專利名稱：利用廢糖蜜或廢葡萄糖母液為基礎原料生產黃原膠的方法
技術領域：
本發明屬于微生物發酵和提取，具體的說是一種利用廢糖蜜或廢葡萄糖 母液為基礎原料生產黃原膠的方法。
技術背景目前黃原膠的制備是釆用將生產菌種接種于以淀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 菌種選用野油菜黃單胞菌(X犯"o/nanas ca/wpes"is),對發酵終產物進行提 取得到黃原膠。上述現有技術存在著浪費大量的糧食資源、制造成本高、不 符合國家的產業政策等缺點。 發明內容本發明的目的在于提供一種利用工業廢料一一廢糖蜜或廢葡萄糖母液為 基礎原料生產黃原膠的方法，以實現解決因廢糖蜜或廢葡萄糖母液的廢棄給 環境帶來嚴重污染、降低生產成本的目的。本發明的整體技術構思是利用廢糖蜜或廢葡萄糖母液為基礎原料生產黃原膠的方法，該方法包括 如下工藝步驟A、 將斜面菌種經擴大培養制成種子液；B、 將A步驟中制備的種子液按種子液發酵培養基為10%-20%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 廢糖蜜或葡萄糖母液3. 5%-4. 2% 酶解棉籽蛋白0. 1%-0. 3% 大豆蛋白肽0. 2-0. 3°/。 大豆粉0. 1%-0. 3%CaC03 0. 15%-0. 25% FeS04 10-15卯m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28-34°C、壓力0. 03-0. 05MPa、 pH值7, 0-7. 2,通風量 0. 2—0. 3兩；10-20小時溫度28-34°C、壓力0. 03-0. 05 MPa、 pH值7.0-7. 2、通風 量0. 3-0. 4vvm;20-30小時溫度28-34。C、壓力0. 03-0. 05 MPa、 pH值7. 0-7. 5，通風 量0. 4-0. 5vvm;30-40小時溫度28-34。C、壓為0. 03-0. 05 MPa、 pH值7. 0-7, 5、通風 量0. 4-0. 5vvm ，40-60小時溫度28-34。C、壓為0. 03-0. 05 MPa 、通風量0. 5-0. 6vvm， 40-45小時補入廢糖蜜或廢葡萄糖母液，控制菌種代謝過程中基質的糖濃度為 2-3%,以便于快速穩定合成黃原膠；60-65小時溫度28-34°C、壓力0. 03-0. 05MPa、 pH值7.2-7. 5、通風 量0. 5-0. 6vvm;斜面菌種選用野油菜黃單胞菌(I犯ti3咖o加s ca/npestrj's );C、將發酵完成后的發酵液經預處理、萃取、洗滌、干燥、粉碎即得黃原膠。本發明的各工藝步驟中的具體工藝條件是B步驟中的廢糖蜜在使用前使用濃度2-3萬ppm的臭氧將稀釋10-15倍的 廢糖蜜處理40-60分鐘后，加入占物料質量0.005-0.01%、濃度為2-3%濃度 的雙氧水進行脫色處理。因為廢糖蜜、廢葡萄糖母液中糖濃度不穩定，在使 用時測定其含有的糖的實際濃度，根據工藝要求的濃度計算并配制后加入到 發酵培養基中，從而保證發酵培養基中糖濃度的穩定。A步驟中斜面菌種經擴大培養制成種子液包括將斜面菌種制成搖瓶種子、將搖瓶種子制成一級種子、將一級種子制成二級種子，其中搖瓶種子的制備 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糖蜜0. 02%-0. 05% 廢葡萄糖母液5% 酵母膏0. 1%-0. 2% 魚蛋白胨0. 2%-0. 3°/。 牛骨蛋白胨0. 2°/。-0. 3% 牛肉膏0. 2%-0. 4% NaCl 0. 1%-0. 2%搖瓶種子培養液的滅菌條件蒸汽壓力0. 1-0. 12Mpa、溫度121-125 。C、時間30-35分鐘；搖瓶種子的制備過程為將接種針挑取一環斜面菌種中的原菌接入滅菌 后的搖瓶種子培養液中，培養溫度為28-34°C、轉速為160-200轉/分鐘，培 養周期為20-24小時振蕩培養。將搖瓶種子制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糖蜜0. 1%-0. 5% 廢葡萄糖母液1%-1. 5%酶解棉籽蛋白0. 1-0. 3% 大豆蛋白肽0. 2%-0. 4%NaCl 0. 1%-0. 2% FeS(Ul-15ppm 聚醚消泡劑0. 05°/。-0. 1%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；一級種子的制備過程為將搖瓶種子按照接種量為1%-3%接入滅菌后的一 級種子培養液中，培養溫度為28-34°C、培養周期為20-22小時，當OD值大 于3. 5時將一級種子接入二級種子培養液。將一級種子制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糖蜜0. 1%-0. 3%廢葡萄糖母液1%—1. 5%酶解棉籽蛋白0. 2%—0. 3% 大豆蛋白肽0. 2°/。-0. 4% NaCl 0. 1°/。-0. 2% FeS(Ul-15ppm 聚醚消泡劑0. 05-0. 1%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；二級種子的制備過程為將一級種子按照接種量為10%-20%接入滅菌后的 二級種子培養液中，培養溫度為28-34°C、培養周期為15-18小時、當OD值 大于3. 8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發酵液加入有機酸處理,在60-75 'C維持2-4小時，將處理后的發酵液經膜過濾進行提純濃縮至6-10%。C步驟中萃取過程及工藝條件為將預處理的發酵液，用5-10"/。的KOH溶 液調節pH值至7. 0-7. 8,按發酵液酒精=1: 1-2的比例加入80-85%的食用酒精，充分混合，使得黃原膠呈絮狀沉淀，打入分離機，在3000-5000轉/分 條件下進行固液分離。C步驟中洗滌過程及工藝條件為將物料調節pH值至7. 0-8. 0，按發酵 液酒精=1: 2-4的比例加入90%-95%酒精充分混合、反應20-40分鐘后，在 轉速3000-5000轉/分條件下進行固液分離，得到纖維狀黃原膠。C步驟中粉碎過程及工藝條件為將干燥后物料粉碎，粉碎溫度不超過 65°C。將粉碎后的物料進行篩分和包裝。本發明所取得的實質性特點和顯著的技術進步在于本發明實現了利用廢糖蜜、廢葡萄糖母液生產黃原膠，生產成本降低了 5%以上，實現了工業廢物再利用，解決了因廢糖蜜、廢葡萄糖母液的廢棄給 環境帶來嚴重污染的問題，同時實現所生產的黃原膠與傳統方法制取的產品 有同等性能，具有低濃度的高粘度，耐酸、堿及鹽性，對溫度的穩定性及與 其它膠質的兼容性等特點，廣泛地被用作在石油、食品、醫藥、建筑等行業， 是最具特色、用途最廣的一種微生物多糖。另外，它還具有工藝簡單、易實 現、制造成本低廉、技術的進步方向更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。 利用廢糖蜜或廢葡萄糖母液為基礎原料生產黃原膠的方法，該方法包括 如下工藝步驟A、 將斜面菌種經擴大培養制成種子液；B、 將A步驟中制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糖蜜或葡萄糖母液3. 5%-4. 2% 酶解棉籽蛋白0. 18% 大豆蛋白肽0. 2-0. 3% 大豆粉0. 2%CaC03 0. 2% FeS04 12ppm聚醚消泡劑0. 08% 發酵過程中的工藝條件為IO小時內溫度3(TC、壓力0. 04MPa、 pH值7. 0,通風量0. 25vvm;10-20小時溫度29。C、壓力0. 04 MPa、 pH值7.1、通風量0. 35vvm;20-30小時溫度30。C、壓力0. 04 MPa、 pH值7.2,通風量0. 45vvm;30-40小時溫度30。C、壓力0. 04 MPa、 pH值7.2、通風量0. 45vvm ;40-60小時:溫度30。C、壓力0. 04 MPa 、通風量0. 55vvm, 42小時補入 廢糖蜜或廢葡萄糖母液，控制菌種代謝過程中基質的糖濃度為2.5%,以便于 快速穩定合成黃原膠；60-65小時溫度32。C、壓力G. 04MPa、 pH值7. 3、通風量0. 55vvm;斜面菌種選用野油菜黃單胞菌(Ja力ti30/H0力as c礎pestr!'s);C、將發酵完成后的發酵液經預處理、萃取、洗滌、干燥、粉碎即得黃原膠。B步驟中的廢糖蜜在使用前使用濃度2-3萬ppm的臭氧將稀釋10-15倍的 廢糖蜜處理50分鐘后，加入占物料質量0. 008%、濃度為2. 5%濃度的雙氧水 進行脫色處理。因為廢糖蜜、廢葡萄糖母液中糖濃度不穩定，在使用時測定 其含有的糖的實際濃度，根據工藝要求的濃度計算并配制后加入到發酵培養 基中，從而保證發酵培養基中糖濃度的穩定。A步驟中斜面菌種經擴大培養制成種子液包括將斜面菌種制成搖瓶種子、將搖瓶種子制成一級種子、將一級種子制成二級種子，其中搖瓶種子的制備 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糖蜜0. 03% 廢葡萄糖母液1. 2% 酵母膏0. 15%魚蛋白胨O. 25% 牛骨蛋白胨O. 25% 牛肉膏O. 3%NaCl 0. 15%搖瓶種子培養液的滅菌條件蒸汽壓力0. 11Mpa、溫度123 。C、時間32 分鐘；搖瓶種子的制備過程為將接種針挑取一環斜面菌種中的原菌接入滅菌 后的搖瓶種子培養液中，培養溫度為32°C、轉速為180轉/分鐘，培養周期為 22小時振蕩培養。將搖瓶種子制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糖蜜0. 3% 廢葡萄糖母液1. 2% 酶解棉籽蛋白0. 2%大豆蛋白肽O. 3% NaCl 0.15% FeS0J3ppm 聚醚消泡劑0. 08%一級種子培養液的滅菌條件溫度123°C、蒸汽壓力0. 12Mpa、時間30-35 分鐘；一級種子的制備過程為將搖瓶種子按照接種量為1%_3%接入滅菌后的一 級種子培養液中，培養溫度為28-34。C、培養周期為20-22小時，當0D值大 于3. 5時將一級種子接入二級種子培養液。將一級種子制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糖蜜0. 1%-0. 3%廢葡萄糖母液1%-1. 5%酶解棉籽蛋白0. 2%-0. 3% 大豆蛋白肽0. 2°/。-0, 4% NaCl 0. 1°/。-0. 2% FeS(Ul-15ppm 聚醚消泡劑0. 05-0. 1%二級種子液的滅菌條件為溫度121-125°C,壓力0. 12MPa,時間32分鐘；二級種子的制備過程為將一級種子按照接種量為15%接入滅菌后的二級 種子培養液中，培養溫度為30°C、培養周期為16小時、當0D值大于3. 8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發酵液加入有機酸處理，在70 匸維持2.5小時，將處理后的發酵液經膜過濾進行提純濃縮至8%。C步驟中萃取過程及工藝條件為將預處理的發酵液，用8%的KOH溶液 調節pH值至7.5,按發酵液酒精=1: 1. 5的比例加入83%的食用酒精，充分 混合，使得黃原膠呈絮狀沉淀，打入分離機，在4000轉/分條件下進行固液 分離。C步驟中洗滌過程及工藝條件為將物料調節pH值至7. 5,按發酵液 酒精=1: 3的比例加入92%酒精充分混合、反應30分鐘后，在轉速3500轉/分條件下進行固液分離，得到纖維狀黃原膠。C步驟中粉碎過程及工藝條件為將干燥后物料粉碎，粉碎溫度不超過 65°C。將粉碎后的物料進行篩分和包裝。
權利要求
1、利用廢糖蜜或廢葡萄糖母液為基礎原料生產黃原膠的方法，其特征在于該方法包括如下工藝步驟A、將斜面菌種經擴大培養制成種子液；B、將A步驟中制備的種子液按種子液發酵培養基為10％-20％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糖蜜或葡萄糖母液3.5％-4.2％酶解棉籽蛋白0.1％-0.3％大豆蛋白肽0.2-0.3％ 大豆粉0.1％-0.3％CaCO3 0.15％-0.25％ FeSO4 10-15ppm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28-34℃、壓力0.03-0.05MPa、pH值7.0-7.2，通風量0.2-0.3vvm；10-20小時溫度28-34℃、壓力0.03-0.05MPa、pH值7.0-7.2、通風量0.3-0.4vvm；20-30小時溫度28-34、壓力0.03-0.05MPa、pH值7.0-7.5，通風量0.4-0.5vvm；30-40小時溫度28-34℃、壓力0.03-0.05MPa、pH值7.0-7.5、通風量0.4-0.5vvm；40-60小時溫度28-34℃、壓力0.03-0.05MPa、通風量0.5-0.6vvm，40-45小時補入廢糖蜜或廢葡萄糖母液，控制菌種代謝過程中基質的糖濃度為2-3％；60-65小時溫度28-34℃、壓力0.03-0.05MPa、pH值7.2-7.5、通風量0.5-0.6vvm；斜面菌種選用野油菜黃單胞菌(Xanthomonas campestris)；C、將發酵完成后的發酵液經預處理、萃取、洗滌、干燥、粉碎即得黃原膠。
2、根據權利要求1所述的利用廢糖蜜或廢葡萄糖母液為基礎原料生產黃10-20小時溫度28-34°C、壓力0. 03-0. 05 MPa、 量0. 3-0. 4vvm;20-30小時溫度28-34。C、壓力0. 03-0. 05 MPa、 量0. 4-0. 5vvm;30-40小時溫度28-34。C、壓力0. 03-0. 05 MPa、 量0. 4-0. 5vvm ;40-60小時溫度28-34。C、壓力0. 03-0. 05 MPa 、原膠的方法，其特征在于所述的B步驟中的廢糖蜜在使用前使用濃度2-3萬 卯m的臭氧將稀釋10-15倍的廢糖蜜處理40-60分鐘后，加入占物料質量 0. 005-0. 01%、濃度為2-3%濃度的雙氧水進行脫色處理。
3、根據權利要求1所述的利用廢糖蜜或廢葡萄糖母液為基礎原料生產黃 原膠的方法，其特征在于所述的A步驟中斜面菌種經擴大培養制成種子液包 括將斜面菌種制成搖瓶種子、將搖瓶種子制成一級種子、將一級種子制成二 級種子，其中搖瓶種子的制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糖蜜0. 02°/。-0. 05% 廢葡萄糖母液1%-1. 5% 酵母膏0. 1%-0. 2% 魚蛋白胨0. 2%-0. 3% 牛骨蛋白胨0. 2%-0. 3% 牛肉膏0. 2%-0. 4% NaCl 0. 1%-0. 2%搖瓶種子培養液的滅菌條件蒸汽壓力0.1-0. 12Mpa、溫度121-125 。C、 時間30-35分鐘；搖瓶種子的制備過程為將接種針挑取一環斜面菌種中的原菌接入滅菌 后的搖瓶種子培養液中，培養溫度為28-34°C、轉速為160-200轉/分鐘，培 養周期為20-24小時振蕩培養。
4、 根據權利要求3所述的利用廢糖蜜或廢葡萄糖母液為基礎原料生產黃 原膠的方法，其特征在于所述的將搖瓶種子制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糖蜜0. 1%-0. 5% 廢葡萄糖母液1°/。-1. 5%酶解棉籽蛋白0. 1-0. 3% 大豆蛋白肽0. 2°/。-0. 4%NaCl 0. 1°/「0. 2% FeS04ll-15ppm 聚醚消泡劑0. 05%-0. 1%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；一級種子的制備過程為將搖瓶種子按照接種量為1%-3%接入滅菌后的一 級種子培養液中，培養溫度為28-34°C、培養周期為20-22小時，當OD值大 于3. 5時將一級種子接入二級種子培養液。
5、 根據權利要求l、 3或4所述的利用廢糖蜜或廢葡萄糖母液為基礎原其特征在于將一級種子制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糖蜜0. 1%-0. 3%廢葡萄糖母液1%-1. 5% 酶解棉籽蛋白0. 2%-0. 3% 大豆蛋白肽0. 2%-0. 4% NaCl 0. 1%-0. 2%FeS04ll-15ppm 聚醚消泡劑0. 05-0. 1%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；二級種子的制備過程為將一級種子按照接種量為10%-20%接入滅菌后的 二級種子培養液中，培養溫度為28-34°C、培養周期為15-18小時、當0D值 大于3. 8時將二級種子接入發酵培養基。
6、 根據權利要求l所述的利用廢糖蜜或廢葡萄糖母液為基礎原料生產黃 原膠的方法，其特征在于所述的C步驟中的預處理過程及工藝條件為將發 酵液加入有機酸處理，在60-75。C維持2-4小時，將處理后的發酵液經膜過濾 進行提純濃縮至6-10%。
7、 根據權利要求1或6所述的利用廢糖蜜或廢葡萄糖母液為基礎原料生 產黃原膠的方法，其特征在于所述的C步驟中萃取過程及工藝條件為將預 處理的發酵液，用5-l(W的KOH溶液調節pH值至7. 0-7. 8,按發酵液酒精 =1: 1-2的比例加入80-85%的食用酒精，充分混合，使得黃原膠呈絮狀沉淀， 打入分離機，在3000-5000轉/分條件下進行固液分離。
8、 根據權利要求1所述的利用廢糖蜜或廢葡萄糖母液為基礎原料生產黃 原膠的方法，其特征在于所述的C步驟中洗滌過程及工藝條件為將物料調 節pH值至7. 0-8. 0,按發酵液酒精=1: 2-4的比例加入90°/。-95%酒精充分混 合、反應20-40分鐘后，在轉速3000-5000轉/分條件下進行固液分離，得到 纖維狀黃原膠。
9、 根據權利要求l所述的利用廢糖蜜或廢葡萄糖母液為基礎原料生產黃 原膠的方法，其特征在于所述的C步驟中粉碎過程及工藝條件為將干燥后 物料粉碎，粉碎溫度不超過65'C。
全文摘要
本發明屬于微生物發酵和提取，具體的說是一種利用廢糖蜜或廢葡萄糖母液為基礎原料生產黃原膠的方法。包括將斜面菌種經擴大培養制成種子液、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，并輔助以必要的氮源和營養物質進行通氣發酵、以及預處理、萃取、洗滌、干燥、粉碎等后提取步驟即得黃原膠。本發明解決了現有技術存在的浪費大量的糧食資源、制造成本高、不符合國家的產業政策等問題。具有從根本上實現了廢糖蜜及廢葡萄糖母液再利用，解決了因其廢棄帶來的嚴重污染的問題，同時所生產的黃原膠與傳統方法制取的產品有同等性能，工藝簡單、制造成本低廉、技術的進步方向適應國家的產業政策等優點。
文檔編號C12R1/64GK101240309SQ20081005468
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