專利名稱：一種微生物多糖—熱凝膠的提取工藝的制作方法
本申請是申請日2004年6月11日，申請?zhí)枮?00410041271.8，發(fā)明名稱同上的分案申請技術(shù)領(lǐng)域一種微生物多糖—熱凝膠的提取工藝，屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熱凝膠又稱凝結(jié)多糖、熱凝多糖，英文名為Curdlan，于1964年由日本大阪大學(xué)的T.Harada在篩選可代謝各種石油組分的微生物時發(fā)現(xiàn)并加以研究。熱凝膠是一種新型的微生物胞外多糖，由糞產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes faecalis var.myxogene)以碳水化合物為主要原料經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生，其分子式為(C6H10O5)n，分子內(nèi)由葡萄糖結(jié)構(gòu)單元以β-1，3鍵連接。其化學(xué)結(jié)構(gòu)如下所示 熱凝膠是一種在中性條件下不溶于水的多糖。干燥的熱凝膠是一種流動性極好的無嗅、無味的白色或灰白色粉末固體，在聚乙烯袋中密封可以長時間穩(wěn)定保存，不會失去凝膠化特性。熱凝膠不溶于水、醇和大多數(shù)有機溶劑，但它在水中會發(fā)生溶脹，可以溶解在一定濃度的NaOH、磷酸三鈉等堿性溶液中，在甲酸、二甲基亞砜、飽和尿素溶液或硫脲及25％碘化鉀中也是可溶的。加熱含有熱凝膠的水濁液形成兩種類型的凝膠，一種是加熱至60℃再冷卻至40℃以下形成的，這種凝膠是熱可逆的，其強度較低，性質(zhì)介于瓊脂的脆性與明膠的彈性之間，因此被稱為低固定膠(low-set gel)；另外一種是加熱至85℃以上形成的，是熱不可逆的，加熱至120℃亦不融化，這種凝膠結(jié)構(gòu)堅實并具有高彈性，它被稱為高固定膠(high-set gel)。熱凝膠在食品領(lǐng)域的應(yīng)用主要是基于其第二種凝膠的特性。
從發(fā)酵液中提取多糖有很多種方法，在實驗室里，可經(jīng)高速離心從稀釋的發(fā)酵液中除去細(xì)胞和其它不溶物，然后經(jīng)透析將多糖大分子與低分子量的碳水化合物及無機鹽類分開。如需要較高的純度，則可用某些形式的離子交換和親和層析把多糖和其它微量生物大分子分開。但在工業(yè)生產(chǎn)中，這些方法是不實用的。從經(jīng)濟學(xué)的觀點進(jìn)行的可行性的研究指出，多糖產(chǎn)品的回收成本往往占總生產(chǎn)成本的重要部分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種微生物多糖—熱凝膠的提取工藝，以降低微生物多糖的生產(chǎn)成本，使其市場競爭力更強。
本發(fā)明的技術(shù)方案一株糞產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes faecalis)WX-C12產(chǎn)熱凝膠的發(fā)酵液，經(jīng)離心得沉淀，所得沉淀用去離子水洗滌4次，然后用少量乙醇洗滌、干燥、粉碎即得熱凝膠粗制品。發(fā)酵液經(jīng)離心得沉淀，其工藝為3000～8000rpm，離心10～30min。再用少量乙醇洗滌，所用乙醇量為發(fā)酵液離心沉淀物體積的1～3倍。包括干燥、粉碎在內(nèi)的所有操作溫度不超過40℃。用去離子水洗滌溫度為0～10℃。
本發(fā)明的有益效果熱凝膠粗制品提取工藝過程未經(jīng)堿溶解，僅用水洗處理，因此熱成膠性能良好，但菌體未被除去，純度略低，但能滿足在飼料、建材、化工等方面的廣泛用途。本發(fā)明不同于原有的對熱凝膠的堿溶液用乙醇沉淀提取熱凝膠的工藝，可以大大節(jié)約乙醇用量降低成本，可以降低成本50％以上。還根據(jù)給出了粗制品熱凝膠的相應(yīng)的提取工藝，目的也是為了最大限度的降低成本。


圖1粗制品熱凝膠的提取流程示意圖。
具體實施例方式
實施例1.熱凝膠發(fā)酵液的制備菌株 糞產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes faecalis)WX-C12江南大學(xué)生物工程學(xué)院生化工程實驗室保藏和提供，該菌株已在《無錫輕工大學(xué)學(xué)報》2001，20(4)，347～350公開。
發(fā)酵培養(yǎng)基(g/L) 葡萄糖50，酵母膏2，NH4Cl 3.6，KH2PO42，MgSO4·7H2O 0.5，無機鹽濃縮液10mL，pH 7.0(其中無機鹽濃縮液FeCl31g，NaCl 1g，CaCl21g，MnCl21g，1L去離子水)。
利用9L發(fā)酵培養(yǎng)基，在15L Biostat C10-3機械攪拌罐上采用兩段法(菌體生長與產(chǎn)膠階段控制不同pH值)進(jìn)行發(fā)酵，接種量5％，發(fā)酵罐攪拌轉(zhuǎn)速500rpm，通風(fēng)量為13.5L/min，表壓0.05MPa，發(fā)酵溫度30℃。調(diào)節(jié)pH值的NaOH溶液濃度為4N，鹽酸濃度為3N。菌體生長階段pH值控制在7.0左右，18h后將pH值調(diào)至5.6左右，直至發(fā)酵結(jié)束。
發(fā)酵初始葡萄糖濃度50g/L，40h左右發(fā)酵液葡萄糖濃度降到9.7g/L，44h時補加360g葡萄糖，發(fā)酵培養(yǎng)90h下罐，測定熱凝膠產(chǎn)量35.9g/L。
實施例2.熱凝膠發(fā)酵液的制備菌株和發(fā)酵培養(yǎng)基同實施例1。利用18L發(fā)酵培養(yǎng)基，接種量5％，在25L機械攪拌罐上采用兩段法(菌體生長與產(chǎn)膠階段控制不同pH值)進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵罐攪拌轉(zhuǎn)速300rpm，通風(fēng)量為27L/min，表壓0.05MPa，發(fā)酵溫度30℃。菌體生長階段pH值控制在7.0左右，21h后將pH值調(diào)至5.6左右，直至發(fā)酵結(jié)束。
發(fā)酵初始葡萄糖濃度50g/L，發(fā)酵培養(yǎng)43h發(fā)酵液中葡萄糖濃度降到10g/L以下，補加720g葡萄糖，79h發(fā)酵液中葡萄糖濃度再次降到10g/L以下，再次補加720g葡萄糖，發(fā)酵培養(yǎng)110h，熱凝膠產(chǎn)量43g/L。
實施例3.粗制品熱凝膠的提取取2L發(fā)酵液，于5000rpm，離心15min，得到沉淀用4℃去離子水離心洗滌四次，離心脫水，然后用乙醇洗滌，離心脫水，37℃真空干燥，粉碎得到熱凝膠粗制品。產(chǎn)品性質(zhì)如表1所示表1熱凝膠粗制品性質(zhì)

該提取工藝過程未經(jīng)堿溶解，熱凝膠分子三螺旋構(gòu)象未被破壞，因此熱成膠性能良好，但菌體未被除去，純度略低。
權(quán)利要求
1.一種微生物多糖—熱凝膠的提取工藝，其特征是一株糞產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes faecalis)WX-C12產(chǎn)熱凝膠的發(fā)酵液，經(jīng)離心得沉淀，所得沉淀用去離子水洗滌4次，然后用少量乙醇洗滌、干燥、粉碎即得熱凝膠粗制品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取工藝，其特征是發(fā)酵液經(jīng)離心得沉淀，其工藝為3000～8000rpm，離心10～30min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取工藝，其特征是用少量乙醇洗滌，所用乙醇量為發(fā)酵液離心沉淀物體積的1～3倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取工藝，其特征是包括干燥、粉碎在內(nèi)的所有操作溫度不超過40℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取工藝，其特征是去離子水洗滌溫度為0～10℃。
全文摘要
一種微生物多糖—熱凝膠的提取工藝，屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以一株糞產(chǎn)堿桿菌產(chǎn)熱凝膠的發(fā)酵液，經(jīng)離心得沉淀，所得沉淀用去離子水洗滌4次，然后用少量乙醇洗滌、干燥、粉碎即得熱凝膠粗制品。本發(fā)明不同于原有的對熱凝膠的堿溶液用乙醇沉淀提取熱凝膠的工藝，可以大大節(jié)約乙醇用量降低成本。給出了粗制品相應(yīng)的提取工藝，目的是為了最大限度的降低成本。
文檔編號C12P19/00GK1939933SQ20061015192
公開日2007年4月4日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月11日
發(fā)明者詹曉北, 朱莉 申請人:江南大學(xué)