CN105505824A - 一种以野油菜黄单胞菌发酵制备黄原胶的方法及其应用 - Google Patents
一种以野油菜黄单胞菌发酵制备黄原胶的方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105505824A CN105505824A CN201610002283.2A CN201610002283A CN105505824A CN 105505824 A CN105505824 A CN 105505824A CN 201610002283 A CN201610002283 A CN 201610002283A CN 105505824 A CN105505824 A CN 105505824A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- xanthan gum
- xanthomonas campestris
- fermentation
- wxlb
- glycerine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 title claims abstract description 126
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 title claims abstract description 122
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 title claims abstract description 122
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 title claims abstract description 122
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 241000589636 Xanthomonas campestris Species 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 18
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 235000019733 Fish meal Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 claims abstract description 11
- 239000004467 fishmeal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 235000015243 ice cream Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 239000006071 cream Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 19
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 claims description 10
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 claims description 10
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 8
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 8
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 8
- 229940001516 sodium nitrate Drugs 0.000 claims description 8
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 8
- FRXSZNDVFUDTIR-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydroquinoline Chemical compound N1CCCC2=CC(OC)=CC=C21 FRXSZNDVFUDTIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims description 6
- 238000011218 seed culture Methods 0.000 claims description 6
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 6
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000012262 fermentative production Methods 0.000 claims description 4
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 4
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960000935 dehydrated alcohol Drugs 0.000 claims description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 238000000703 high-speed centrifugation Methods 0.000 claims description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 claims description 2
- 239000013028 medium composition Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 8
- 230000036571 hydration Effects 0.000 abstract description 3
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 abstract 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 abstract 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 abstract 1
- 235000013325 dietary fiber Nutrition 0.000 abstract 1
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 abstract 1
- 235000013611 frozen food Nutrition 0.000 abstract 1
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 abstract 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 abstract 1
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K potassium phosphate Substances [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000012092 media component Substances 0.000 description 8
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 3
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- IAJILQKETJEXLJ-UHFFFAOYSA-N Galacturonsaeure Natural products O=CC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O IAJILQKETJEXLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAJILQKETJEXLJ-QTBDOELSSA-N aldehydo-D-glucuronic acid Chemical compound O=C[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)C(O)=O IAJILQKETJEXLJ-QTBDOELSSA-N 0.000 description 2
- GZCGUPFRVQAUEE-KVTDHHQDSA-N aldehydo-D-mannose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229940097043 glucuronic acid Drugs 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 2
- 125000000311 mannosyl group Chemical group C1([C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 125000001308 pyruvoyl group Chemical group O=C([*])C(=O)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 150000004043 trisaccharides Chemical group 0.000 description 2
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010011906 Death Diseases 0.000 description 1
- LPQOADBMXVRBNX-UHFFFAOYSA-N ac1ldcw0 Chemical compound Cl.C1CN(C)CCN1C1=C(F)C=C2C(=O)C(C(O)=O)=CN3CCSC1=C32 LPQOADBMXVRBNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002777 acetyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 230000021736 acetylation Effects 0.000 description 1
- 238000006640 acetylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PQMKYFCFSA-N alpha-D-mannose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PQMKYFCFSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 1
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 1
- 230000000050 nutritive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
- C12R2001/64—Xanthomonas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
- A23C13/00—Cream; Cream preparations; Making thereof
- A23C13/12—Cream preparations
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23G—COCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
- A23G9/00—Frozen sweets, e.g. ice confectionery, ice-cream; Mixtures therefor
- A23G9/32—Frozen sweets, e.g. ice confectionery, ice-cream; Mixtures therefor characterised by the composition containing organic or inorganic compounds
- A23G9/34—Frozen sweets, e.g. ice confectionery, ice-cream; Mixtures therefor characterised by the composition containing organic or inorganic compounds characterised by carbohydrates used, e.g. polysaccharides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Their preparation
- A23L2/52—Adding ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
- C12P19/06—Xanthan, i.e. Xanthomonas-type heteropolysaccharides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
- A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Jellies, Jams, And Syrups (AREA)
Abstract
一种以野油菜黄单胞菌发酵制备黄原胶的方法及其应用，属生物工程技术领域。本发明以野油菜黄单胞菌（<i>Xanthomonas</i><i>？campestris</i>）WXLB-006为发酵菌种，以甘油为原料，再添加酵母膏、鱼粉蛋白胨、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸镁、硝酸钠、七水合硫酸亚铁作为培养基，在有氧条件下进行发酵生产获得黄原胶。本发明能够得到一种分子量小、结构松散的新型黄原胶，其水化速率比商品级黄原胶快，水溶液粘度是商品级黄原胶的六分之一左右，这可以增加黄原胶在食品中的添加量，使黄原胶能够作为膳食纤维。本发明提供的黄原胶的水溶液经-20℃反复冻融且温度恢复至室温后，胶溶液的粘度增加为原来的2倍，在雪糕、冰激凌、奶油和其他冷冻食品中应用潜力巨大。
Description
技术领域
本发明涉及一种以野油菜黄单胞菌发酵制备黄原胶的方法及其应用，属生物工程技术领域。
背景技术
黄原胶(Xanthangum)是由野油菜黄单胞菌（Xanthomonascampestris）分泌的一种酸性胞外杂多糖，相对分子量为2.0×106～5.0×107Da。黄原胶的基本结构由重复的五糖单元组成，主链为D-葡萄糖以β-1，4-糖苷键连接而成的类纤维素结构，侧链由D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸和D-甘露糖组成的三糖单位构成，靠近主链的甘露糖残基常被乙酰化，侧链末端的部分甘露糖残基上连有丙酮酰基，乙酰基及丙酮酰基的取代程度与菌株及生长条件相关。黄原胶的三糖侧链通过氢键反向缠绕主链形成黄原胶的一级线型结构，一级线型结构互相缠绕形成黄原胶的二级结构----棒状双螺旋结构，棒状双螺旋再经扭曲、缠绕和折叠形成黄原胶的三级及更高级空间结构，溶于水后其水溶液形成类似蜂窝状结构。
黄原胶独特的分子结构使其具有良好的安全性、水溶性、稳定性、增黏性、假塑性、悬浮与乳化性、与其它胶的协效性，同时黄原胶还耐酸碱、耐盐、耐酶解以及耐高温、抗低温冷冻，是目前国际上性能优越的生物胶之一，常用作增稠剂、乳化剂、助悬剂和稳定剂，已被广泛应用于日用化工、石油开采、纺织印染、食品、医药、涂料、农药等众多领域，具有广阔的市场前景。
全球90%以上的黄原胶都用于石油开采，从2014年下半年开始，受国际石油价格下跌的影响，世界主要产油大国均缩减其原油产量，随之而来的就是黄原胶的需求量暴跌。导致国内黄原胶产业效益滑坡，许多黄原胶生产厂家频临停产、半停产状态。我们以甘油为碳源发酵得到的新型黄原胶性能优良，主要应用在食品领域，具有广阔的市场空间。本发明一方面拓宽了黄原胶的应用领域，另一方面可以解决黄原胶企业生存问题，使企业在不需要改型的情况下，利用原有设备和技术就可以实现新型黄原胶的生产，实现企业的全方位发展，避免因外部因素的干扰给企业带来巨大的损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种以野油菜黄单胞菌发酵制备黄原胶的方法及其应用，其以野油菜黄单胞菌（Xanthomonascampestris）WXLB-006为菌种，以甘油为碳源，添加镁盐和磷酸盐等营养物质，通过发酵得到一种新型黄原胶，该新型黄原胶产品具有速溶、水溶液粘度低、且-20℃反复冻融后粘度增加的特性。
本发明的技术方案，以美国农业部北方研究所的野油菜黄单胞菌NRRLB-1459为出发菌株，经过多次诱变、筛选和以甘油为碳源的驯化，得到一株可以利用甘油发酵生产黄原胶的野油菜黄单胞菌，命名为（Xanthomonascampestris）WXLB-006。
一株野油菜黄单胞菌（Xanthomonascampestris）WXLB-006，已保藏于中国典型培养物保藏中心，简称CCTCC，保藏号为CCTCCNO：M2015714。
所述野油菜黄单胞菌WXLB-006菌株发酵制备黄原胶的方法，其以甘油为原料，再添加酵母膏、鱼粉蛋白胨、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸镁、硝酸钠、七水合硫酸亚铁作为培养基，在有氧条件下进行发酵获得一种新型黄原胶；具体步骤为：
（1）发酵：以野油菜黄单胞菌WXLB-006为菌种进行发酵生产；
种子培养基组成以g/L计为：甘油20，鱼粉蛋白胨5，牛肉膏3，酵母膏1，调节pH7.0±0.01；
种子培养条件：250mL三角瓶装液量50mL，摇床转速200r/min，培养温度30±1℃，培养时间12h，种子培养基中能够达到的菌体浓度为0.27±0.03g/L；
发酵培养基组成以g/L计为：甘油50，鱼粉蛋白胨3，酵母膏1，硝酸钠0.8，七水合硫酸亚铁0.01，硫酸镁2.5，磷酸二氢钾2，磷酸氢二钾3.5；
发酵条件：接种量10%，发酵温度30±1℃，摇床200r/min发酵72h，得到发酵液；发酵过程中用1mol/L盐酸及1mol/L氢氧化钠调节pH=7.0±0.01；
（2）提取：将步骤（1）所得发酵液8000×g高速离心30min除去菌体，上清液中按无水乙醇︰上清液体积比为3︰1加入无水乙醇析出黄原胶初品；
（3）后处理：将步骤（2）所得黄原胶初品在40℃、0.1个大气压下真空干燥48h，然后粉碎过80目的筛子，得到产品黄原胶。
步骤（1）中发酵条件为采用7L发酵罐，装液量为4L，发酵过程中的搅拌转速和通气量分别为600rpm和0.4vvm。
所述黄原胶分子量为3.0×106Da。
所述发酵培养基中的碳源为甘油。
所述黄原胶应用于食品及速溶型饮料中。
所述黄原胶应用于雪糕、冰激凌、奶油及肉类等冷冻食品中。
获得的新型黄原胶分子量为3.0×106Da，是普通黄原胶（6.0×106Da）的二分之一左右且结构松散。发酵培养基中碳源为甘油。
发酵得到的新型黄原胶由于其分子量小且结构松散，水化速率快于一般商品级黄原胶，水溶液的粘度也低于一般商品级黄原胶溶液。该新型黄原胶在食品中应用，可以省去搅拌时大量的动力消耗，减少搅拌剪切对食品口感的破坏；其次，应用到一些速溶型饮料和食品中效果极佳。
新型黄原胶的水溶液经-20℃反复冻融且温度恢复至室温后，胶溶液的粘度增加为原来的2倍，在雪糕、冰激凌、奶油和肉类等冷冻食品中应用潜力巨大。
生物材料样品保藏：一株野油菜黄单胞菌（Xanthomonascampestris）WXLB-006，已保藏于中国典型培养物保藏中心，简称CCTCC，地址：中国武汉武汉大学，保藏日期：2015年11月30日，保藏号为CCTCCNO：M2015714。
本发明的有益效果：本发明采用一步发酵法得到一种低粘度且水化速率快的新型黄原胶，可以大大降低发酵生产过程中动力消耗。这种新型黄原胶应用到食品中做为膳食纤维，尤其是应用到一些饮料当中时，可以简化黄原胶的前处理过程，省去搅拌时大量的动力消耗，减少搅拌剪切对食品口感的破坏。同时，其冻融后粘度增加的特性，在雪糕、冰激凌、奶油和肉类等冷冻食品中应用潜力巨大。最后，使黄原胶企业利用原有设备和技术就可以实现新型黄原胶的生产，实现企业的全方位发展，避免外部因素的干扰给企业带来的损失。
附图说明
图1黄原胶傅里叶红外光谱图。a、商品级黄原胶，b、新型黄原胶。
图2黄原胶核磁共振图。a、商品级黄原胶，b、新型黄原胶。
图3黄原胶的空间结构图。a、商品级黄原胶，b、新型黄原胶。
图4黄原胶在水溶液中形成的结构。a、商品级黄原胶，b、新型黄原胶。
具体实施方式
实施例1摇瓶发酵生产新型黄原胶
以野油菜黄单胞菌WXLB-006为出发菌株进行发酵，培养基组分（g/L）：甘油50，鱼粉蛋白胨3，酵母膏1，硝酸钠0.8，七水合硫酸亚铁0.01，硫酸镁2.5，磷酸二氢钾2，磷酸氢二钾3.5。
在250mL摇瓶中装50mL去离子水，加入培养基组分，在115℃灭菌20min，接种量10%，在30℃摇床200rpm发酵72h，黄原胶产量达到6g/L。发酵结束后向发酵液中加入等体积的去离子水稀释发酵液，然后8000×g离心30min去除菌体，上清液中加入3倍体积无水乙醇析出黄原胶。40℃、0.1个大气压下真空干燥48小时，然后粉碎过80目的筛子，得到产品黄原胶。
实施例2发酵罐生产新型黄原胶
以野油菜黄单胞菌WXLB-006为出发菌株进行发酵，培养基组分（g/L）：甘油50，鱼粉蛋白胨3，酵母膏1，硝酸钠0.8，七水合硫酸亚铁0.01，硫酸镁2.5，磷酸二氢钾2，磷酸氢二钾3.5。在7L发酵罐中装4L去离子水，加入培养基组分，在115℃灭菌20min，接种量10%，30℃发酵72h，发酵过程中的搅拌转速和通气量分别为600rpm和0.4vvm，发酵过程中用1mol/L盐酸和1mol/L氢氧化钠调节pH7.0±0.01，黄原胶产量达到10g/L。发酵结束后向发酵液中加入等体积的去离子水稀释发酵液，然后8000×g离心30min去除菌体，上清液中加入3倍体积无水乙醇析出黄原胶。40℃、0.1个大气压下真空干燥48小时，然后粉碎过80目的筛子，得到产品黄原胶。
实施例3摇瓶中粗甘油发酵生产新型黄原胶
以野油菜黄单胞菌WXLB-006为出发菌株进行发酵，培养基组分（g/L）：粗甘油（含有水、脂肪酸、无机盐等杂质）50，鱼粉蛋白胨3，酵母膏1，硝酸钠0.8，七水合硫酸亚铁0.01，硫酸镁2.5，磷酸二氢钾2，磷酸氢二钾3.5。在250mL摇瓶中装50mL去离子水，加入培养基组分，在115℃灭菌20min，接种量10%，在30℃摇床200rpm发酵72h，黄原胶产量达到3.5g/L。发酵结束后向发酵液中加入等体积的去离子水稀释发酵液，然后8000×g离心30min去除菌体，上清液中加入3倍体积无水乙醇析出黄原胶。40℃、0.1个大气压下真空干燥48小时，然后粉碎过80目的筛子，得到产品黄原胶。
实施例4发酵罐中粗甘油发酵生产新型黄原胶
以野油菜黄单胞菌WXLB-006为出发菌株进行发酵，培养基组分（g/L）：粗甘油（含有水、脂肪酸、无机盐等杂质）50，鱼粉蛋白胨3，酵母膏1，硝酸钠0.8，七水合硫酸亚铁0.01，硫酸镁2.5，磷酸二氢钾2，磷酸氢二钾3.5。在7L发酵罐中装4L去离子水，加入培养基组分，在115℃灭菌20min，接种量10%，30℃发酵72h，发酵过程中的搅拌转速和通气量分别为600rpm和0.4vvm，发酵过程中用1mol/L盐酸和1mol/L氢氧化钠调节pH7.0±0.01，黄原胶产量达到6.8g/L.发酵结束后向发酵液中加入等体积的去离子水稀释发酵液，然后8000×g离心30min去除菌体，上清液中加入3倍体积无水乙醇析出黄原胶。40℃、0.1个大气压下真空干燥48小时，然后粉碎过80目的筛子，得到产品黄原胶。
实施例5将商品级黄原胶和新型黄原胶样品分别溶于水中，配制浓度分别为0.5%和1.0%（W/V）的黄原胶水溶液，然后室温下搅拌过夜，使黄原胶充分溶解。然后采用博勒飞DV-II数显粘度计，25±1℃下3号转子测量不同转速下的粘度，然后根据非牛顿流体的幂定律方程：μ=Kγ(n-1)计算K和n，其中μ是表观粘度，K是稠度系数，γ是剪切速率，n是流态特性指数（n的大小表示流体偏离牛顿流体的程度）。计算结果如下表1所示：
表1：不同黄原胶样品和溶液的稠度系数（K）和流态特性指数（n）
| 黄原胶溶液 | K | n |
| 0.5% 商品黄原胶 | 21999±200 | 0.1169±0.0005 |
| 1.0%商品黄原胶 | 67556±500 | 0.1161±0.0003 |
| 0.5% 新型黄原胶 | 1859±15 | 0.3526±0.0012 |
| 1.0% 新型黄原胶 | 6090±45 | 0.2178±0.0009 |
实施例6将新型黄原胶样品用三氟乙酸水解后，采用高效液相检测其中单糖种类及含量，测量结果为新型黄原胶只含有葡萄糖、葡萄糖醛酸和甘露糖，且三者的摩尔比为葡萄糖︰甘露糖︰葡萄糖醛酸=2.0︰1.65︰1.0。此外我们还采用傅里叶红外光谱（图1）和核磁共振（图2）对新型黄原胶的结构进行了检测。
从图1和图2可以看出，新型黄原胶的官能团和基团与商品级黄原胶基本一样，证明此产品为黄原胶。
实施例7新型黄原胶的空间结构（图3）及其在水溶液中形成的结构（图4）
从图3可以看出，新型黄原胶的空间结构较商品级黄原胶松散；从图4看出，在形成水溶液时，新型黄原胶产品形成断断续续的结构，而不像商品级黄原胶形成紧密的类似蜂窝状的结构。
实施例8新型黄原胶与商品级黄原胶搅拌形成水溶液的情况
商品级黄原胶在形成水溶液时，会有“鱼眼状”胶粒存在，需要长时间搅拌才能彻底溶解；而新型黄原胶则能快速溶解形成均一溶液，且形成的溶液颜色也比商品级黄原胶透明。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一株野油菜黄单胞菌（Xanthomonascampestris）WXLB-006，已保藏于中国典型培养物保藏中心，简称CCTCC，保藏号为CCTCCNO：M2015714。
2.用权利要求1所述野油菜黄单胞菌WXLB-006菌株发酵制备黄原胶的方法，其特征在于：以甘油为原料，再添加酵母膏、鱼粉蛋白胨、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸镁、硝酸钠、七水合硫酸亚铁作为培养基，在有氧条件下进行发酵获得黄原胶；具体步骤为：
（1）发酵：以野油菜黄单胞菌WXLB-006为菌种进行发酵生产；
种子培养基组成以g/L计为：甘油20，鱼粉蛋白胨5，牛肉膏3，酵母膏1，调节pH7.0±0.01；
种子培养条件：250mL三角瓶装液量50mL，摇床转速200r/min，培养温度30±1℃，培养时间12h，种子培养基中能够达到的菌体浓度为0.27±0.03g/L；
发酵培养基组成以g/L计为：甘油50，鱼粉蛋白胨3，酵母膏1，硝酸钠0.8，七水合硫酸亚铁0.01，硫酸镁2.5，磷酸二氢钾2，磷酸氢二钾3.5；
发酵条件：接种量10%，发酵温度30±1℃，摇床200rpm发酵72h，得到发酵液；发酵过程中用1mol/L盐酸及1mol/L氢氧化钠调节pH7.0±0.01；
（2）提取：将步骤（1）所得发酵液8000×g高速离心30min除去菌体，上清液中按无水乙醇︰上清液体积比为3︰1加入无水乙醇析出黄原胶初品；
（3）后处理：将步骤（2）所得黄原胶初品在40℃、0.1个大气压下真空干燥48h，然后粉碎过80目的筛子，得到产品黄原胶。
3.根据权利要求2所述野油菜黄单胞菌WXLB-006菌株发酵制备黄原胶的方法，其特征在于：步骤（1）中发酵条件为采用7L发酵罐，装液量为4L，发酵过程中的搅拌转速和通气量分别为600rpm和0.4vvm。
4.根据权利要求2所述野油菜黄单胞菌WXLB-006菌株发酵制备黄原胶的方法，其特征在于：所述黄原胶分子量为3.0×106Da。
5.根据权利要求2所述野油菜黄单胞菌WXLB-006菌株发酵制备黄原胶的方法，其特征在于：所述发酵培养基中的碳源为甘油。
6.权利要求2制备得到的黄原胶的应用，其特征在于：所述黄原胶应用于食品及速溶型饮料中。
7.根据权利要求6所述黄原胶的应用，其特征在于：所述黄原胶应用于雪糕、冰激凌、奶油及肉类冷冻食品中。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610002283.2A CN105505824B (zh) | 2016-01-06 | 2016-01-06 | 一种以野油菜黄单胞菌发酵制备黄原胶的方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610002283.2A CN105505824B (zh) | 2016-01-06 | 2016-01-06 | 一种以野油菜黄单胞菌发酵制备黄原胶的方法及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105505824A true CN105505824A (zh) | 2016-04-20 |
| CN105505824B CN105505824B (zh) | 2019-02-22 |
Family
ID=55714125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610002283.2A Active CN105505824B (zh) | 2016-01-06 | 2016-01-06 | 一种以野油菜黄单胞菌发酵制备黄原胶的方法及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105505824B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105861401A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-08-17 | 鄂尔多斯市中轩生化股份有限公司 | 一株黄单胞菌nyw79及其用途 |
| CN108048505A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-05-18 | 泰州职业技术学院 | 一种通过发酵条件控制提高黄原胶白度的方法及黄原胶发酵液检测方法 |
| CN109706110A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-03 | 南开大学 | 一株生产凝胶态黄原胶的基因工程菌株及其构建方法和应用 |
| CN111109352A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-05-08 | 新疆红旗坡农业发展集团有限公司 | 绿色护色抑菌保脆型鲜切糖心苹果及生物保鲜技术 |
| CN113105424A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-07-13 | 华中农业大学 | 基于黄单胞菌外源代谢物的杀菌化合物及制备方法和应用 |
| CN113862165A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-31 | 江南大学 | 一种利用共培养发酵直接生产低分子量黄原胶的方法 |
| CN117286082A (zh) * | 2023-11-24 | 2023-12-26 | 内蒙古工业大学 | 野油菜黄单胞菌及发酵产低粘度黄原胶的方法 |
| CN117535202A (zh) * | 2023-12-21 | 2024-02-09 | 内蒙古工业大学 | 一株发酵产高透明型黄原胶的野油菜黄单胞菌及其应用 |
| CN117568232A (zh) * | 2023-12-21 | 2024-02-20 | 内蒙古工业大学 | 一株高产耐温速溶型黄原胶的野油菜黄单胞菌及其应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1357043A (zh) * | 1999-06-22 | 2002-07-03 | 罗狄亚化学公司 | 产生黄原胶的无毒力野油菜黄单胞菌菌株 |
| CN102559803A (zh) * | 2012-03-06 | 2012-07-11 | 广西大学 | 一种黄原胶的发酵生产方法 |
-
2016
- 2016-01-06 CN CN201610002283.2A patent/CN105505824B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1357043A (zh) * | 1999-06-22 | 2002-07-03 | 罗狄亚化学公司 | 产生黄原胶的无毒力野油菜黄单胞菌菌株 |
| CN102559803A (zh) * | 2012-03-06 | 2012-07-11 | 广西大学 | 一种黄原胶的发酵生产方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| LILLIAN B BRANDÃO等: "Biosynthesis of xanthan gum from residual glycerin from biodiesel production for drilling fluids", 《BMC PROCEEDINGS》 * |
| 张建国等: "一株野油菜黄单胞菌产黄原胶的性质", 《食品科学》 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105861401A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-08-17 | 鄂尔多斯市中轩生化股份有限公司 | 一株黄单胞菌nyw79及其用途 |
| CN105861401B (zh) * | 2016-06-24 | 2019-05-21 | 鄂尔多斯市中轩生化股份有限公司 | 一株黄单胞菌nyw79及其用途 |
| CN108048505A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-05-18 | 泰州职业技术学院 | 一种通过发酵条件控制提高黄原胶白度的方法及黄原胶发酵液检测方法 |
| CN109706110A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-03 | 南开大学 | 一株生产凝胶态黄原胶的基因工程菌株及其构建方法和应用 |
| CN111109352A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-05-08 | 新疆红旗坡农业发展集团有限公司 | 绿色护色抑菌保脆型鲜切糖心苹果及生物保鲜技术 |
| CN113105424A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-07-13 | 华中农业大学 | 基于黄单胞菌外源代谢物的杀菌化合物及制备方法和应用 |
| CN113862165A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-31 | 江南大学 | 一种利用共培养发酵直接生产低分子量黄原胶的方法 |
| CN113862165B (zh) * | 2021-09-18 | 2023-07-25 | 江南大学 | 一种利用共培养发酵直接生产低分子量黄原胶的方法 |
| CN117286082A (zh) * | 2023-11-24 | 2023-12-26 | 内蒙古工业大学 | 野油菜黄单胞菌及发酵产低粘度黄原胶的方法 |
| CN117286082B (zh) * | 2023-11-24 | 2024-01-30 | 内蒙古工业大学 | 野油菜黄单胞菌及发酵产低粘度黄原胶的方法 |
| CN117535202A (zh) * | 2023-12-21 | 2024-02-09 | 内蒙古工业大学 | 一株发酵产高透明型黄原胶的野油菜黄单胞菌及其应用 |
| CN117568232A (zh) * | 2023-12-21 | 2024-02-20 | 内蒙古工业大学 | 一株高产耐温速溶型黄原胶的野油菜黄单胞菌及其应用 |
| CN117535202B (zh) * | 2023-12-21 | 2024-04-02 | 内蒙古工业大学 | 一株发酵产透明型黄原胶的野油菜黄单胞菌及其应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105505824B (zh) | 2019-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105505824A (zh) | 一种以野油菜黄单胞菌发酵制备黄原胶的方法及其应用 | |
| CN101518320B (zh) | 一种长货架期发酵型榨菜泡菜的制备方法 | |
| CN104151080B (zh) | 一种植物营养液的制备方法 | |
| CN102318790B (zh) | 一种粉丝发酵剂及其生产发酵粉丝的方法 | |
| CN105400725A (zh) | 一株植物乳杆菌及其应用 | |
| Martín et al. | Seasonal variation in agar composition and properties from G racilaria gracilis (G racilariales, R hodophyta) of the P atagonian coast of A rgentina | |
| CN104130961A (zh) | 一株产几丁质酶的菌株及其在酶解几丁质中的应用 | |
| Mohsin et al. | Advances in sustainable approaches utilizing orange peel waste to produce highly value-added bioproducts | |
| CN102703544B (zh) | 一种速溶黄原胶的生产方法 | |
| CN102373258B (zh) | 一种脂肽生物表面活性剂的工业化制备方法 | |
| CN101805765A (zh) | 以废弃果汁或果渣为原料生产可食用彩色细菌纤维素的方法 | |
| CN101993841A (zh) | 一种黄单胞菌及用其制备黄原胶的方法 | |
| López et al. | Properties of xanthan obtained from agricultural wastes acid hydrolysates | |
| CN103074408B (zh) | 一种速溶黄原胶的生产方法 | |
| CN103805651B (zh) | 一种基于细胞代谢调控策略的普鲁兰多糖生产方法 | |
| CN102146354B (zh) | 一种生产β-甘露聚糖酶的菌株及生产工艺 | |
| CN107686822A (zh) | 一种发酵产低色素黄原胶的方法 | |
| Nakajima et al. | Xanthan gum production in a fermentor with twin impellers | |
| CN101586135A (zh) | 一种高产量的结冷胶发酵制备方法 | |
| CN101173238A (zh) | 一种工业化生产鼠李糖脂发酵液的培养基配方 | |
| CN103497917B (zh) | 一株可利用木质纤维素原料发酵生产2,3-丁二醇的嗜热地衣芽孢杆菌 | |
| CN102628069A (zh) | 一种提高黄原胶产量的方法 | |
| CN102220394A (zh) | 一种透明型黄原胶的生产方法 | |
| CN103087959B (zh) | 一种生产速溶黄原胶的制剂及其使用方法 | |
| CN107581549A (zh) | 一种复合乳酸菌接种发酵泡菜的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |