改进的黄原胶的制作方法

专利名称：改进的黄原胶的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有改进的特征的新黄原胶、用于制备所述黄原胶的方法以及包含所述黄原胶的组合物和产品。具体 而言，本发明涉及由下列或者它们的衍生物或后代获得的黄原胶以及从这些菌株生产黄原胶的方法野油菜黄单胞菌菌株(Xanthomonascampestris)、菜蓟属变种(pathovar cynarae) CFBP 19、胡桃属变种(juglandis) CFBP176、天竺葵变种(pelargonii)CFBP 64、菜豆变种(phaseoli)CFBP 412 或 ATCC 17915、celebenois ATCC 19046、或者 corylina CFBP 1847。
背景技术：
多糖黄原胶是由微生物野油菜黄单胞菌产生的并且具有式I中所示的主要结构，其显示在图2中。黄原胶是由￠-1, 4连接的D葡萄糖单元的纤维素主链组成的，其在交替的葡萄糖残基上由三糖侧链取代。所述三糖侧链由被葡萄糖醛酸分隔的两个甘露糖单元构成。大约一半的末端甘露糖单元连接至丙酮酸基团且非末端残基通常携带乙酰基。侧链上的羧基使得胶分子为阴离子性的。黄原胶具有的分子量为大约2xl06道尔顿，相比于大多数多糖，其具有窄的分子量分布。对黄原胶纤维进行的X-射线衍射研究鉴别出了右旋的五折螺旋构象。在这种构象中，侧链与主链排列一致并稳定总体的构象。在溶液中，侧链缠绕纤维素样的主链从而保护它。人们相信这是在不利条件下黄原胶的出色稳定性的原因。使黄原胶区别于其它水状胶质增稠剂的两个关键功能是其流变能力和其与半乳甘露聚糖协同相互作用的能力。流变能力可被表征为在低剪切速度时产生非常高的粘性以及假塑性流动，这为成品提供了悬浮稳定性并且为容易地填充、浇注和抽吸提供了更高剪切速度下的低粘性。黄原胶也具有与半乳甘露聚糖(例如瓜尔豆胶、肉桂胶、塔拉胶和槐豆胶)以及结构上类似的多糖(例如魔芋葡甘聚糖)相互作用的能力。这种相互作用引起粘性的协同性增加(在瓜尔豆胶的情形中)或者形成强的自我支持凝胶(如在槐豆胶和魔芋葡甘聚糖的情形中见到的)。这些功能被用于食品应用的广泛范围中，通过控制黄原胶的结构和制造过程而使这些功能最大化将提供高性能的黄原胶，这在使用成本方面对消费者是真正有益的。协同最初的研究(Morris,E. R.，Rees, D. A.，Young, G.，Walkinshaw, M. D. and Darke,A. “Order-Disorder transition for a bacterialpoIysaccharide in solution. A rolefor polysaccharideconformation in recognition between Xanthomonas pathogen anditsplant host. ”J. Mol. Biol.，110 (1977) 1-16.)提出了这样的模型其中半乳甘露聚糖的未经取代的无半乳糖(光滑)区域(在魔芋甘露聚糖的情形中是无葡萄糖的)结合至有序状态的黄原胶。这一模型被用于解释具有不同取代程度的半乳甘露聚糖之间相互作用程度方面的差别。随后的研究显示出在将混合物加热到超过黄原胶的卷曲-螺旋转换的温度以后，相互作用增强了，这被解释为结合以黄原胶的纤维素主链在有序状态时而发生的证据。备选的解释是，当水状胶质在凝胶的凝点之下的温度被混合时，它们形成次等的被破坏的网络，而融化与复位产生了更强的凝聚性的凝胶。当半乳糖取代减少时，缔合的程度/强度增加了。例如槐豆胶(其具有17-26%的半乳糖含量)与黄原胶形成自我支持凝胶，而瓜尔豆胶(其具有33-40%的半乳糖含量)形成弱的凝胶网络，这产生粘性的协同增加。还已知半乳甘露聚糖的分子量影响其与黄原胶的相互作用。分子量越低，见到的与黄原胶的相互作用越弱。已报导了增加溶剂的离子强度减少黄原胶与半乳甘露聚糖/葡甘露聚糖之间的缔合例如，增加盐浓度或降低PH引起更弱的凝胶或混合物中更低的粘性。黄原胶分子结构和其对功能的影响乙酸盐和丙酮酸基团在黄原胶的分子结构中的作用以及它们对功能的影响可能是被最广泛研究的结构-功能关系的方面。特别着重的是它们在控制黄原胶的流变能力中的作用和它们对与半乳甘露聚糖的相互作用的影响。假设每个侧链仅有一个酰基，乙酰基和丙酮酸的化学计算量分别为5.0%和8. 1%。商业上销售的黄原胶含有的乙酸盐在3%和 4%之间，含有的丙酮酸在4%和5%之间。已显示黄原胶与槐豆胶或魔芋甘露聚糖的凝胶的强度非常依赖于乙酰基取代的程度(Wang,F. ,WangY.-J. and Sun, " I. Conformationalrole of xanthan in itsinteraction with locust bean gum. " J. Food Science,67(2002)2609-2614. ；Shatwell, K.P.，Sutherland, I. ff.，Ross-Murphy, S. B. andDea,I. C. M. " Influence of the acetyl substituent on theinteraction of xanthanwith plant polysaccharide s~I. Xanthan-Iocust bean gum systems. " Carbohydr.Polym. ,14(1991)29-51 ；ShatwelI, K. P.，Sutherland, I. ff.，Ross-Murphy, S. B. and Dea,I. C. M. " Influence of the acetyl substituent on the interactionof xanthan withplant polysaccharides-III. Xanthan-konjacmannan systems. " Carbohydr. Polym.,14(1991) 131-147)。Shatwell等人的结论是相互作用随着乙酰化的减少而增加。这产生了更强的含有LBG和魔芋甘露聚糖的凝胶，其他人也见到了这一结果。他们还暗示与标准的黄原胶相比，低乙酸盐黄原胶与瓜尔豆胶的相互作用更强，这在数个其它的研究中也被报导了。Morrison等人以如下形式为此显示了证据相比于标准的黄原胶/瓜尔豆胶混合物，在低乙酸盐黄原胶/瓜尔豆胶混合物中在Is—1时粘性增加了。暗示黄原胶的丙酮酸含量对与半乳甘露聚糖的相互作用具有影响的证据非常少。Shatwell等人表示，含有LBG的凝胶胶强度随着丙酮酸水平的下降稍有减少，但是结果不确定，因为低丙酮酸样品的分子量低于标准的黄原胶。数个其它的工作者已显示黄原胶的丙酮酸含量对产品的粘性有强的影响。粘性随着丙酮酸含量的增加而增加。Flores和Deckwer暗示，丙酮酸含量与粘性之间不存在连续的关系，而是在从低于2%的丙酮酸到高于3%的丙酮酸时有一个阶跃升高(FloresCandia,J. -L. and Deckwer,ff. -H. ^Effect of the nitrogen source on pyruvate contentandrheological properties of xanthan. " Biotechnol. Prog. ,15 (1999)446-452)。还显示了低丙酮酸黄原胶的粘性对于盐的添加更不敏感(Cheetham,N.ff. H. and Norma, N. M. N. " The effect of pyruvate onviscosity properties ofxanthan. " Carbohydr. Polym.，10(1989)55-60)。有一篇已发表的文章与此矛盾并声称丙酮酸的含量对于溶液粘性没有显著影响而且他们将其他工作者所观察到的差异归因于分子量中可能的差异(Bradshaw，I. J. Nisbet,B. A. ,Kerr,M. H. andSutherland,I. ff. " Modified xanthan-its preparationandviscosity. " Carbohydr. Polym. , 3 (1983) 23-38)。然而,在这一研究中，粘性是在剪切速度为8. 8s-1至88. 8s-1之间时测量的。这些相对高的剪切速度可解释所测量的粘性中差异的缺乏。一般地，粘性的差异在剪切速度低于0. ls<时要显著得多。Christensen等人(Christensen, B. E. , Smidsrod, 0 and Stoke, 0. " Xanthans withpartially hydrolysedside chains Conformation and transitions. " In Carbohydrates and CarbohydratePolymers.Analysis, Biomedicaland other Applications.M.Yalpini(ed.), ATLpress (1993)ppl66-173)显示了末端P -甘露糖相对易被酸水解，因此如此制备的低丙酮酸样品由于去除了所述糖也可具有降低的分子量。因为在许多所参考的研究中，酸水解被用于制备低丙酮酸黄原胶样品，需要进一步的工作来将分子量的影响与丙酮酸含量的影响分开。另一方面，乙酸盐的存在倾向于减少黄原胶粘性(Hassler, R. A. and Doherty,D. H. " Genetic engineering of polysaccharidestructure Production of variants of xanthan gum in Xanthomonascampestris，， Biotechnol. Prog. , 6 (1990) 182-187)。已显示了无乙酸盐的黄原胶比天然黄原胶具有更高的粘性。已进行了一些工作来尝试鉴别乙酸盐和丙酮酸的分布，这是通过用乙醇进行分级沉淀来将黄原胶制备物区分成为具有不同丙酮酸含量的片段(ShatwelI, K. P.，Sutherland, I. ff.，Ross-Murphy, S. B. andDea, I. C. M. " Influenceof the acetyl substituent on the interaction of xanthanwith plantpolysaccharides-III. Xanthan-konjac mannan systems. " Carbohydr.Polym.，14 (1991) 131-147)。已发现当醇的水平增加时，被沉淀的级分中丙酮酸的水平增加了。利用通过将抗根瘤菌多糖的抗体偶联至琼脂糖凝胶柱而制备的亲和基质也实现了这一点(Shatwell, K. P. , Sutherland, I. ff. , Ross-Murphy, S.B. and Dea,
I.C. M. " Influence of the acetyl substituent on the interaction ofxanthanwith plant polysaccharides-II. Xanthan-guar gumsystems. " Carbohydr. Polym.,14(1991) 115-130)。使用所述技术有可能从相同的黄原胶制备物中鉴别出富含丙酮酸和含丙酮酸少的级分，从而表明丙酮酸分布中的一些异质性。没有讨论其对于功能的意义。控制黄原胶分子结构的方法关于在黄原胶的生产过程中控制乙酸盐和丙酮酸水平的方法也进行了大量的工作，表I和2总结了用于控制这些取代基团的技术。这些包括选择或修饰黄单胞菌(Xanthomonas)菌株、控制发酵过程中或者回收胶过程中的发酵后处理中的某些参数。表I.可用于控制黄原胶中乙酸盐水平的已知技术的总结控制的方法I优势I劣势
发酵后处理在中试规模成功地进行了可变的乙酸盐含量
碱性pH时的热处理Mw的减少
酶促方法___未描述具体的酶_
菌种的遗传性控制对于0%乙酸盐OK 不适于中等的乙酸盐水平(KELTROL / KELZAN ASX)保持 Mw_ GMO 问题_表2.可用于控制黄原胶中丙酮酸水平的已知技术的总结

.控制的方法___疲_
发酵条件一致的丙酮酸含量(高或产量？
发酵过程中的氮含量低)
氧可获得性低粘性培养液
保持Mw
发酵后处理无GMO问题可变的丙酮酸含量
酸性pH时的热处理Mw的减少(丧失末端P-甘露
酶促方法糖 )
___未描述具体的酶_
菌种的遗传性控制对于0°/。丙酮酸OK不适于中等的丙酮酸水平
低粘性培养液GMO问题
保持Mw

野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)的菌株Hassler和Doherty (参考上文)评价了从通过遗传工程化获得的野油菜黄单胞菌突变体制备的黄原胶的性质。这些菌株携带在其基因组中去除了整个胶基因簇的染色体缺失突变。在各个菌株中，所述胶基因簇却存在于重组质粒上。胶基因突变存在于这些被克隆的胶基因中。这些突变体在黄原胶生物合成路径中是有缺陷的，并且产生在乙酸盐和丙酮酸基团的含量和位置方面有变化的黄原胶。图I中总结了 6种可能的变化。他们发现，当外部甘露糖的丙酮酰化(丙酮酰化)被使ketalase失活的突变阻碍时，产生了外部甘露糖的高水平乙酰化(变体4)。他们的结论是变体3 (高丙酮酸，低乙酸盐)提供最高的粘性并且乙酸盐的存在降低了粘性(与其位置无关)。粘性测量是在由未经受热处理的培养液中回收的黄原胶上进行的。因此粘性值反映的是天然聚合物的粘性。没有对其它方面的功能(例如盐耐受性、酸稳定性、水合作用或与半乳甘露聚糖的相互作用)进行研究。欧洲专利申请EP 0 765 939公开了零丙酮酸和低丙酮酸结构(变体I和2)、产生它们的菌株和用于产生聚合物的方法。美国专利No. 6 316 614公开了所有6种变体、产生它们的菌株和用于生产聚合物的方法。发酵过程
丙酮酰化的程度似乎对于发酵条件和培养基特别敏感。特别地，已显示氮源和氧的可获得性对于丙酮酸含量有影响。Peters等人显示了丙酮酰化的程度在未满足微生物氧需求时减少(Peters, H. -U. , Suh, I. -S. , Schumpe, A. and Deckwer,ff. -H. " The pyruvate content ofxanthan polysaccharide produced under oxygenI imitation. " Biotechnology Letters,15(1993)565-566)。Flores Candia 和Deckwer(参考上文)显示了丙酮酸水平依赖于发酵培养基中NH4Cl的水平。他们发现，丙酮酸含量随着培养基中氮含量的减少而增加。例如，在8. 4g/l NH4Cl时，在140h的发酵中丙酮酸含量维持恒定在大约I. 5%，但是在更低的氮水平(0.62g/l)时丙酮酸含量接近理论上的最大值。通过控制发酵培养基中的氮含量来制备高丙酮酸黄原胶是美国专利4 394 447的主题。所述专利将高丙酮酸限定为至少3. 3%丙酮酸(按重量)(通过酶促方法测量的)。此专利仅讨论了发酵条件而没有关于高丙酮酸黄原胶的功能或应用的公开。发酵后处理 在回收之前于酸性pH热处理发酵培养液有利于去除丙酮酸基团。在回收之前于碱性PH热处理发酵培养液有利于去除乙酸盐基团。也可通过在氮下、在室温用碱处理来去除乙酸盐。经修饰的黄原胶的商业潜能可获得这样的商业上可得的黄原胶产品其中乙酸盐或丙酮酸的含量受到了有意的控制。CPKelco生产无乙酸盐的产品用于食物和非食物的用途，其分别被称为KELTROLASX和KELZAN ASX0这类产品的主要功能益处主要在非常强的酸性系统中(例如厕所清洁齐[J)见到，其中使用最多5%至10%的强酸，产生的产品的pH在pH 2左右或以下。与常规的产品相比，用低乙酸盐黄原胶时见到了显著更好的长期稳定性。在酸性较低的食品(例如食物调味品)中，差异就不那么显著了。与标准的黄原胶相比，这种产品具有更好的与半乳甘露聚糖的协同作用，以及更高的低剪切粘性。所述产品是利用在发酵过程中不添加乙酸盐基团的黄单胞菌菌株制备的(美国专利No. US 6 316 614 BI)。总之，仍然需要提供改进的黄原胶，特别是具有改进的流变特性和/或协同特性的黄原胶。发明目的本发明的实施方式的目的是提供改进的黄原胶及用于生产它们的工具和方法。发明概述当前的发明人已发现，与由其它野油菜黄单胞菌菌株生产的黄原胶相比，由野油菜黄单胞菌菌株CFBP 176生产的黄原胶具有很高含量的丙酮酸。此外，还发现这种特殊的黄原胶可通过方法步骤的组合而制备，其提供了许多有吸引力的功能特性，包括杰出的溶液流变能力特性以及在与半乳甘露聚糖和葡甘露聚糖的混合中的协同性。因此，在第一个方面，本发明涉及具有下列特征的黄原胶-丙酮酸含量为至少5.0% (w/w)-丙酮酸与乙酸的w/w比为至少0.5-对于1%NaCl中0. 3%的胶、在剪切速度为0. 01s—1时、于23±2°C时所测量的低剪切粘性为至少80Pa. S。
在第二个方面，本发明涉及用于制备黄原胶的方法，其包括在培养基中、在促进由野油菜黄单胞菌菌株或其衍生物或后代产生黄原胶的条件下培养所述菌株或其衍生物或后代；使所述培养基经受热处理并随后从所述培养基中回收黄原胶。在第三个方面，本发明涉及一种组合物，其包含本发明的黄原胶或根据本发明的方法制备的黄原胶，所述黄原胶与至少一种半乳甘露聚糖或葡甘露聚糖相混合。在第四个方面，本发明涉及食品或饲料产品，其包含本发明的黄原胶，或根据本发明的方法生产的黄原胶，或本发明的组合物。最后，本发明还涉及野油菜黄单胞菌菌株CFBP 19，CFBP 176, CFBP64, CFBP 412，ATCC 17915，ATCC 19046 或 CFBP 1847，或者菌株 CFBP19，CFBP 176，CFBP 64，CFBP 412，ATCC 17915，ATCC 19046及CFBP1847中任一种的衍生物或后代用于生产高粘性和高协同性的黄原胶的用途。


图I:对来自野油菜黄单胞菌突变菌株的、基于黄原胶的聚合物的重复结构单位的图解说明。图2 :基于黄原胶的聚合物的重复单元的结构式。图3 :蛛形图，其显示了以中试规模生产的、来自菌株CFBP 176的黄原胶的功能与标准商业黄原胶的平均值的比较。图4 :此图显示了在120°C进行的热处理的pH对于下列的影响WLSVniaj^P LSV醋调和以及b)来自菌株CFBP 176的黄原胶的pH敏感性。图5 :此图显示了在120°C进行的热处理的pH对于下列的影响来自菌株CFBP176的黄原胶的取代基。图6 :此图显示了乙酸含量对于下列的影响a) LSV醋调和(vinaigrette)和b)由菌株CFBP 176产生的黄原胶的酸敏感性。图7 :此图显示了由CFBP 176产生的黄原胶的乙酸含量对LSVa粘性的影响。图8 :此图显示了由菌株CFBP 176产生的黄原胶的乙酸含量对1%的I : I黄原胶LBG凝胶的凝胶强度的影响。图9 :此图显示了以工业规模和中试规模生产的、来自CFBP 176的黄原胶的功能与标准商业黄原胶的平均值的比较。图10 :此图显示了分别对于pH 7和pH 3. 5时0. 5% NaCl中I %的总胶，相关于黄原胶/LBG比率的凝胶强度。图11 :此图显示了在0.5% NaCl中1%的总胶时，对于60/40的黄原胶/LBG凝胶，相关于PH的凝胶强度。图12 :此图显示了 a) NaCl和b)KCl对于I %总胶时黄原胶/LBG为60/40的凝胶的凝胶强度的影响。图13 :此图显示了对于酸调和制剂(I% NaCl,pH 2. 5)中60 40的黄原胶LBG混合物，相关于胶浓度的弹性模数G’。图14 :此图显示了黄原胶/瓜尔豆胶比率对于下述之后的粘性的影响a)冷制备和b)热制备(1% NaCl中0. 3%的总胶)。
图15 :此图显示了黄原胶/瓜尔豆胶比率对于下述过后、在lrad. s—1时的弹性模数的影响a)冷制备和b)热制备(1% NaCl中0. 3%的总胶)。图16 :此图显示了对于50 50的黄原胶瓜尔豆胶混合物(0. 3%的总胶在9%鹿糖+1 % NaCl中)，pH对于下述的影响a) 12rpm时的Brookf ield粘性和b) lrad. S1时的弹性模数。图17 :此图显示了在0. 5% NaCl中I %的总胶时，胶比率对于下述的凝胶强度的影响a)黄原胶/塔拉胶和b)黄原胶/魔芋。图18 :此图显示了工业批次的CFBP 176以0. 3%在a) I % NaCl和b) I % NaCl中(pH 2. 5)中，以0.001,0. 01，0.1，1，10的剪切速度(s—1)时的流动粘性。 图19 :此图显示了下列中的0. 2%黄原胶的流动粘性a) 1% NaCl和b) 1% NaCl,pH 2. 50图20 :此图显示了 1% NaCl中0. I %黄原胶的粘弹性谱。图21 :此图显示了 1% NaCl中黄原胶的流动粘性。图22 :此图显示了在1% NaCl (pH 2. 5)中，黄原胶的流动粘性。图23 :此图显示了在1% NaCl中，相关于黄原胶浓度的弹性模数(G’)(在lrad.
S-1时测量的)。图24 :此图显示了由粘性所测量的黄原胶的构象转换(0. 2% NaCl中0. 5%的黄原胶，在10s—1时测量)。图25 :蛛形图显不了 CFBP 176与Gr inds ted 黄原胶80的半乳甘露聚糖协同性的比较。图26 :蛛形图显示了 CFBP 176与Gr indsted 黄原胶80的流变性质的比较。发明详述定义野油菜黄单胞菌菌株(或X. campestris菌株)是引起各种植物疾病的细菌物种的菌株。野油菜黄单胞菌被用于商业生产高分子量多糖黄原胶，其是水的有效增粘剂并且具有很多重要的用途，特别是在食品工业中。在当前的情境中，野油菜黄单胞菌菌株的“衍生物”是衍生自野油菜黄单胞菌的细菌细胞，其中所述细菌细胞基本上保留了野油菜黄单胞菌菌株的所有基因组信息-然而，所述衍生物可能通过具有重组引入的遗传修饰(例如在基因组中或以质粒的形式)而不同于亲本野油菜黄单胞菌菌株，所述遗传修饰没有不利地影响黄原胶基因簇的功能。野油菜黄单胞菌菌株的“后代”是通过培养野油菜黄单胞菌菌株而获得的细菌细胞-因此，所述后代可包括与原始的野油菜黄单胞菌菌株在遗传学上不完全相同(由于例如，出现天然的重组事件或者随机突变)的后代的细菌细胞，但是其不包括任何不利影响黄原胶基因簇的功能的遗传学改变。产生具有高丙酮酸含量黄原胶的野油菜黄单胞菌菌株是产生具有至少5%丙酮酸含量的黄原胶的菌株。当讨论包含黄原胶的组合物的粘性和凝胶强度时，通常是通过使用实施例中具体涉及的方法和装置来测定这些参数。例如，表示为Vmax的粘性通常是利用Brookfield LVT度盘式粘度计在所示的轴转速下(通常为1.5rpm)测量的。
本发明的第一个方面本发明的第一个方面涉及至少具有下列特征的黄原胶-丙酮酸含量为至少5.0% (w/w)-丙酮酸与乙酸的w/w比率为至少0.5-对于1%NaCl中0. 3%的胶、在剪切速度为0. 01s—1时、于23±2°C时所测量的低剪切速度粘性(LSVmax)至少为80Pa. S。在本说明书和权利要求中，所有的测量值都是在23±2°C时获得的，除非指明了其它的温度。
丙酮酸含量可以更高，例如至少5. 3% (w/w)，但是优选更高的值，例如至少5. 6%(w/w)。还优选的是，黄原胶中丙酮酸与乙酸的w/w比率更高，例如至少0. 6，至少0. 7，至少0. 8，至少0. 9和至少I. O。特别优选的是此比率为约I. I。本发明的黄原胶显示特别好的流变特性。已发现，例如对于本发明的黄原胶所观察到的低剪切粘性(LSVmax)值优于现存的商业产品的值——由本发明的黄原胶的这一特性可获得的主要优势是可减少黄原胶的量而保持产品的稳定性和质地(相比于含有市场上现存的黄原胶的产品而言)。在本发明的一个实施方式中，对于I % w/v NaCl中0.3%的黄原胶、在O.Ols—1的剪切速度下测量的黄原胶具有的低剪切粘性(LSVmax)为至少90Pa. S。在另一个实施方式中，对于I % w/v NaCl中0. 3%的黄原胶，在剪切速度为0. 01s—1时所测量的LSVmax在90_130Pa.s的范围内，例如在约95至约125Pa. s的范围内。在另一个实施方式中，对于1% w/v的NaCl和醋中(12° ) (pH = 2. 5)0. 3%的胶，在剪切速度为0. 01s—1时所测量的本发明的黄原胶所具有的低剪切粘性为至少18Pa. S。然而，在本发明的其它实施方式中，此值更高，例如至少20Pa. S、至少25Pa. S、至少30Pa. S、至少 35Pa. s 和至少 40Pa. S。在另一个实施方式中，本发明的黄原胶具有的低剪切粘性在剪切速度为0. 01s—1时，在2. 5% w/v的NaCl中为至少6Pa. S。然而，在本发明的其它实施方式中，这个值也是更高的，例如至少7、至少8、和至少9。此外，由于下文的实施例中所报导的中试规模的测试在2. 5% NaCl中实现了显著更高的粘性，预期在剪切速度为0. 01s—1时、在2. 5% w/v的NaCl中，低剪切粘性将为至少20Pa. S，例如至少30Pa. S，至少40Pa. s或至少50Pa. S。与半乳甘露聚糖(例如与槐豆胶)的改进的协同性的特征也是本发明的非常突出和重要的特征，其允许了制备这样的产品其中可减少黄原胶和/或半乳甘露聚糖的量而不妨碍组合的产品的性质。因此，本发明的实施方式涉及本发明的黄原胶，对于1% KCl中1%的胶(60 40的黄原胶/LBG)测量时，其显示出的含有槐豆胶(LBG)的凝胶强度(协同测试)为至少13. 0N，例如至少 13. 1，13. 2，13. 3，13. 4，13. 5，13. 6，13. 7，13. 8，13. 9 和至少 14N。如将由实施例所显示的，本发明的示例性的黄原胶是通过发酵野油菜黄单胞菌CFBP 176 (X. campestris juglandis)而制备的,其起初是由于黄原胶中的高丙酮酸含量而被选择的。然而，预期通过从其它野油菜黄单胞菌菌株制备黄原胶，有可能提供具有相同的或至少相当的溶液流变能力和协同性的同样好的黄原胶，所述其它野油菜黄单胞菌菌株已知或可被显示产生具有高丙酮酸含量的黄原胶。根据本发明，本发明的黄原胶因此可由选自下列野油菜黄单胞菌菌株的菌株产生(第一列指附图中所使用的命名)
权利要求
1.具有下列特征的黄原胶 -丙酮酸含量为至少5.0% (w/w) -丙酮酸与乙酸的w/w比率为至少0.5，和 -对于1% NaCl中0. 3%的黄原胶、在剪切速度为0. OIjT1时、于23±2°C时测量的低剪切粘性(LSVmax)为至少80Pa. S。
2.根据权利要求I的黄原胶,其中丙酮酸含量为至少5.3% (w/w)，例如至少5. 6。
3.根据权利要求I的黄原胶，其中丙酮酸与乙酸的w/w比率为约I.I。
4.根据前述任一权利要求的黄原胶，其中对于I%w/v NaCl中0.3%的黄原胶、在剪切速度为0. OIjT1时、于23±2°C时所测量的LSVmax为至少90Pa. S。
5.根据权利要求4的黄原胶，其中对于I%w/V NaCl中0.3%的黄原胶、在剪切速度为 0.Ols4时、于23±2°C时所测量的1^￥_在90-130卩&. s的范围中，例如在约95至约125Pa.s的范围中。
6.根据前述任一权利要求的黄原胶，其对于pH= 2. 5时1% w/vNaCl和醋(12° )中0.3%的黄原胶、在剪切速度为0. 01s—1时、于23±2°C时所测量的低剪切粘性(LSVvin)为至少 18Pa. S。
7.根据前述任一权利要求的黄原胶，其是选自下列的黄单胞菌(Xanthomonas)菌株的产物菌株 CFBP 19，CFBP 176，CFBP 64，CFBP412，ATCC 17915，ATCC 19046 或 CFBP 1847 ；或者是菌株 CFBP 19，CFBP176，CFBP 64，CFBP 412，ATCC 17915，ATCC 19046 或 CFBP 1847中任一种的衍生物或后代的产物。
8.根据权利要求7的黄原胶，其为菌株CFBP176或者其衍生物或后代的产物。
9.根据前述任一权利要求的黄原胶，在对于1%KCl中1%的胶(60 : 40的黄原胶/LBG)测量时，其显示出的含有槐豆胶(LBG)的凝胶强度(协同测试)为至少13N。
10.根据前述任一权利要求的黄原胶，其在pH7,0. 5% NaCl中，在包含含有60/40的黄原胶/LBG的I %的胶的凝胶中显示出的凝胶强度为至少10N。
11.根据前述任一权利要求的黄原胶，其在pH3. 0,0. 5% NaCl中，在包含含有60/40的黄原胶/LBG的I %的胶的凝胶中显示出的凝胶强度为至少SN。
12.根据前述任一项权利要求的黄原胶，其在pH7. 0、2% NaCl中，在包含含有60/40的黄原胶/LBG的I %的胶的凝胶中显示出的凝胶强度为至少SN。
13.根据前述任一项权利要求的黄原胶，当用BrookfieldLVT以12rpm测量时，其在pH 7.0,1% NaCl中，在包含含有80/20的瓜尔豆胶/黄原胶的0. 3%的胶的凝胶中显示出的粘性为至少600mPa. S。
14.根据前述任一项权利要求的黄原胶，当用BrookfieldLVT以12rpm测量时，其在pH 3.0,1% NaCl和9%蔗糖中，在包含含有50/50的瓜尔豆胶/黄原胶的0. 3%的胶的凝胶中显示出的粘性为至少500mPa. S。
15.根据前述任一项权利要求的黄原胶，其在pH7. O、0.5% NaCl中，在包含含有50/50的黄原胶/塔拉胶的I %的胶的凝胶中显示出的凝胶强度为至少2. 5N。
16.根据前述任一项权利要求的黄原胶,其显不出对于1%NaCl中0. 3%的黄原胶、以1.5rpm、以Brookfield LVT粘度计作为Vniax测量的粘性为至少5000mPa. S。
17.根据前述任一项权利要求的黄原胶，其显示出对于在2.5% NaCl，pH 2. 5中水合30分钟后的0. 3%黄原胶、在0. 01s—1时的粘性(LSV盐)为至少5000mPa. S。
18.根据前述任一项权利要求的黄原胶，其显示出在60°C和20°C的粘性比为超过0.75。
19.用于制备根据前述任一项权利要求的黄原胶的方法，其包括在培养基中、在促进由野油菜黄单胞菌菌株或其衍生物或后代产生黄原胶的条件下培养所述菌株或其衍生物或后代；使所述培养基经受热处理并随后从所述培养基中回收黄原胶。
20.根据权利要求19的方法，其中所述野油菜黄单胞菌菌株是权利要求7或8中所定义的。
21.根据权利要求19或20的方法，其中在100-130°C的温度范围内进行热处理。
22.根据权利要求21的方法，其中温度为大约120°C。
23.根据权利要求19-22中任一项的方法，其中在5.5至11.0的pH范围内进行热处理。
24.根据权利要求23的方法，其中pH约为7。
25.组合物，其包含根据权利要求1-18中任一项的黄原胶或根据权利要求19-24中任一项的方法制备的黄原胶，所述黄原胶与至少一种半乳甘露聚糖或葡甘露聚糖相混合。
26.根据权利要求25的组合物，其中所述至少一种半乳甘露聚糖选自瓜尔豆胶、塔拉胶、槐豆胶、肉桂胶，并且其中所述葡甘露聚糖为魔芋葡甘聚糖。
27.根据权利要求25或26的组合物，其还包含盐，例如NaCl。
28.根据权利要求25-27中任一项的组合物，其中黄原胶与所述至少一种半乳甘露聚糖或葡甘露聚糖的重量比为至少5 95，例如至少10 90，至少15 85，至少20 80，至少25 75，至少30 70，至少35 65，至少40 60，至少45 55，至少50 50，至少55 45，至少60 40，至少65 35，至少70 30，至少75 25，至少80 20，至少85 15，至少90 10以及至少95 5。
29.根据权利要求28的组合物，其中黄原胶与所述至少一种半乳甘露聚糖或葡甘露聚糖的重量比为最多95 5，例如最多90 10，最多85 15，最多80 20，最多75 25，最多70 30，最多65 35，最多60 40，最多55 45，最多50 50，最多45 55，最多40 60，最多35 65，最多30 70，最多25 75，最多20 80，最多15 85，最多10 90以及最多5 95。
30.根据权利要求28-29的组合物，其中所述比率为大约60 40。
31.食品或饲料产品，其包含根据权利要求1-18中任一项的黄原胶，根据权利要求19-24中任一项的方法生产的黄原胶,或根据权利要求25-30中任一项的组合物。
32.根据权利要求31的食品或饲料产品，其选自调料、调味品、汤、卤汁、果酱、水果制备物、冷冻产品、烘烤产品、冰激凌、饮料和乳液。
33.权利要求7或8中定义的野油菜黄单胞菌菌株或者其衍生物或后代用于生产高粘性黄原胶的用途。
全文摘要
提供了具有改进的特征的黄原胶，用于制备所述黄原胶的方法，以包含所述黄原胶的组合物和产品。具体而言，本发明涉及由下列或者其衍生物或后代获得的黄原胶以及从这些菌株生产黄原胶的方法野油菜黄单胞菌菌株，菜蓟属变种CFBP 19，胡桃属变种CFBP 176，天竺葵变种CFBP 64，菜豆变种CFBP 412或ATCC 17915，celebenois ATCC19046，或者corylina CFBP 1847。
文档编号A23L1/054GK102753040SQ201080021547
公开日2012年10月24日 申请日期2010年3月30日 优先权日2009年4月2日
发明者E·科大卫, G·斯沃恩, J·法约斯, P·切瓦勒里奥 申请人:丹尼斯科公司