是公開一種黃單胞菌生產高黏度黃原膠的發酵 方法，以克服現有技術在發酵周期、原料成本和能源消耗上存在的不足和缺陷， 達到縮短發酵周期、降低原料成本、降低能源消耗之目的。

實現本發明之目的技術解決方案如下：

一種黃單胞菌生產高黏度黃原膠的發酵方法，包括斜面母種、搖瓶培養、 種子罐培養、全培養基發酵培養、發酵液提取階段，其特征在于：全培養基發酵 培養階段設計為基礎培養基發酵培養階段包括補料培養基A流加，補料培養基B 流加、PH調控環節，具體步驟如下：

(1)根據黃單胞菌可以充分快速利用單糖和水解蛋白等碳、氮源培養基，作 為發酵培養基快速增殖黃單胞菌的原理，首先配制基礎培養基，其基礎培養基組 分(g/L重量體積比)與制備為：

葡萄糖10；水解大豆蛋白胨1；尿素2，玉米漿干粉3；K₂HPO₄?5，檸檬酸1， MgSO₄·7H₂O?0.3，CaCO₃?3，121℃20min滅菌，滅菌后NaOH調PH至6.5～7.5， 裝料系數0.6；

(2)將級聯放大培養后的黃單胞菌液體(菌種號CICC10258)接種至基礎 發酵培養基中，接種量10％(體積比)，pH值控制在6.5～7.5，溫度30℃，發酵 時間持續8～12小時；

補料培養基A和補料培養基B的組分(g/L重量體積比)與制備為：

a、補料培養基A

玉米淀粉120，玉米漿干粉60，檸檬酸2；

b、補料培養基B

玉米粉300，檸檬酸2；

培養溫度：30℃，培養pH值6.5～7.5；

培養方式：耗氧培養；

培養基采用上述組分，均121℃，20min滅菌制備；