专利名称：利用废糖蜜或废葡萄糖母液为原料生产温轮胶的方法
技术领域：
本发明属于微生物发酵和提取，具体的说是一种利用利用废糖蜜或废葡 萄糖母液为原料生产温轮胶的方法。
技术背景目前温轮胶的制备是釆用将生产菌种接种于以淀粉为主要碳源的无菌培养基中进行发酵，发酵过程是在适当的温度、PH条件下进行需氧发酵，生产菌种选用鞘氨醇单胞菌(^/H'"gO顶0加S印)，对发酵终产物进行提取得到温轮胶。上述现有技术存在着浪费大量的粮食资源、制造成本高、不符合国家的产业政策等缺点。发明内容本发明的目的在于提供一种利用工业废料一一废糖蜜或废葡萄糖母液为 原料生产温轮胶的方法，以实现解决因废糖蜜或废葡萄糖母液的废弃给环境 带来严重污染、降低生产成本的目的。本发明的整体技术构思是利用废糖蜜或废葡萄糖母液为原料生产温轮胶的方法，该方法包括如下 工艺步骤A、 将斜面菌种经扩大培养制成种子液；B、 将A步骤中制备的种子液按种子液发酵培养基为15%-30%的接种量 接入发酵培养基进行发酵，其中发酵培养基包括下列质量份的组分废糖蜜或废葡萄糖母液3. 5%-4. 2% 酶解棉籽蛋白0. 15%-0. 2% 大豆蛋白肽0. 1%-0. 2% 大豆粉0. 1%-0. 2% K2HP040. 1%-0. 2%CaC03 Q. 15°/「0. 25% FeS04 10-15ppm聚醚消泡剂0. 05°/。-0. 1% 发酵过程中的工艺条件为IO小时内温度28-32°C，压力0. 03-0. 05MPa, pH值7. 0-7, 2,通风量 0. 2—0. 3vvm;10-20小时温度28-32°C,压力0. 03-0. 05MPa， pH值7.0-7.2,通风 量0. 3-0. 4vvm;20-30小时温度28-32°C,压力0. 03-0. 05MPa， pH值7.0-7.5,通风 量0. 4-0. 5vvm;30-40小时补入大豆蛋白肽，使氨氮控制在0. 0004%-0. 0006%,温度28-32 。C,压力0, 03-0. 05MPa, pH值7.0-7.5，通风量0. 5-0. 6vvm;40-60小时温度28-32°C,压力0. 03-0. 05MPa，通风量0. 5-0. 6vvm;60-70小时温度28-32°C，压力0. 03-0. 05MPa， 60-65小时左右补入碱 式盐或浓度1-3W的弱碱使pH值7. 2-7. 5,通风量0. 5-0. 6vvm;得到粘度不低 于4500cp，出胶率>1.9%,还原糖低于O. 1%的发酵液；斜面菌种选用鞘氨醇单胞菌(Sp力i"go则朋sC、将发酵完成后的发酵液经预处理、萃取、洗涤、干燥、粉碎即得温轮胶。本发明的各工艺步骤中的具体工艺条件是B步骤中的废糖蜜在使用前使用浓度2-3万ppm的臭氧将稀释10-15倍的 废糖蜜处理40-60分钟后，加入占物料质量0. 005-0. 01%、浓度为2-3%浓度 的双氧水进行脱色处理。废糖蜜、废葡萄糖母液中糖浓度不稳定，在使用时 测定其含有的糖的实际浓度，根据工艺要求的浓度计算并配制后加入到发酵 培养基中，从而保证发酵培养基中糖浓度的稳定。A步骤中斜面菌种经扩大培养制成种子液包括将斜面菌种制成摇瓶种子、将摇瓶种子制成一级种子、将一级种子制成二级种子，其中摇瓶种子的制备 的工艺条件如下摇瓶种子培养液的包括如下质量份的组分废糖蜜0. 5%-1. 0%废葡萄糖母液1%-1. 5%鱼胶原蛋白0. 15%-0. 2% 蛋白粉0. 15%-0. 3% 牛肉膏0. 2%—0. 3% NaCl 0. 1%—0. 2%摇瓶种子培养液的灭菌条件蒸汽压力0.1-0. 14Mpa、温度121-125 。C、 时间30-35分钟；摇瓶种子的制备过程为将接种针挑取一环斜面菌种中的原菌接入灭菌后的摇瓶种子培养液中，培养温度为28-34°C、转速为180-200转/分钟，培 养周期为18-24小时振荡培养。将摇瓶种子制成一级种子的工艺条件如下一级种子培养液包括如下质量份的组分废葡萄糖母液1. 5%-2. 0%废糖蜜1.0%-1.5% 鱼胶原蛋白0. 2%_0. 25% 大豆蛋白粉0. 3%-0. 35% 酵母膏0. 05%-0. 1% 大豆蛋白肽0. 1%-0. 2% NaCl 0. 11°/「0. 2% FeSOa0-15ppm 聚醚消泡剂0. 05°/。-0. 1%一级种子培养液的灭菌条件温度121-125。C、蒸汽压力0. 1-0. 14Mpa、 时间30-35分钟；一级种子的制备过程为将摇瓶种子按照接种量为1%-3%接入灭菌后的一 级种子培养液中，培养温度为28-34°C、培养周期为22-24小时，当OD值大 于3. 0时将一级种子接入二级种子培养液。将一级种子制成二级种子的工艺条件如下二级种子培养液包括如下质量份的组分废葡萄糖母液1. 5%-2. 0%废糖蜜1. 0%-1. 5%鱼胶原蛋白0. 2%-0. 25% 大豆蛋白粉0. 3%-0. 35%大豆蛋白肽0. 1°/「0. 2% NaCl 0. 11°/。-0. 2% FeS0410-15卯m 聚醚消泡剂0. 05°/广0. 1%二级种子液的灭菌条件为温度121-125。C,压力0. 1-0. 14MPa,时间30-35 分钟；二级种子的制备过程为将一级种子按照接种量为10%-20%接入灭菌后的 二级种子培养液中，培养温度为28-34'C、培养周期为22-24小时、当OD值 大于4. G时将二级种子接入发酵培养基。C步骤中的预处理过程及工艺条件为发酵液加入酸性蛋白酶处理，50-55 'C维持12-20小时；处理后的发酵液经膜过滤进行提纯浓缩至3%-5%。C步骤中萃取过程及工艺条件为将发酵液用5%-10%的KOH溶液调节pH 值至7. 5-8. 0,按发酵液酒精=1: 1-3的比例加入80-85%的食用酒精，充分 混合，使得温轮胶呈絮状沉淀，打入分离机，在转速4000-6000转/分条件下 进行固液分离。C步骤中洗涤过程及工艺条件为将物料调节pH值至7. 5-8. 0,按发酵 液酒精=1: 1-5的比例加入90-95%酒精充分混合，反应30-50分钟，在转 速4000-6000转/分条件下进行固液分离，得到纤维状温轮胶。C步骤中干燥过程及工艺条件为将纤维状温轮胶真空干燥，真空度 -0. 06 ~ - 0. 08Mpa,温度为60-65。C时维持2-4小时。C步骤中粉碎过程及工艺条件为将干燥后物料粉碎，粉碎温度不超过 65°C。将粉碎后的物料进行筛分和包装。本发明所取得的实质性特点和显著的技术进步在于本发明实现了利用废糖蜜、废葡萄糖母液生产温轮胶，生产成本降低了 4%以上，实现了工业废物再利用，解决了因废糖蜜、葡萄糖母液的废弃给环 境带来严重污染的问题，同时实现所生产的温轮胶与传统方法制取的产品有 同等性能，所生产的温轮胶作为增稠剂、悬浮剂、乳化剂、稳定剂、润滑剂、 成膜剂和粘合剂应用于工农业的各个方面，特别是在石油、混凝土、食品、 油墨等工业中有广泛应用。另外，它还具有工艺简单、制造成本低廉、技术 的进步方向更加适应国家的产业政策等优点。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述，但不作为对本发明的限定。 利用废糖蜜或废葡萄糖母液为原料生产温轮胶的方法，该方法包括如下 工艺步骤A、 将斜面菌种经扩大培养制成种子液；B、 将A步骤中制备的种子液按种子液发酵培养基为20%的接种量接入 发酵培养基进行发酵，其中发酵培养基包括下列质量份的组分废糖蜜或废葡萄糖母液4% 酶解棉籽蛋白0. 18% 大豆蛋白肽0. 15% 大豆粉0. 15% K2HPO40. 15%CaC03 0. 16% FeS04 13ppm聚醚消泡剂0. 08% 发酵过程中的工艺条件为IO小时内:温度31。C,压力O. 04MPa,pH值7.1,通风量0. 25vvm;10-20小时温度31。C,压力O, 035MPa， pH值7. 0,通风量0. 35vvm;20-30小时温度29。C，压力0. 045MPa， pH值7. 2,通风量0. 45vvm;30-40小时补入大豆蛋白肽，使氨氮控制在0. 0005%,温度3(TC,压力 0. 04MPa， pH值7. 1,通风量0. 55vvm;40-60小时:温度30。C,压力0. 04MPa,通风量0, 55vvm;60-70小时温度3rC,压力0. 04MPa, 63小时左右补入碳酸钠水溶液 使pH值7. 3，通风量O. 55vvm;得到粘度不低于4500cp,出胶率>1.9%,还 原糖低于0. 1%的发酵液；斜面菌种选用鞘氨醇单胞菌(Sp/ i/]go,"as s_p);C、将发酵完成后的发酵液经预处理、萃取、洗涤、干燥、粉碎即得温轮胶。各工艺步骤中的具体工艺条件是B步骤中的废糖蜜在使用前使用浓度2万ppm的臭氧将稀释12倍的废糖 蜜处理50分钟后，加入占物料质量0.008%、浓度为2.5%浓度的双氧水进行 脱色处理。废糖蜜、废葡萄糖母液中糖浓度不稳定，在使用时测定其含有的 糖的实际浓度，根据工艺要求的浓度计算并配制后加入到发酵培养基中，从 而保证发酵培养基中糖浓度的稳定。A步骤中斜面菌种经扩大培养制成种子液包括将斜面菌种制成摇瓶种子、 将摇瓶种子制成一级种子、将一级种子制成二级种子，其中摇瓶种子的制备 的工艺条件如下摇瓶种子培养液的包括如下质量份的组分废糖蜜0. 8% 废葡萄糖母液1. 3%鱼胶原蛋白0. 18%蛋白粉O. 25% 牛肉膏O. 25% NaCl 0.15%摇瓶种子培养液的灭菌条件蒸汽压力0. 11Mpa、温度123 。C、时间33 分钟；摇瓶种子的制备过程为将接种针挑取一环斜面菌种中的原菌接入灭菌 后的摇瓶种子培养液中，培养温度为32°C、转速为190转/分钟，培养周期为22小时振荡培养。将摇瓶种子制成一级种子的工艺条件如下 一级种子培养液包括如下质量份的组分 废葡萄糖母液1.8%废糖蜜1.3% 鱼胶原蛋白O. 22% 大豆蛋白粉O. 33% 酵母膏O. 08%大豆蛋白肽O. 16% NaCl 0.16% FeS04 13卯m 聚醚消泡剂0. 08%一级种子培养液的灭菌条件温度122°C、蒸汽压力0. 12Mpa、时间33 分钟；一级种子的制备过程为将摇瓶种子按照接种量为2%接入灭菌后的一级 种子培养液中，培养温度为3(TC、培养周期为23小时，当0D值大于3. 0时 将一级种子接入二级种子培养液。将一级种子制成二级种子的工艺条件如下二级种子培养液包括如下质量份的组分废葡萄糖母液1. 8%废糖蜜1. 2% 鱼胶原蛋白0. 23%大豆蛋白粉O. 32% 大豆蛋白肽O. 17% NaCl 0.19%FeS0413卯m 聚醚消泡剂0. 08%二级种子液的灭菌条件为温度123。C，压力O. 13MPa，时间32分钟；二级种子的制备过程为将一级种子按照接种量为17%接入灭菌后的二级 种子培养液中，培养温度为32°C、培养周期为23小时、当OD值大于4. 0时 将二级种子接入发酵培养基。C步骤中的预处理过程及工艺条件为发酵液加入酸性蛋白酶处理，52 'C维持18小时；处理后的发酵液经膜过滤进行提纯浓缩至4%。C步骤中萃取过程及工艺条件为将发酵液用6y。的K0H溶液调节pH值至 7.7，按发酵液酒精=1: 2.8的比例加入82%的食用酒精，充分混合，使得 温轮胶呈絮状沉淀，打入分离机，在转速4500转/分条件下进行固液分离。C步骤中洗涤过程及工艺条件为将物料调节pH值至7. 8，按发酵液 酒精=1: 3的比例加入95%酒精充分混合，反应33分钟，在转速5000转/分 条件下进行固液分离，得到纤维状温轮胶。C步骤中干燥过程及工艺条件为将纤维状温轮胶真空干燥，真空度 -0. 07Mpa,温度为63。C时维持2. 5小时。C步骤中粉碎过程及工艺条件为将干燥后物料粉碎，粉碎温度不超过 65°C。将粉碎后的物料进行筛分和包装。
权利要求
1、利用废糖蜜或废葡萄糖母液为原料生产温轮胶的方法，其特征在于该方法包括如下工艺步骤A、将斜面菌种经扩大培养制成种子液；B、将A步骤中制备的种子液按种子液发酵培养基为15％-30％的接种量接入发酵培养基进行发酵，其中发酵培养基包括下列质量份的组分废糖蜜或废葡萄糖母液3.5％-4.2％酶解棉籽蛋白0.15％-0.2％大豆蛋白肽0.1％-0.2％大豆粉0.1％-0.2％K2HPO40.1％-0.2％CaCO3 0.15％-0.25％ FeSO4 10-15ppm聚醚消泡剂0.05％-0.1％发酵过程中的工艺条件为10小时内温度28-32℃，压力0.03-0.05MPa，pH值7.0-7.2，通风量0.2-0.3vvm；10-20小时温度28-32℃，压力0.03-0.05MPa，pH值7.0-7.2，通风量0.3-0.4vvm；20-30小时温度28-32℃，压力0.03-0.05MPa，pH值7.0-7.5，通风量0.4-0.5vvm；30-40小时补入大豆蛋白肽，使氨氮控制在0.0004％-0.0006％，温度28-32℃，压力0.03-0.05MPa，pH值7.0-7.5，通风量0.5-0.6vvm；40-60小时温度28-32℃，压力0.03-0.05MPa，通风量0.5-0.6vvm；60-70小时温度28-32℃，压力0.03-0.05MPa，60-65小时补入碱式盐或浓度1-3％的弱碱使pH值7.2-7.5，通风量0.5-0.6vvm；得到粘度不低于4500cp，出胶率≥1.9％，还原糖低于0.1％的发酵液；斜面菌种选用鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp)；C、将发酵完成后的发酵液经预处理、萃取、洗涤、干燥、粉碎即得温轮胶。
2、根据权利要求1所述的利用废糖蜜或废葡萄糖母液为原料生产温轮胶 的方法，其特征在于所述的B步骤中的废糖蜜在使用前使用浓度2-3万卯m的臭氧将稀释10-15倍的废糖蜜处理40-60分钟后，加入占物料质量 0. 005-0. 01%、浓度为2-3%浓度的双氧水进行脱色处理。
3、根据权利要求1所述的利用废糖蜜或废葡萄糖母液为原料生产温轮胶 的方法，其特征在于所述的A步骤中斜面菌种经扩大培养制成种子液包括将 斜面菌种制成摇瓶种子、将摇瓶种子制成一级种子、将一级种子制成二级种 子，其中摇瓶种子的制备的工艺条件如下摇瓶种子培养液的包括如下质量份的组分废糖蜜0. 5%-1. 0%废葡萄糖母液1%-1. 5%鱼胶原蛋白0. 15%-0. 2% 蛋白粉0. 15%-0. 3% 牛肉膏0.2%-0. 3% NaCl 0. 1%-0. 2%摇瓶种子培养液的灭菌条件蒸汽压力0. 1-0. 14Mpa、温度121-125 。C、 时间30-35分钟；摇瓶种子的制备过程为将接种针挑取一环斜面菌种中的原菌接入灭菌 后的摇瓶种子培养液中，培养温度为28-34°C、转速为180-200转/分钟，培 养周期为18-24小时振荡培养。
4、 根据权利要求3所述的利用废糖蜜或废葡萄糖母液为原料生产温轮胶 的方法，其特征在于所述的将摇瓶种子制成一级种子的工艺条件如下一级种子培养液包括如下质量份的组分废葡萄糖母液1. 5%-2. 0%废糖蜜1. 0%-1. 5%鱼胶原蛋白0. 2%-0. 25% 大豆蛋白粉0. 3°/。-0. 35% 酵母膏0. 05%-0. 1% 大豆蛋白肽0. 1%-0. 2% NaCl 0. 11%-0. 2% FeSO410-15ppm 聚醚消泡剂0. 05°/「0. 1%一级种子培养液的灭菌条件温度121-125°C、蒸汽压力0. 1-0. 14Mpa、 时间30-35分钟；一级种子的制备过程为将摇瓶种子按照接种量为1%-3%接入灭菌后的一 级种子培养液中，培养温度为28-34°C、培养周期为22-24小时，当OD值大 于3. G时将一级种子接入二级种子培养液。
5、 根据权利要求1、 3或4所述的利用废糖蜜或废葡萄糖母液为原料生 产温轮胶的方法，其特征在于将一级种子制成二级种子的工艺条件如下二级种子培养液包括如下质量份的组分废葡萄糖母液1. 5%-2. 0%废糖蜜1. 0%-1. 5% 鱼胶原蛋白0. 2%-0. 25% 大豆蛋白粉0. 3°/广0. 35%大豆蛋白肽0. 1%-0,2% NaCl 0. 11%-0, 2%, FeS0410-15卯m 聚醚消泡剂0. 05%-0. 1%二级种子液的灭菌条件为温度121-125。C,压力0. 1-0. 14MPa,时间30-35 分钟；二级种子的制备过程为将一级种子按照接种量为10%-20%接入灭菌后的 二级种子培养液中，培养温度为28-34°C、培养周期为22-24小时、当OD值 大于4. G时将二级种子接入发酵培养基。
6、 根据权利要求l所述的利用废糖蜜或废葡萄糖母液为原料生产温轮胶 的方法，其特征在于所述的C步骤中的预处理过程及工艺条件为发酵液加 入酸性蛋白酶处理，50-55。C维持12-20小时；处理后的发酵液经膜过滤进行 提纯浓缩至3%-5%。
7、 根据权利要求1或6所述的利用废糖蜜或废葡萄糖母液为原料生产温 轮胶的方法，其特征在于所述的C步骤中萃取过程及工艺条件为将发酵液 用5%-1(T/。的KOH溶液调节pH值至7. 5-8. 0,按发酵液酒精=1: 1-3的比例 加入80-85%的食用酒精，充分混合，使得温轮胶呈絮状沉淀，打入分离机， 在转速4000-6000转/分条件下进行固液分离。
8、 根据权利要求l所述的利用废糖蜜或废葡萄糖母液为原料生产温轮胶 的方法，其特征在于所述的C步骤中洗涤过程及工艺条件为将物料调节pH 值至7. 5-8. 0,按发酵液酒精=1: 1-5的比例加入90-95%酒精充分混合，反 应30-50分钟，在转速4000-6000转/分条件下进行固液分离，得到纤维状温 轮胶。
9、 根据权利要求1或8所述的利用废糖蜜或废葡萄糖母液为原料生产温 轮胶的方法，其特征在于所述的C步骤中干燥过程及工艺条件为将纤维状 温轮胶真空干燥，真空度-0. 06 ~ - 0. 08Mpa,温度为60-65°C时维持2-4小时。
10、 根据权利要求1所述的利用废糖蜜或废葡萄糖母液为原料生产温轮 胶的方法，其特征在于所述的C步骤中粉碎过程及工艺条件为将干燥后物 料粉碎，粉碎温度不超过65'C。
全文摘要
本发明属于微生物发酵和提取，具体的说是一种利用废糖蜜或废葡萄糖母液为原料生产温轮胶的方法。包括将斜面菌种经扩大培养制成种子液、将种子液接入以废糖蜜或废葡萄糖母液为主要碳源的发酵培养基中，并辅助以必要的氮源和营养物质进行通气发酵、以及预处理、萃取、洗涤、干燥、粉碎等后提取步骤即得温轮胶。本发明解决了现有技术存在的浪费大量的粮食资源、制造成本高、不符合国家的产业政策等问题。具有从根本上实现了废糖蜜及废葡萄糖母液再利用，解决了因其废弃带来的严重污染的问题，同时所生产的温轮胶与传统方法制取的产品有同等性能，工艺简单、制造成本低廉、技术的进步方向适应国家的产业政策等优点。
文档编号C12R1/01GK101240306SQ200810054688
公开日2008年8月13日 申请日期2008年3月25日 优先权日2008年3月25日
发明者禹 张, 茶 张, 张国佩, 张少华 申请人:禹 张