一种制备具有凝胶特性黄原胶发酵液的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于微生物发酵，特别是一种制备具有凝胶特性黄原胶发酵液的方法。
【背景技术】
[0002] 黄原胶是目前国际上集增稠、悬浮、乳化、稳定于一体且性能较为优越的生物胶。 传统制取方法是由糖类经野油菜黄单胞杆菌发酵产生。由于黄原胶应用覆盖面广，需要针 对不同领域的应用要求研制相应的系列产品以适应市场需求。
[0003] 很多乳制品、植物蛋白饮品制造厂家在使用黄原胶作为稳定剂时，为使制得的饮 料稳定性更好，需要黄原胶具有凝胶性，但传统的黄原胶生产工艺是采用野油菜黄单胞杆 菌以淀粉糖、大豆粉为基础原料发酵制取黄原胶发酵液，发酵液经乙醇萃取、固液分离、干 燥、粉碎得到最终产品，产品不具备凝胶特性，因此研制具有凝胶性能的黄原胶成为目前乳 制品及植物蛋白饮品生产企业的迫切需求。
[0004] 申请人检索的相关专利文献包括：
[0005] 1、申请号为200480005602. 0的发明专利申请中公开了一种高粘度黄原胶聚合物 制备物，采用增加黄原胶聚合物的分子长度，制备得到高粘度的黄原胶聚合物。
[0006] 2、申请号为200710115433. 1的发明专利申请中公开了一种用于制备乳饮料的黄 原胶的生产方法，采用以蔗糖为碳源，以培养基中添加适量无机盐来提高产量，在工艺控制 中采用控制PH、温度分段控制、控制转速等手段制得制备乳酸饮料的黄原胶。
[0007] 3、申请号为201010124821.8的发明专利申请中公开了一种黄原胶的制备方法， 采用经种子罐、发酵罐培养，以葡萄糖、大豆蛋白等配方制备发酵液，提取发酵液过程中添 加氯化钾作为辅助试剂，进行酒精沉淀，提取适用于乳饮料发酵和酸奶以及其他蛋白饮料 生产的黄原胶，使所用饮料不分层。
[0008] 4、申请号为201080021547.X的发明专利申请中公开了一种改进的黄原胶，采用 野油菜黄单胞菌株等其中一种菌株进行生产制得黄原胶。对于1%KC1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。，在包含含有50/50的黄原胶/塔拉胶的1 %的胶的凝胶中显示出的凝胶强度为至少 2. 5N〇
[0009] 5、申请号为201110222001. 7的发明专利申请中高开了一种酶解乳清蛋白/黄原 胶复合凝胶的制备方法及应用，以乳清蛋白为原料，制得酶解乳清蛋白，与黄原胶复合制得 酶解乳清蛋白/黄原胶复合凝胶，用于低脂酸奶等生产。
[0010] 6、申请号为201110416877. 5的发明专利申请中公开了一种适用于酸性乳饮料的 黄原胶加工工艺，发酵液用酸溶液调pH值，提高黄原胶与CMC复配性能，从而适用于酸性乳 饮料提高酸性乳饮料产品的稳定性。
[0011] 上述专利文献中有个别文献涉及黄原胶与其他物质协同作用下具备凝胶特性，但 均未公开单独具备凝胶特性的黄原胶产品及制备工艺。
【发明内容】
[0012] 本发明的目的在于提供一种制备具有凝胶特性黄原胶发酵液的方法，利用该方法 制备的黄原胶具备凝胶特性。
[0013] 本发明的整体技术解决方案是：
[0014] -种制备具有凝胶特性黄原胶发酵液的方法，该方法包括如下工艺步骤：
[0015] A、将野油菜黄单胞菌CGMCCNo. 10122及鞘氨醇单胞菌CGMCCNo. 1651接种至含 有碳源、氮源及必要的营养物质的发酵培养基中；
[0016] B、进行通气发酵；
[0017] C、在发酵过程中补入碳源、氮源及鞘氨醇单胞菌CGMCCNo. 1651，经通气发酵得到 含有具备凝胶特性的黄原胶的发酵液。
[0018] 本发明中涉及的菌种野油菜黄单胞菌Xanthomonascampestris申请人已于2014 年12月1日提交中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No. 10122,该保藏单位的地址位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物所。 鞘氨醇单胞菌Sphingomonassp.申请人已于2006年3月14日提交中国微生物菌种保藏 管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCCNo. 1651，该保藏单位的地址位于北京 市海淀区中关村北一条13号中国科学院微生物研宄所。
[0019] 本发明的具体工艺条件还有：
[0020] 本发明中的发酵培养基优选采用如下技术方案，所述的步骤A中的发酵培养基由 下列质量百分含量的原料组成：
[0021] 葡萄糖4.0 % -4.5% ;硝酸钠0? 1% -0? 15% ;大豆粉0.2 % -0.35% ;磷酸氢二钾 0. 2% -0. 3% ;碳酸钙0. 2% -0. 3% ;余量为无菌水；发酵培养基的pH= 6. 5-7. 5。
[0022] 为保证发酵的顺利进行，同时满足降低成本的需要，优选的技术方案是，所述的步 骤A中的接种量为：
[0023] 野油菜黄单胞菌CGMCCNo. 10122与发酵培养基的质量百分比为7% -8%，鞘氨醇 单胞菌CGMCCNo. 1651与发酵培养基的质量百分比为2% -3%。
[0024] 本发明中发酵的优选工艺条件是，所述的步骤B中的通气发酵条件为：
[0025] a、温度：34°C_36°C;
[0026] b、通风量：0_30 小时为 0? 3vvm_0. 5vvm;31 小时-放罐为 0? 6vvm_0. 8vvm;
[0027] c、罐压：0? 08MPa_0.lOMPa。
[0028] 所述的步骤C中的条件为：
[0029] 在发酵周期为31-35小时补入占发酵培养基质量百分比为1. 5% -2. 5%的鞘氨醇 单胞菌CGMCCNo. 1651，同时向发酵培养基中加入分别占其质量百分比为1% -1.5%的白 砂糖及0. 1% -0. 15%的蛋白胨。
[0030] 为实现发酵终点的控制，同时满足工业发酵的经济性的需要，优选的技术方案是， 所述的放罐标准为发酵液粘度不再增长。
[0031] 为便于工业化生产的需要，优选且较为常见的方式是通过扩大培养实现菌种的繁 殖，其中较为优选的技术方案是，所述的步骤A是将野油菜黄单胞菌CGMCCNo. 10122及鞘 氨醇单胞菌CGMCCNo. 1651分别扩培制成种子液，将种子液接种至发酵培养基。
[0032] 所述的扩培过程包括：
[0033] Ai、野油菜黄单胞菌CGMCCNo. 10122摇瓶种子及鞘氨醇单胞菌CGMCCNo. 1651摇 瓶种子的制备；
[0034] A2、将野油菜黄单胞菌CGMCCNo. 10122摇瓶种子制成野油菜黄单胞菌CGMCC No. 10122 -级种子，将鞘氨醇单胞菌CGMCCNo. 1651摇瓶种子制成鞘氨醇单胞菌CGMCC No. 1651 一级种子；
[0035] A3、将步骤八2中所制成的一级种子分别制成野油菜黄单胞菌CGMCCNo. 10122二级 种子及鞘氨醇单胞菌CGMCCNo. 1651二级种子，将二级种子接入发酵罐中的培养基，进行通 气发酵。
[0036] 所述的步骤&包括如下步骤：
[0037] 将野油菜黄单胞菌CGMCCNo. 10122及鞘氨醇单胞菌CGMCCNo. 1651分别接入灭 菌后的摇瓶种子培养液中，经培养分别制成野油菜黄单胞菌CGMCCNo. 10122摇瓶种子及鞘 氨醇单胞菌CGMCCNo. 1651摇瓶种子，摇瓶种子在培养温度为34°C-36°C、转速为200转/ 分钟、培养周期为20-24小时的条件下振荡培养，摇瓶种子培养液由下列质量百分含量的 原料组成：
[0038] 葡萄糖1.5% -2.0% ;蛋白胨0.5 % -0.8% ;酵母膏0.5% -0.8% ;氯化钠 0? 1% -0? 15% ;余量为无菌水；pH值 7. 5-8. 0。
[0039] 所述的步骤^中是将野油菜黄单胞菌CGMCCNo. 10122摇瓶种子按照质量百分比 为1 %的接种量，接入灭菌后的野油菜黄单胞菌CGMCCNo. 10122 -级种子培养液中，将鞘 氨醇单胞菌CGMCCNo. 1651摇瓶种子按照质量百分比为0. 5%的接种量，接入灭菌后的鞘 氨醇单胞菌CGMCCNo. 1651-级种子培养液中，分别经通气培养制成野油菜黄单胞菌CGMCC No. 10122 -级种子及鞘氨醇单胞菌CGMCCNo. 1651 -级种子，一级种子的培养条件是温度 为 34°C-36°C，通风量为 0. 3vvm-0. 5vvm，罐压为 0. 08MPa-0.lOMPa，种龄为 15 小时-20 小 时，其中野油菜黄单胞菌CGMCCNo. 10122 -级种子培养液由下列质量百分含量的原料组 成：
[0040] 葡萄糖2 % -2. 5 % ;蛋白胨0? 6 % -0? 8 % ;酵母膏0? 4 % -0? 7 % ;氯化钠 0? 1% -0? 15% ;余量为无菌水；pH值为7. 5-8. 0 ;
[0041] 鞘氨醇单胞菌CGMCCNo. 1651 -级种子培养液由下列质量百分含量的原料组成：
[0042] 葡萄糖2 % -2. 5 % ;蛋白胨0? 6 % -0? 8 % ;酵母膏0? 4 % -0? 7 % ;牛肉膏 0. 5 % -0. 8 % ;余量为无菌水；pH值为7. 5-8. 0。
[0043] 所述的步骤A3是将野油菜黄单胞菌CGMCCNo. 10122 -级种子按照质量百分比为 10%的接种量，接入灭菌后的野油菜黄单胞菌CGMCCNo. 10122二级种子培养液中，将鞘氨 醇单胞菌CGMCCNo. 1651 -级种子按照质量百分比为10%的接种量，接入灭菌后的鞘氨 醇单胞菌CGMCCNo. 1651二级种子培养液中，分别经通气培养制成野油菜黄单胞菌CGMCC No. 10122二级种子及鞘氨醇单胞菌CGMCCNo. 1651二级种子，二级种子的培养条件是温度 为 34°C-36°C，通风量为 0. 3vvm-0. 5vvm，罐压为 0. 08MPa-0.lOMPa，种龄为 15 小时-20 小 时，其中野油菜黄单胞菌CGMCCNo. 10122二级种子培养液由下列质量百分含量的原料组 成：
[0044] 葡萄糖2 % -2. 5 % ;蛋白