一种可得然胶生产过程中破碎去除微生物细胞的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及可得然胶的微生物发酵生产技术，具体地涉及一种可得然胶在生产过 程中破碎去除微生物细胞的方法。
【背景技术】
[0002] 可得然胶（Curd lan)是一种以葡萄糖、蔗糖等糖类为原料由土壤杆菌 (Agrobacterium sp.)等微生物发酵而生产的高分子聚合物。它是一种由葡萄糖结构单元 以0-1，3-糖苷键连接而成的直链多糖。由于它具有在加热条件下形成凝胶的独特性质， 又被称为热凝胶，在台湾地区被称为卡德兰胶。
[0003] 我国卫生部2006年第8号公告批准可得然胶作为一种新型的食品添加剂。GB 2760-2014版规定可得然胶可以作为稳定剂、凝固剂和增稠剂，用于豆腐、面制品、肉制品、 鱼糜等食品中。美国FDA早在1996年就批准可得然胶作为食品原辅料用于食品工业中。可 得然胶是继黄原胶、结冷胶后第三个被FDA批准的微生物大分子胶。
[0004] 目前的可得然胶生产工艺一般是通过土壤杆菌发酵得到含有可得然胶的发酵液， 经过分离提取得到可得然胶产品。利用可得然胶不溶于水而溶于碱的性质，在提取工艺上 可以先把发酵液离心，收集包含有菌体和可得然胶的沉淀，然后加入一定量的碱液使可得 然胶溶解，进一步过滤除去菌体，溶解的可得然胶碱液中加酸中和，使可得然胶沉淀，然后 离心，热风干燥，获得可得然胶产品。这一工艺的缺点在于提取可得然胶需要用大量的酸 碱，给生产过程中带来巨大的环保处理压力。如在兰文忠等人提出的名称为"一种可得然 胶生产过程中去除菌体的方法"的专利申请（201010011352.9)中，主要通过在可得然胶的 碱溶液中添加络合剂消除高价离子对溶液粘度的影响，在较高的可得然胶浓度下（2. 0%以 上）采用离心方式去除菌体。采用这一工艺虽然也可以除去菌体，但是同样存在以上缺点。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种可得然胶生产过程中通过破碎微生物细胞从而除去 菌体的方法。已知可得然胶发酵液中由于0-1，3-葡聚糖苷酶的存在将导致可得然胶解 聚。微生物0-1，3-葡聚糖苷酶是一种胞内酶，在细胞没有破损时，对可得然胶的聚合度影 响并不大。在本发明中采用均质机匀浆处理可得然胶发酵液破碎细胞，由于细胞破碎会大 量释放出0-1，3-葡聚糖苷酶，在0-1，3-葡聚糖苷酶的活性作用下，会使可得然胶解聚， 并进一步影响可得然胶的凝胶强度。为了解决细胞破碎后细胞内的葡聚糖苷酶释放对可得 然胶的影响的问题，本发明提出在破碎细胞的同时加入金属螯合剂，从而抑制葡聚糖苷酶 的活性，避免可得然胶水解的发生。
[0006] 具体地，本发明可得然胶生产过程中破碎微生物细胞的方法，其过程为，在可得然 胶发酵液中加入金属离子络合剂，高压均质处理，将处理后的发酵液离心，重复水洗、离心 以去除细胞碎片和杂质，向沉淀加水，喷雾干燥，制成成品可得然胶。
[0007] 本发明中，通过重复三次水洗、离心基本能够去除细胞碎片和杂质。
[0008] 本发明中，金属离子络合剂为乙二胺四乙酸（EDTA)或其钠盐及钾盐、柠檬酸钾盐 或钠盐、六偏磷酸钠或钾、焦磷酸钠或钾等离子络合剂。
[0009] 本发明中，金属离子络合剂后在发酵液溶液中的浓度为0. 01-0. lmol/L。
[0010] 本发明中，高压均质的匀浆处理条件为：400ba-800ba，处理时间为15分钟到1小 时。
[0011] 本发明中，发酵液离心或水洗后的离心可以用高速离心机进行，可以是蝶式离心 机或管式离心机。离心条件是在离心力为8000g以上。
[0012] 本发明方法中采用细胞破碎技术，结合水洗离心的技术手段，去除可溶性菌体碎 片和杂质，然后经喷雾干燥制成产品。和现有技术相比较，本发明方法不需要碱处理和酸处 理的步骤，主要在以下两方面具有显著优势：一是不需要酸碱处理，减少环保处理压力；二 是大大减少了现有分离提取技术中的液体处理量，使工艺大大简化。采用本工艺制备可得 然胶，不但节约了生产成本，而且减少了环保处理压力，达到了节能减排的目的。
【具体实施方式】
[0013] 结合以下具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、 试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发 明没有特别限制内容。
[0014] 实施例1
[0015] lm2可得然胶发酵液（其中可得然胶含量为3. 0g/100mL)中缓慢加入3. 36公斤 EDTA2钠，把发酵液加入到高压均质机中，设定压力800ba，循环高压破碎细胞30分钟，然后 用管式离心机l〇〇〇〇g离心30分钟，去除上清液，收集沉淀，加水到lm2,继续10000g离心30 分钟，重复洗涤2次，沉淀加水到0. 5m2,喷雾干燥，制成成品。
[0016] 实施例2
[0017] lm2可得然胶发酵液（其中可得然胶含量为3. 0g/100mL)中缓慢加入10. 08公斤 EDTA2钠，把发酵液加入到高压均质机中，设定压力400ba，循环高压破碎细胞15分钟，然后 用管式离心机l〇〇〇〇g离心30分钟，去除上清液，收集沉淀，加水到lm2,继续10000g离心30 分钟，重复洗涤2次，沉淀加水到0. 5m2,喷雾干燥，制成成品。
[0018] 实施例3
[0019] lm2可得然胶发酵液（其中可得然胶含量为3. 0g/100mL)中缓慢加入33. 6公斤 EDTA2钠，把发酵液加入到高压均质机中，设定压力800ba，循环高压破碎细胞1小时，然后 用管式离心机l〇〇〇〇g离心30分钟，去除上清液，收集沉淀，加水到lm2,继续10000g离心30 分钟，重复洗涤2次，沉淀加水到0. 5m2,喷雾干燥，制成成品。
[0020] 实施例4
[0021] lm2可得然胶发酵液（其中可得然胶含量为3. 0g/100mL)中缓慢加入32. 4公斤柠 檬酸钾，把发酵液加入到高压均质机中，设定压力600ba，循环高压破碎细胞30分钟，然后 用管式离心机l〇〇〇〇g离心30分钟，去除上清液，收集沉淀，加水到lm2,继续10000g离心30 分钟，重复洗涤2次，沉淀加水到0. 5m2,喷雾干燥，制成成品。
[0022] 实施例5
[0023] lm2可得然胶发酵液（其中可得然胶含量为3. 0g/100mL)中缓慢加入61. 2公斤六 偏磷酸钠，把发酵液加入到高压均质机中，设定压力600ba，循环高压破碎细胞30分钟，然 后用管式离心机l〇〇〇〇g离心30分钟，去除上清液，收集沉淀，加水到lm2,继续10000g离心 30分钟，重复洗涤2次，沉淀加水到0. 5m2,喷雾干燥，制成成品。
[0024] 实施例6
[0025] lm2可得然胶发酵液（其中可得然胶含量为3. 0g/100mL)中缓慢加入26. 6公斤六 偏磷酸钠，把发酵液加入到高压均质机中，设定压力600ba，循环高压破碎细胞30分钟，然 后用管式离心机l〇〇〇〇g离心30分钟，去除上清液，收集沉淀，加水到lm2,继续10000g离心 30分钟，重复洗涤2次，沉淀加水到0. 5m2,喷雾干燥，制成成品。
[0026] 对照例
[0027] lm2可得然胶发酵液（其中可得然胶含量为3. 0g/100mL)直接加入到高压均质机 中，设定压力800ba，循环高压破碎细胞30分钟，然后用管式离心机10000g离心30分钟， 去除上清液，收集沉淀，加水到lm2,继续10000g离心30分钟，重复洗涤2次，沉淀加水到 0. 5m2,喷雾干燥，制成成品。
[0028] 凝胶强度的测定：
[0029] 按照可得然胶国家标准（GB 28304-2012)测定实施例1~3和对照例成品的凝胶 强度，分别取0. 3g上述实验获得的七份样品于15mL水中，用柱形乳化分散机在3500r/min 的转速下搅拌5min，然后将悬浮液转移至18mmX 180mm的试管中，在真空状态下曝气3min， 然后将试管迅速放入沸水浴中lOmin，在冷水中冷却30min。从试管中取出凝胶，取离底部 20mm和30mm处的一段10mm的凝胶，用质构仪进行测定，记录凝胶破裂时的读数为凝胶强 度。
[0030] 表1可得然胶凝胶强度
【主权项】
1. 一种可得然胶生产过程中破碎去除微生物细胞的方法，其特征在于，在可得然胶发 酵液中加入金属离子络合剂，高压均质处理，将发酵液离心，重复水洗、离心以去除细胞碎 片和杂质，向沉淀加水，喷雾干燥，制成可得然胶。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属离子络合剂为乙二胺四乙酸或其 钠盐及钾盐、柠檬酸钾盐或钠盐、六偏磷酸钠或钾、焦磷酸钠或钾。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属离子络合剂在发酵液中的浓度为 0.01-0. lmol/L〇
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高压均质处理条件为：400ba-800ba，处 理时间为15分钟到1小时。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发酵液离心和水洗离心的条件是离心 力为8000g以上。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，采用蝶式离心机或管式离心机进行离心。
7. 根据权利要求1~6之任一项方法制备得到的可得然胶。
【专利摘要】本发明公开了一种可得然胶生产过程中破碎去除微生物细胞的方法，在可得然胶发酵液中加入金属离子络合剂，高压均质处理，将发酵液离心，重复水洗离心以去除细胞碎片和杂质，向沉淀加水，喷雾干燥，制成成品可得然胶。采用本发明方法生产可得然胶，不需要应用酸碱处理，工艺简化，节约生产成本，而且有利于环保及节能减排。
【IPC分类】C08B37-00
【公开号】CN104628877
【申请号】CN201510028110
【发明人】高红亮, 常忠义, 金明飞, 杨雪霞, 黄静, 贾彩凤, 牛延宁, 鲁伟, 解秀娟, 步国建
【申请人】华东师范大学, 泰兴市东圣食品科技有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月20日