黃原膠的發(fā)酵和精制研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、黃原膠是甘藍黑腐病黃單胞菌經(jīng)有氧發(fā)酵生產(chǎn)的一種大分子胞外多糖,基本結構是由2個D-葡萄糖、2個D-甘露糖和1個D-葡糖醛酸組成的重復的五糖單元。黃原膠具有優(yōu)良的穩(wěn)定性、剪切流變性、增稠性、助懸性和乳化性,被廣泛的應用于食品、醫(yī)藥、石油、化工等多個領域,是目前世界上生產(chǎn)規(guī)模最大的微生物多糖。我國是黃原膠的主要產(chǎn)地,但黃原膠產(chǎn)率相對較低,高純度黃原膠的研究還處于空白。
   本課題立足于工業(yè)化角度,以甘藍黑腐病黃單胞菌Xc58為出發(fā)

2、菌株,選用廉價易得的原料,搖瓶中分別對碳源、氮源、無機鹽、有機酸進行了單因素的優(yōu)化,得到最優(yōu)培養(yǎng)基成分為:土豆淀粉6%,豆餅粉0.40%,碳酸鈣0.40%,硫酸鎂0.20%,氯化錳0.012%,谷氨酸0.10%。接著,優(yōu)化發(fā)酵條件為:接種量7%,裝液量60mL/250mL,溫度30℃。優(yōu)化后黃原膠產(chǎn)量達到27.30g/kg,較優(yōu)化前產(chǎn)膠量提高24.09%。
   發(fā)酵工藝優(yōu)化后黃原膠產(chǎn)量仍然較低,嘗試對發(fā)酵菌株進行基因工程改造,

3、以進一步提高黃原膠發(fā)酵產(chǎn)量。通過過量穩(wěn)定表達gumD基因,得到工程菌株Xc58-D。經(jīng)10L發(fā)酵罐發(fā)酵驗證,產(chǎn)膠量達到31.21g/kg,比Xc58提高了11.19%,同時也提高了黃原膠的相對分子質量(Mr)和乙?;?。但是由于產(chǎn)膠量提高,發(fā)酵后期發(fā)酵液黏度增大,傳質速率低和溶氧不足等問題更加突出,所以又將能夠在限氧環(huán)境下提高菌體攝氧能力的血紅蛋白基因vgb導入Xc58-D中,得到工程菌株Xc58-DV。經(jīng)搖瓶和10L發(fā)酵罐發(fā)酵后發(fā)現(xiàn)

4、,Xc58-DV在溶氧較差的條件下可以提高黃原膠產(chǎn)量,同時起到了減少通氣量、節(jié)省成本的作用。
   本課題還研究了在搖瓶水平發(fā)酵培養(yǎng)基中加入表面活性劑和植物油等添加劑,觀察其對黃原膠發(fā)酵的影響,當發(fā)酵初始時加入0.06%TritonX-100,48h時加入0.09%Tween-20,產(chǎn)膠量達到35.22g/kg,比對照組提高了17.87%,當玉米胚芽油添加量為1.17%~1.50%時,產(chǎn)膠量達到34.04g/kg,比對照組提高1

5、7.10%。
   對發(fā)酵所得的黃原膠進行了精制工藝的研究。分別對硅藻土、活性炭、醇沉等步驟進行了正交優(yōu)化設計實驗,得到最佳純化工藝參數(shù):硅藻土型號為DP-20,加入量3‰,溫度80℃;堿性蛋白酶加入量50g/l×406g,溫度45℃,pH為8;活性炭型號為767型,加入量5‰,溫度55℃,pH為6;醇沉溫度為50℃,醇用量1.5倍于黃原膠溶液體積,pH為5,醇沉2次。對得到的黃原膠樣品進行檢測,并與黃原膠藥用輔料、玻璃酸鈉注射

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