CN101363037A - 一种黄单胞菌多糖培养基及其制备与应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种黄单胞菌多糖培养基，该培养基的制备方法，及该培养基在生产黄胞菌多糖中的应用；该培养基制备所使用的原料包括淀粉废水、淀粉酶、活性麦饭石颗粒及酵母膏，制备方法包括废水处理、pH值控制、酶解糖化和脱色与添加营养物质几个步骤；本发明的优点是将淀粉废水转化为生产黄单胞菌多糖的培养基，可以大大降低其生产成本，实现黄单胞菌多糖产业的技术创新；同时，又可以化害为利、变废为宝，减少淀粉有机废水对环境造成的污染，并在淀粉废水的“二次淘金”中发展循环经济。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制备黄单胞菌多糖培养基，本发明也涉及一种该培养基的制备方法，本发明还涉及一种该培养基在生产黄胞菌多糖中的应用。
背景技术
黄单胞菌多糖又称黄原胶(Xanthan gum)，是一种由假黄单胞菌属发酵产生的单孢多糖。这种细菌胞外多糖具有超高的分子量，它既具有生物相容性，又可以被生物降解。该产品自上世纪50年代诞生以来，已广泛地被应用于食品、石油、环保等20多个领域，是目前世界上生产规模最大且用途不断拓展的微生物多糖。
黄单胞菌多糖的生产规模需要不断地发展和扩大，当然，这中间我们也必须遵循现代工业发展的几项基本原则，特别是其中的“资源节约原则”和“利废环保原则”。
众所周知，黄单胞菌多糖生产的总成本近三分之一都消耗在培养基上，多年来，人们一直致力于降低培养基的成本和新型培养基的寻找工作。在现有技术中，生产黄单胞菌多糖培养基中的碳源多以玉米淀粉、葡萄糖、蔗糖为主；氮源则多以花生饼粉、黄豆粉、玉米蛋白粉、鱼粉为主。这些物料成本较高、消耗粮食较多，使得黄单胞菌多糖产品的价格逐年升高，影响了黄单胞菌多糖产品的发展。因此，寻求更为廉价培养基首先是一项很重要的任务。
另外，我国淀粉生产规模很大，由于大多数企业的生产技术还很落后，淀粉生产过程中排放有机废水的数量相当大，由此而造成的污染也十分严重。我们知道，在淀粉废水中含有特别丰富的营养物质，在以往都随着废水排放而被白白地浪费掉了。如果这部分资源能够得到有效地利用，不仅可以在很大程度上减少环境污染，而且还能够节省大量的天然资源，甚至还可以探讨其在生产黄单胞菌多糖培养基方面的研究应用。而目前有关上述两项课题的研究还没有发现任何的公开记载。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种黄单胞菌多糖的培养基，该培养基不仅成本低廉，其相关产品的开发还可以大大地降低环境污染，而且在其制备过程中还使用了一种新兴、绿色、廉价的新材料。另外，本发明也提供了一种该培养基的制备方法。再有，本发明还提供了一种该培养基在生产黄胞菌多糖中的应用方法。
本发明所采用以下技术方案：
本发明中的培养基在制备过程中所使用的原料如下：
淀粉废水 100份 淀粉酶 0.5—3份
活性麦饭石颗粒 0.5—2份 酵母膏 1—2％份
所述淀粉废水为马铃薯、玉米淀粉、木薯淀粉等薯类、谷类、豆类淀粉生产过程中产生的工艺废水，其化学需氧量在8000—10000之间，pH为4.0—6.0，所述活性麦饭石颗粒的粒径为2—10mm。
本发明培养基的制备方法包括：
(1)废水处理：将淀粉生产过程中产生的废水进行砂滤，去除渣滓，控制化学需氧量在8000—10000之间。如果废水的化学需氧量超过1.0万，可采用自来水稀释方法，使化学需氧量控制在8000—10000之间。
(2)pH值控制：将上述淀粉废水pH调节到4.0—6.0，以适合黄单胞菌生长。如果废水存放时间过长，因酸化造成pH降低至4.0以下，此时应对废水加NaOH或KOH，使pH维持在4.0—6.0之间。
(3)酶解糖化：将上步得到的淀粉废水加入淀粉酶0.5—3％重量单位，搅拌均匀，在45—55℃条件下进行水解，水解时间为36—72小时，得到还原糖浓度为60—80g/l的水解液。
(4)脱色与添加营养物质：在上述酶解液中加入水解液重量0.5—2％的活性麦饭石颗粒(粒径为2—10mm)，常温下浸泡8—12小时。对上述液体抽滤后，得到澄清透明的液体，再加入1—2％重量份的酵母膏，搅拌均匀后得到所需培养基。
上述的活性麦饭石能够释放K、Ca、Na、P、Se等微量矿物质，可为黄单胞菌提供生长因子，此过程同时还具有脱色功能。
本发明培养基在生产黄胞菌多糖中的应用方法是：对上述培养基灭菌后，接入野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)或胡萝卜黄单胞菌(Xanthomonas caratae)菌株，接种量为每毫升培养基接入2.0×108个细胞。发酵温度为27-32℃，发酵时间为48-60小时。发酵结束后，得到黄单胞菌多糖沉淀物，经过提纯、干燥、粉碎，即得到黄单胞菌多糖产品。
本发明的优点是将淀粉废水转化为生产黄单胞菌多糖的培养基，可以大大降低其生产成本，实现黄单胞菌多糖产业的技术创新；同时，又可以化害为利、变废为宝，减少淀粉有机废水对环境造成的污染，并在淀粉废水的“二次淘金”中发展循环经济。
实施例1：
在常温条件下，取马铃薯淀粉废水2L，经砂滤过滤，去掉薯渣等固形物，得到上清液备用。用自来水将上清液稀释，调节化学需氧量至8000—10000之间。取上述液体1L，加入NaOH或KOH将其pH值调节到4.0—6.0。按重量单位加入淀粉酶3％，搅拌均匀，在45-55℃条件下进行水解，水解时间为72小时，得到浓度为60-80g/L的还原糖溶液。对还原糖溶液加入重量单位2％的活性麦饭石颗粒(粒径为2—10mm)，常温浸泡8小时进行脱色并析出矿物质K、Ca、Na、P、Se等，抽滤后得到澄清的上清液，再加入2％的酵母膏，搅拌均匀后得到黄单胞菌多糖培养基。在培养基中接入野油菜黄单胞菌，接种量为每毫升培养基接入2.0×108个细胞。在27-32℃条件下好氧发酵60小时，得到黄单菌多糖沉淀物，经过提纯、干燥、粉碎，每升培养基产生黄单胞菌多糖干品55g。
实施例2：
在常温条件下，取马铃薯淀粉废水2L，经砂滤过滤，去掉薯渣等固形物，得到上清液备用。用自来水将上清液稀释，调节化学需氧量至8000—10000之间。取上述液体1L，加入NaOH或KOH将其pH值调节到4.0—6.0。按重量单位加入淀粉酶0.5％，搅拌均匀，在45—55℃条件下进行水解，水解时间为36小时，得到浓度为60—80g/l的还原糖水解液。对还原糖液加入重量单位0.5％的活性麦饭石颗粒(粒径为2—10mm)，常温下浸泡12小时进行脱色，并析出矿物质K、Ca、Na、P、Se等，抽滤后得到澄清透明的上清液，再加入1％重量份的酵母膏，搅拌均匀后得到黄单胞菌多糖培养基。在培养基中接入胡萝卜黄单胞菌，接种量为每毫升培养基接入2.0×108个细胞。在27-32℃条件下好氧发酵48小时，得到黄单胞菌多糖沉淀物，经过提纯、干燥、粉碎，每升培养基产生黄单胞菌多糖干品35g。
实施例3：
在常温条件下，取玉米淀粉废水2L，经砂滤过滤，去掉固形物，得到上清液备用。用自来水将上清液稀释，调节化学需氧量至8000—10000之间。取上述液体1L，加入NaOH或KOH将其pH值调节到4.0—6.0。按重量单位加入淀粉酶3％，搅拌均匀，在45—55℃条件下进行水解，水解时间为72小时，得到还原糖为60—80g/1的还原糖溶液。对还原糖液加入重量单位2％的活性麦饭石颗粒(粒径为2—10mm)，常温下浸泡8小时进行脱色，并析出矿物质K、Ca、Na、P、Se等，抽滤后得到澄清透明的上清液，再加入2％的酵母膏，搅拌均匀后得到黄单胞菌多糖培养基。在培养基中接入野油菜黄单胞菌，接种量为每毫升培养基接入2.0×108个细胞。在27-32℃条件下好氧发酵60小时，得到黄单胞菌多糖沉淀物，经过提纯、干燥、粉碎，每升培养基产生黄单胞菌多糖干品50g。
Claims (3)
1、一种黄单胞菌多糖培养基，其特征在于：该培养基在制备过程中所使用的原料如下：
淀粉废水100份 淀粉酶0.5—3份
活性麦饭石颗粒0.5—2份 酵母膏1—2％份
所述淀粉废水为马铃薯、玉米淀粉、木薯淀粉等薯类、谷类、豆类淀粉生产过程中产生的工艺废水，其化学需氧量在8000—10000之间，pH为4.0—6.0，所述活性麦饭石颗粒的粒径为2—10mm。
2、一种如权利要求1所述黄单胞菌多糖培养基的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
(1)废水处理：将淀粉生产过程中产生的废水进行砂滤，去除渣滓，控制化学需氧量在8000—10000之间，如果废水的化学需氧量超过1.0万，采用自来水稀释方法，使化学需氧量控制在8000—10000之间；
(2)pH值控制：将上述淀粉废水pH调节到4.0—6.0，以适合黄单胞菌生长。如果废水存放时间过长，因酸化造成pH降低至4.0以下，此时应对废水加NaOH或KOH，使pH维持在4.0—6.0之间；
(3)酶解糖化：将上步得到的淀粉废水加入淀粉酶0.5—3％重量单位，搅拌均匀，在45—55℃条件下进行水解，水解时间为36—72小时，得到还原糖浓度为60—80g/l的水解液；
(4)脱色与添加营养物质：在上述水解液中加入水解液重量0.5—2％的活性麦饭石颗粒，其粒径为2—10mm，常温下浸泡8—12小时；对上述液体抽滤后，得到澄清透明的液体，再加入1—2％重量份的酵母膏，搅拌均匀后得到所需培养基。
3、一种如权利要求1所述培养基在生产黄胞菌多糖中的应用，其特征在于：对上述培养基灭菌后，接入野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)或胡萝卜黄单胞菌(Xanthomonascaratae)菌株，接种量为每毫升培养基接入2.0×108个细胞，发酵温度为27-32℃，发酵时间为48-60小时；发酵结束后，得到粗制的黄单胞菌多糖沉淀物，经过提纯、干燥、粉碎，即得到黄单胞菌多糖产品。
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