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国外黄原胶的研制及应用

   日期:2011-01-12     来源:发酵工业网    作者:发酵网    浏览:1943    评论:0    
  


1. 用有机酸发酵生成黄原胶
将野油菜黄单胞菌(甘蓝黑腐病单胞菌)NRRL B~ l459种入含葡萄糖20、柠檬
酸(一水)2.19、硫酸铵2、磷酸二氢钾5、硫酸镁(七水)0.2、二氯化钙0.002、氧
化锌0.006、二氯化铁(六水)0.0024、硼酸0.006、丙酸酮钠20g/l和盐酸0.13 ml/l的
培养液中,25℃振荡4天。黄原胶产量11.8g/kg,而未加有机酸者为8.9g/kg。
2.黄原胶产率的提高
用黄单胞菌发酵时,加入脱氧胆酸盐可提高黄原胶的产量。即将预培养的野油菜黄
单胞菌种入含葡萄糖22500、柠檬酸盐500、氯化铵856、脱氧胆酸钠500ppm和无机盐类
的培养液中,28℃搅拌4天。黄原胶产率为1.O7 ,而不加脱氧胆酸盐者为0.72%。
3.连续发酵提高黄原胶的单位产率
将野油菜黄单胞菌NRRL B— l459连续生长在氮浓(氯化铵)为0.036%的培养液
中,发酵完成后, 发酵液中的平均细胞浓度为2.13g干重/l,单位产率为0.14g黄原胶/g
细胞·h。如加入谷氨酸盐使氮浓增至0.056%, 在稳态时的细胞浓度增至4.2g/l,黄原
胶的单位产率增加至0.17"--0.18g/g细胞·h。
4.用野油菜黄单胞菌ATCC31601半连续法生成黄原胶
将预培养的野油菜黄单胞菌种入营养培养液中, 于28℃搅拌(250rpm)18~20h。取
出10ml起子培养液种入9O ml相同组成的新培养液中培育24h, 以后均反复周期性地按
此办理。这样连续转移1O次以上, 黄原胶的产量不会减低。
5.野油菜黄单胞菌31 601
将预培养的ATCC31601菌种入3LpH6.0、含葡萄糖2.25, 氯化铵0.085、柠檬酸盐
0.05、酵母膏0.04%和无机盐类的培养液中,29℃搅拌通气325h。黄原胶的产率为
0.25g/g细胞·h。
6.用野油菜黄单胞菌半连续发酵法生成黄愿胶
将野油菜黄单胞菌XCP一1种入含葡萄糖22.5、磷酸二氢钾3.6、磷酸氢二钠3.4、柠
檬酸0.5、氯化铵0.86、硫酸镁(七水)0.421、氯化钙(二水)0.04、氯化钠0.02lg/1和
无机元素的培养液中,28℃振荡18-x,20h。取出10 ml加至90 ml新制培养液中, 连续如
上培育24h。每天均按上法取出10%种菌液加至新制培养液中, 连续l4天, 黄原胶产率
达3.2,、一6.4g/1。
7.用乳剂发酵生成黄愿胶
将野油菜黄单胞菌种入llL含葡萄糖375、酵母膏44、磷酸氢二铵儿、磷酸氢二钾ll
和硫酸镁1.1g的培养液中, 快速搅拌48h。然后取出5L发酵液, 加300 ml营养液(188g
葡萄糖和22g酵母膏的水溶液)和4L矿物油,继续发酵72h。此时黄原胶产率4.1 mi/100l
(包含在48h的取出量), 粘度3200cp。4 黄原胶的水溶液粘度为1000Ocp。
8.发酵法生成黄愿胶的接种量
用野油菜黄单胞菌生成黄原胶的生产培养基的接种拭为培养液壁的0.01%~0.5%,
同时还要控制生产培养基中的铁、锰和锌的含量。即铁≤10ppm,锌≤ 3 ppm,铁和锰
的比为40:l,、一2 :l。如在含葡萄糖60、柠檬酸盐l、氢氧化钙0.05、氢氧化镁
0.0775、硫酸镁(七水)0.058、磷酸氢二铵3、磷酸氢二钾l g/]、醋酸0.45 m1、硫
酸锰(一水)0.83、硫酸锌(七水)1.42、硫酸铜(五水)0.25、硫酸钻(七水)0.28、
硼酸0.06和硫酸亚铁(七水)35.6m]/i的2l发酵液中, 种入0.0l 菌种(该菌种生长在
含麦芽浸膏一葡萄糖一胨的培养液内),发酵106h后,发酵液的浑浊度相当于细
胞2g/1。
9.丙酮酸盐含量低的黄原胶
将野油菜黄单胞菌ATCC13591种入pH7.0、含葡萄糖67、柠檬酸盐0.6、氢氧化钙
0.025、硫酸镁(七水)0.02、磷酸二氢钾0.5、磷酸氢二铵2.7.、酵母膏0.2g/l和硫酸
亚铁(七水)36ppm的培养液中, 于30℃连续搅拌发酪, 稀释 钲0.5/h。发酵液粘度
51200cp,含沉淀物3og/l,丙酮酸盐0.3%。
1O.利用化学特定培养液生成黄原胶
将黄单胞菌在限量营养物生长条件下生成黄原胶。即将培养的野油菜黄单胞菌B一
1459生长在迪夫科酵母碳培养基内间歇发酵, 直到细胞浓度达3.2g/l。 :稀释率为
0.06/h, 即开始连续操作146h,培养液浓度增加50%, 至240h加入0.21% L一谷氨酸。
至453h换用含磷酸二氢钾0.88、硫酸钾0.54、硫酸镁(七水)0.4l、 __氯化钙(二水)
0.056、柠檬酸0.167、氯化铵1.53、谷氨酸2.1、葡萄糖税.5g/i、三氯化铁10.!rag/ I
和痕量元素的培养液,至501h发酵结束。黄原胶产率最高0.83,最低0.24g/1·h,速率
0.63g/1·h。
11.低粘度黄愿胶
用黄单胞菌属发酵加入硫酸盐, 可生成低粘度黄原胶。野油菜黄单胞菌种是用YM培养基及各不同的化合物(包括硫酸盐)制取的。培育温度28℃, 时间18h。将此种菌
种入含葡萄糖28g、L一组氨酸盐酸盐1、DL-蛋氨酸2和DL-色氨酸2 mg/1,再加入维
生素和无机盐类的培养液中,28℃振荡4天。黄原胶浓度为0.9%一1.5 o/o。种菌用含硫
酸盐的培养基者,生成的黄原胶粘度较低。
12.用桃李黄单胞菌或其变异体生成黄原胶
将桃李黄单胞菌OKioo191在pH6.5~7.5发酵可生成黄原胶。碳源为蔗糖、葡萄
糖、水解淀粉和(或)果糖。氮源为玉米浆、大豆浸出液和(或)动物蛋白质。用5%
葡萄糖和1.6%玉米浆者, 黄原胶产率3. %。
13. 黄原胶
(1)将野油菜黄单胞菌NRRL B-1459培养在含葡萄糖2O、磷酸二氢钾5、硫酸
镁(七水)0.2、尿素2.7g/1和0.5%富马酸钠的100ml培养液中,28℃ 振荡95h。将发
酵液用水稀释三倍, 离心分离。清液与3 g氯化钾和400 ml甲醇混合,以沉淀出黄原胶,
用100ml甲醇洗涤沉淀物,用真空干燥。此胶1%溶液的粘度为4420cp。产量l2.7lg/i,
而不加富马酸钠的对照样品, 其1%溶液的粘度为1310cp, 产量11.3g/1。
(2 )以黄单胞菌类发酵,用生长调节剂来控制生长和产品的生成。即将预培养的
恭菜黄单胞菌种入含葡萄糖1、磷酸二氢钾0.05、硫酸铵0.02、硫酸镁(七水)0.0l%
和痕量元素的培养液中,28℃ 搅拌通气, 直到光密度在540纳米为4,而后在培养液中
增补至含葡萄糖5、磷酸二氢钾0.5和硫酸铵6.2%、鹅肌肽0.2g/1。约3— 4 h, 光密
度达6时,加入L一甲基组胺0.0005g, 直到细胞生长停止, 产品开始生成。60h后搅拌速
度增加至1000 rpm。黄原胶浓度达4.7%, 产率为葡萄糖的94%。
(3 )将野油菜黄单胞菌ATCC13951培养在含59g葡萄糖源、硫酸锰(四水)工.1、
硫酸锌(七水)1.42、硫酸铜(五水)0.25、硫酸钴(七水)0.28、硼酸0.06和硫酸亚
铁(七水)35.6m~/1的一定培养液中。24h后, 以0.04/h稀释, 稳定保持三天后, 加入
异丙醇以沉淀胶质, 其产量和流变特性均优于含痕量元素高的黄原胶。
14.用黄单胞菌属连续生产黄原胶
采喝延长稳惫法, 将野油菜黄单胞菌N RRL B—l499种入2 L含葡萄糖l8、硫酸铵
1.8、磷酸二氢钾0.4、柠檬酸1、硫酸镁(七水)0.2、硫酸锰(一水)0.06、硫酸亚
铁(七水)0.0g和二氯化钙(二水)0.2g/l的培养液中,30℃搅拌通气48h,然后每小
时加料85g,逐步增加至每小时100g,直到207h保持稳定状态,胶液浓度为7.8g/1。然后
进料增加至25%, 达到第二次稳定状态, 并保持到337h。此时的胶液浓度达8.5g/h。
15. 两步发酵生成黄原胶
将野油菜黄单胞菌培养在含葡萄糖2、胨2和酵母膏0.5%的10L培养液中30℃、
36h。另一发酵器则装入含葡萄赫4.7、磷酸二氢钾0.5和硫酸镁0.1%的180L培养液,再
加入第一次发酵液30℃通气84h,得3.5%黄原胶l而一步法则需lo8h。第一步为细菌
细胞的生长阶段,第二步为生胶阶段。
二、黄原胶发酵液的处理及分离
1. 用与季铵盐络合方法, 可以从野油菜单胞菌发酵液中分离黄原胶
通过用季铵盐CATB和"Catavlon 分离以上发酵液中黄原胶方法的比较,证明
前者是更有效的络合剂。尽管二者均需足够的化学计算量才能提高多糖的回收率,但在
沉淀黄原胶后的清液中,CATB的残存量只有1.7 l而"Catavlon"则残留15 。在
此法中黄原胶与季铵盐的2一丙醇液起络合作用而沉淀出来。浓缩2一丙醇洗液可回收季铵
盐。
2. 黄原胶的沉淀方法
在黄原胶的发酵液中加入二价阳离子和一种有机溶剂,可沉淀出黄原胶。即在黄原
胶的发酵液中加入异丙醇至30%浓度和硝酸钙至0.2M,经加热处理后,发酵液中生成
硬的黄原胶沉淀物。
3. 黄原胶溶液的处理
改善黄原胶发酵液过滤性能的方法是将发酵好的发酵液加热至60℃,调pH为5.5,
加入含酸性蛋白酶和B一葡聚糖酶的商品酶制剂,混合1 h。将发酵液中和并冷至<30℃,
调pH>11.5。在中和和过滤前保持1 h, 其过滤性能较之未经处理者大大提高。
4.从发酵液中回收黄原胶
(1)将黄单胞菌属发酵液用超滤法脱盐,浓缩后干燥, 即得黄原胶产品。将野浊
菜黄单胞菌IFO18551培育在18L含葡萄糖4、胨0.4、磷酸氢二钾0.5和硫酸镁(七水)
0
.1 的培养液中30℃24天。发酵液用超滤膜过滤脱盐, 得总盐1% 。滤液经喷雾干
燥, 产黄原胶130g。
(2 )将用野油菜黄单胞菌生成黄原胶的发酵液, 用含聚乙二醇和硫酸铵或磷酸
钾、硫酸铝等的两相水溶液处理,使黄原胶在底层沉淀, 而微生物细胞则保留在上层液
中。即将1 L含黄原胶2%的发酵液倾入10L含聚乙二醇(分子量3000)和13. %硫酸铵
的水溶液中, 取出底层经离心分离后, 得黄原胶l9.6g。
(3 )将含黄原胶的发酵液, 用离心分离、浓缩和超滤法,清液以含二氯化钙的甲
醇或丙醇的水溶液沉淀,可获得过滤性能良好的黄原胶。即将由野油菜黄单胞菌生成含
黄原胶2.5%的发酵液4 L,用水稀释至20L此而后离心分离, 并用超滤法浓缩。用,含
胶约2.5% 的浓缩液100ml,以含甲醇和l ,6二氯化钙液[35:65(v)]的60ml溶液处理,
并调pH至12"--12.5, 获得纤维状黄原胶, 其过滤性能良好。
5. 微生物法生成黄原胶及其处理
在含葡萄糖2.5%、酵母膏、无机盐类和0.00l%泛酸的杀菌培养液中, 种入野油菜
黄单胞菌IFO13551,于28℃振荡培养96h。将发酵液稀释后离心分离,以除去微生物,
然后加饱和氯化钾液使黄原胶沉淀。沉淀物用乙醇和丙酮洗涤, 经空气干燥后,50m1发
酵液可获得0.98g纤维状白色结晶胶体。这种1.8%黄原胶液具有加纳耳G1颜色。要获得
标准黄原胶, 还必须进行少量脱色。

三、黄原胶的应用
'.黄康饺与甘油闱柞★昌保沮嗣
甘油用作食品保湿前耐,其流动性可将其与黄原胶和丙二博混合以控镧。
2.黄原胶提高食用乳剂的质量
在水包油型酸性乳剂中,加入黄募胶和乳清蛋囟痰,其口感和稳定性显著提高。
3.黄屎胶提矗乳羽的慧定性
在水包油乳剂中,加入黄原胶和罗望子胶,可提高乳剂韵稳定性。
4. 黄原胶用作面包翻节钢
在面包、干面条、蛋卷皮和其它面闺中, 加入黄原胶(< 2%)和多元醇(< l%),
产品的弹性增加,且感观得分也高。
5. 黄原胶用作免疫辅药和肿瘤抑制剂
用老鼠作试验,每天每公斤饲以黄原胶12.5、25.O和50mg 9天,可推迟欧和希腹
水舯瘤增长,存活期>100% 。
6.羹原胶 古尔胶釉角直胶穹作装■ 汤的增稠嗣
黄原胶与角豆胶在55"--59℃不能用来制汤,而古尔胶和黄原胶的增稠 性是协同作
用,而不是生成胶体。黄原胶在添加牛奶的食汤中,经常使牛奶蛋白质生成凝块。
7. 黄原胶用作饲科露抽翻和动物饮用水
在美国联邦的食品、药物和化妆品条例中,规定黄原胶可作为动物饲料稳定剂, 乳
剂、增稠剂、悬浮剂或艟础刹。在牛犊乳中的最高添加量为0.1%。反刍动物液体饲料
中的添加量为0.25%
8. 黄原胶用于糖类发酵中生产多元醇
糖类发酵的培养液中加入黄原胶,可生成券藓醇|(丁囱博)和核糖醇。发酵液中生
成的赤藓醇浓度和细胞数分别为9.2 ~H520×10。/mlI而未加黄原胶的对照样品分别为
1o5 和30×lO‘/M 。
9. 黄愿胶可提高裔浓度盐类乳粥曲稳定性
在水包油的食品乳剂I{I, 水榭含氯化钠5%"--30%, 如加入黄原胶和.(或)角豆夹
胶0.05%一l%至水相qj,能妊并地提高乳荆的贮藏稳定性。
1O. 黄原胶嫩化食用肉嶷
用含硝酸钠、聚磷酸钠、盐和0.3黄原胶的腌制盐水, 按重量的15%注入猪腿中,
并用盐和硝酸钠液覆盖保持三灭, 烹煮前沥干12h。制出的猪腿较之未加黄原胶的对
照样品的肉质殳嫩, 熟重更高。
11. 黄原胶和胍尔豆胶可稳定两相色拉调味料
一种含有油和水的两栩色拉调昧料,水棚含黄原胶0.08"--0.2和瓤_尔豆骏|o.1%,、一
0.3 0/(匝)。此溯味料只要振摇一次, n『k期保持均匀。这种调味料的组成为:水福
仑醋17.0、水68.98、糖5.0、盐6.5、谷氨酸钠0.2,黄原胶0.12、胍尔豆艘e 2和香料

2.0% (重), 油相含大豆色拉油100% (重)。
12. 含,t愿胶的凝暴系统
用格兰胶、黄原胶和半乳甘露聚糖和(或)葡糖甘露聚糖生成的凝聚物, 可用作饲
料或食品。如将药翦胶和黄原胶各0.45%浓度,加pH为6.1的磷酸盐缓冲液,煮沸
15rain以溶解,装罐杀菌,然后冷却。这种胶的断裂强度为253g,弹性9.5ram。
1S.冀屎肢溶液用于冷冻面团的保藏
将冷冻面团用含黄原胶的溶液涂被, 可保持面团的组织结构、颜色和稠度。如用
1%黄原胶溶液喷射在冷冻面团上,在0。F面团的颜色和稠度可保持9周。
14.含黄原胶的多层果冻
将黄原胶加至果冻中, 可制成多层果冻。如果冻的一层含卡那胶1.5、黄原胶0.02、
糖浆28.0、葡萄香料0.01、着色剂0.01和水70.46kg。另制出几层除含糖量不同外,其
余组分均类似。依次将一层放在另一层上面, 各层的组成分不会改变。
15. 冀愿胶舟酶固定化
将含黄原胶(或其衍生物)和一种酶的混合物,与≥三价的金属离子混合,可获得
一种不溶于水的黄原胶盐的固定化酶。此产品对热、各种盐类和高、低pH均高度稳定。
即将含5 g黄原胶的20Oral水溶液, 与含3 g脂肪酶的lOml水混合。以此混合物滴加至
Oo5%三氯化铁溶液中,可获得球形的固定化脂肪酶。

 
     
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