[發(fā)明專利]一種從威蘭膠發(fā)酵液中高效分離提取威蘭膠的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010253396.2
• 申請(qǐng)日: 2010-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN101942491A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 詹曉北;鄭志永;王棟;吳劍榮;蔣蕓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P19/04
• 分類號(hào): C12P19/04;C08B37/00;C12R1/05
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 時(shí)旭丹;劉品超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明利用產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes?sp.)ATCC31555為發(fā)酵菌株獲得威蘭膠發(fā)酵液，通過改變提取液的pH、鹽離子濃度及醇添加量，獲得工業(yè)級(jí)的威蘭膠，是一種從發(fā)酵液中高效分離提取威蘭膠的方法，屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

自20世紀(jì)60年代起，黃原膠第一次實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，微生物多糖逐漸引起了科學(xué)界和工業(yè)界的濃厚興趣，獲得了快速發(fā)展，各種新型的微生物多糖被開發(fā)利用。威蘭膠是由微生物利用碳水化合物合成的雜多糖，是一種高分子聚合物，其單體由葡萄糖、葡萄糖醛酸、甘露糖和鼠李糖組成，支鏈為鼠李糖或甘露糖。威蘭膠具有許多優(yōu)良而獨(dú)特的理化性能，可作為增稠劑、懸浮劑、穩(wěn)定劑等，廣泛應(yīng)用于建筑、石油開采等行業(yè)。美國(guó)的CP.Kelco公司于20世紀(jì)80年代實(shí)現(xiàn)了威蘭膠的工業(yè)化生產(chǎn)，目前主要用于混凝土添加劑或石油三次開采。日本也在制備自密實(shí)混凝土和自流平混凝土中使用了威蘭膠，并于1994年批準(zhǔn)威蘭膠用于食品添加劑。國(guó)內(nèi)主要研究了威蘭膠的流變學(xué)特性、菌種選育以及發(fā)酵優(yōu)化，對(duì)威蘭膠生產(chǎn)過程中的提取工藝研究甚少。

威蘭膠發(fā)酵液中除含威蘭膠外，還含有菌絲體、殘留的培養(yǎng)基成分及其他代謝副產(chǎn)物，這些雜質(zhì)會(huì)影響威蘭膠產(chǎn)品的質(zhì)量。不同的提取分離方法決定了威蘭膠的性能、質(zhì)量和用途。威蘭膠的分離提取工藝包括：發(fā)酵液的預(yù)處理、分離純化、脫水干燥和粉碎等過程。在實(shí)際生產(chǎn)中，這些過程并沒有嚴(yán)格的區(qū)分，而是融合在一起的。

CN100529055C公開了一種產(chǎn)堿桿菌及其在制備威蘭膠中的應(yīng)用，其中提取威蘭膠采用的是粗濾、超濾-醇析法，通過粗濾去除菌體，超濾濃縮，添加醇溶劑沉淀并分離獲得威蘭膠。此外未見其他關(guān)于威蘭膠提取工藝的相關(guān)報(bào)道。

目前，微生物多糖的提取工藝主要有醇沉析法，鹽-醇沉析法，超濾-醇沉析法，但直接醇沉析法的醇消耗大，成本高，能耗大；超濾-醇析法對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求高，膜組件損耗成本大。本發(fā)明的目的是提供一種操作簡(jiǎn)單，高效，低能耗的威蘭膠分離提取方法，通過改變發(fā)酵液的pH和鹽離子濃度等條件減少提取過程中的醇溶劑用量，并保持威蘭膠的良好性能，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，是一種經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)良的威蘭膠分離提取方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高效分離提取威蘭膠的方法。

本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于提供一種保持高性能的威蘭膠提取方法，該方法操作簡(jiǎn)單，節(jié)能降耗，可用于大規(guī)模生產(chǎn)過程。

本發(fā)明目的可以通過以下技術(shù)方案來達(dá)到：

本發(fā)明利用產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes?sp.)ATCC31555，該菌株已在【CompetitiveAdsorption?Between?an?AMPSVR-Based?Fluid?Loss?Polymer?and?Welan?GumBiopolymer?in?Oil?Well?Cement，Journal?ofAppliedPolymer?Science，Vol.116，2913-2919(2010)VC?2010Wiley?Periodicals，Inc.】公開，以其為發(fā)酵菌株獲得威蘭膠發(fā)酵液，通過改變提取液的pH、鹽離子濃度及醇添加量，獲得工業(yè)級(jí)的威蘭膠。

一種從威蘭膠發(fā)酵液中高效分離提取威蘭膠的方法，工藝過程為：

(1)威蘭膠發(fā)酵液制備：

將產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes?sp.)ATCC?31555種子液以體積比6％接種量轉(zhuǎn)接至發(fā)酵培養(yǎng)基，在30℃、200r/min下發(fā)酵72h得到黃色粘稠狀的發(fā)酵液；

所用的發(fā)酵培養(yǎng)基組成為蔗糖40g/L，豆粕5g/L，KH₂PO₄0.6g/L，MgSO₄·7H₂O?0.2g/L，F(xiàn)eCl₂0.1g/L，用自來水定容，pH?7.0～7.2；

(2)將發(fā)酵液加熱殺滅發(fā)酵液中的微生物，溫度為80～100℃，時(shí)間為10～45分鐘；并用冷卻水冷卻至室溫；

(3)用一定濃度的酸液將威蘭膠發(fā)酵液的pH調(diào)至1.0～5.0，所用的酸液為1～4mol/L的鹽酸、乙酸、磷酸或其組合；

和/或添加一定量的鹽離子溶液；添加的鹽選用氯化鈉、氯化鉀、氯化氨、氯化鎂、氯化鈣、氯化鋁或其組合，添加鹽的量使威蘭膠發(fā)酵液中陽(yáng)離子濃度達(dá)到0.01～0.5mol/L；

(4)添加一定量的醇溶劑，使添加后的混合液的醇質(zhì)量濃度達(dá)到30％～80％，并充分?jǐn)嚢杈鶆颍凰玫拇既軇┻x自乙醇、異丙醇、甲醇或其組合；