CN107529804B - 胞外多糖胶产品及其制造方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
提供了具有增加的堆积密度的胞外多糖胶产品，所述胞外多糖胶产品包含与共沉淀剂共沉淀以形成共沉淀胞外多糖组合物的胞外多糖胶。共沉淀剂和胞外多糖胶以对于产生胞外多糖胶产品有效的重量比存在共沉淀组合物中，其中胞外多糖胶产品的堆积密度大于在没有共沉淀剂的情况下沉淀、干燥以及碾磨的胞外多糖胶的堆积密度。此较大的堆积密度是约0.30g/mL或更大。提供了用于制备具有改进的堆积密度的胞外多糖胶产品的方法，其中胞外多糖胶产品的堆积密度大于在没有共沉淀剂的情况下沉淀、干燥以及碾磨的胞外多糖胶的堆积密度。此较大的堆积密度是约0.30g/mL或更大。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年4月13日提交的美国专利申请第14/684,881号的权益，该专利申请通过引用并入本文。
技术领域
本公开内容总体上是胞外多糖胶(gellan gum)的领域，并且更特定地，是具有改进的堆积密度(bulk density)的胞外多糖胶产品的领域。
背景
胶是多糖，其还被称为水胶体。多糖是单糖构造单元的聚合物，其自从约1900年已经开始使用。在本世纪，特别是在过去的40年，胶的使用一直在增加，并且当今，其在许多产品和工艺中使用。某些微生物能够产生具有不同于来自更传统来源的胶的性质的多糖。这样的微生物产生的多糖的一个实例是胞外多糖胶。
胞外多糖胶在1978年由Kelco首次发现，由物种伊乐鞘氨醇单胞菌(Sphingomonaselodea)(以前的伊乐假单胞菌(Pseudomonas elodea))的菌株例如菌株ATCC 31461产生。在商业上，此胶通过在包含适当的碳源、磷酸盐源、有机和无机氮源以及合适的痕量元素的培养基中水性培养(aqueous cultivate)微生物，作为细胞外产品被产生。在通风、搅动、温度和pH的严格控制下，发酵在无菌条件下进行。当发酵完成时，在回收胶之前，将产生的粘性肉汤巴氏灭菌以杀死活细胞。可以以若干方式回收胶。从肉汤直接回收产生呈胶的天然形式或高酰基(high acyl)(HA)形式的胶。在通过用碱处理的脱酰作用之后的回收产生呈胶的低酰基(LA)形式的胶。发现在胶中存在的酰基基团明显影响胶的特性。
在天然形式或高酰基(HA)形式中，存在两种酰基取代基，乙酸基和甘油酸基。两种取代基位于相同的葡萄糖残基上，并且平均每重复单元存在一个甘油酸基，以及每两个重复单元存在一个乙酸基。在低酰基(LA)形式中，已经除去酰基基团以产生大体上缺少此类基团的直链的重复单元。
当在凝胶促进阳离子(gel-promoting cation)，优选地二价阳离子例如钙和镁的存在下冷却时，低酰基(LA)胞外多糖胶形成凝胶。形成的凝胶是坚固的且脆性的。高酰基(HA)胞外多糖胶不需要用于凝胶形成的阳离子的存在，并且形成的凝胶具有明显受酰基取代基影响的结构特性和流变学特性。因此，HA胞外多糖凝胶的性质明显不同于LA胞外多糖凝胶的性质。HA胞外多糖凝胶通常是软的且柔性的并且缺少热滞后。
在常规的胞外多糖胶产品中，已经发现HA胞外多糖胶产品具有比LA胞外多糖胶产品低的堆积密度。事实上，已经发现酶促处理的HA胞外多糖胶产品甚至具有比未处理的HA胞外多糖胶产品更低的堆积密度。HA胞外多糖胶产品的低的堆积密度在其制造和使用(例如，食品应用、工业应用、消费者应用)中带来可能的困难。这样的困难可能限制HA胞外多糖胶产品的应用范围，如果堆积密度较大，所述HA胞外多糖胶产品另外将是可用的；并且这样的困难还使HA胞外多糖产品的下游加工(例如，干燥、碾磨以及类似的下游加工)复杂化。
概述
因此，将合意的是提供胞外多糖胶产品，所述胞外多糖胶产品能够改善前述缺点中的某些或全部。特别地，将合意的是提供具有较高堆积密度的胞外多糖胶产品。
在一个方面中，提供制备胞外多糖胶产品的方法，所述方法包括用于增加堆积密度的方法。在一个实施方案中，方法包括使胞外多糖胶水溶液与包括生物聚合物的共沉淀剂共沉淀，以形成共沉淀组合物。在另一个实施方案中，该方法包括使胞外多糖胶水溶液与包括生物聚合物的共沉淀剂共沉淀，以形成共沉淀组合物，其中胞外多糖胶产品在干燥和碾磨之后，具有大于在没有共沉淀剂的情况下沉淀、干燥以及碾磨的胞外多糖胶水溶液的堆积密度的堆积密度。在另一个实施方案中，该方法包括使胞外多糖胶水溶液与包括生物聚合物的共沉淀剂共沉淀，以形成共沉淀组合物，其中胞外多糖胶产品在干燥和碾磨之后具有约0.30g/mL或更大的堆积密度。
在另一个方面中，提供了胞外多糖胶产品，所述胞外多糖胶产品包括具有增加的堆积密度的胞外多糖胶产品。在一个实施方案中，改进的胞外多糖胶产品包含具有胞外多糖胶的共沉淀组合物，所述胞外多糖胶与包括生物聚合物的共沉淀剂共沉淀。共沉淀剂和胞外多糖胶以对于产生胞外多糖胶产品有效的重量比存在共沉淀组合物中，其中胞外多糖胶产品在干燥和碾磨之后，具有大于在没有共沉淀剂的情况下沉淀、干燥以及碾磨的胞外多糖胶的堆积密度的堆积密度。
具体实施方式
为了仅说明的目的，结合多个实施方案详细地描述本发明。实施方案的不同的步骤、组分和特征的参数被单独地描述，但是可以与权利要求的此描述一致地组合，以便还实现被本领域技术人员理解的其他实施方案。在本文中使用的各个术语同样地在以下的说明书中被定义。除非上下文另外指示，否则浓度和百分比是以重量百分比计，并且除非上下文另外指示，否则分子量是数均分子量。
本教导涉及胞外多糖胶产品及其制造方法和使用方法。本文描述的胞外多糖胶产品包含与共沉淀剂共沉淀的胞外多糖胶。共沉淀剂可以是生物聚合物。这些胞外多糖胶产品通过共沉淀来制造，从而与在没有共沉淀的情况下制造的常规的胞外多糖胶产品相比或与具有生物聚合物的、以与本文公开的胞外多糖胶产品的比率类似或相同的比率干混的胞外多糖胶相比，有利地产生具有较高堆积密度的胞外多糖胶产品。参见，例如实施例4。胞外多糖胶产品的堆积密度的增加有利地提供更适合于在多种应用中的制造和使用的胞外多糖胶产品。另外，具有较高堆积密度的胞外多糖胶产品可以以增加的每体积产品的量来供应。
在实施方案中，胞外多糖胶可以是高酰基(HA)胞外多糖胶、低酰基(LA)胞外多糖胶或其组合。胞外多糖胶与共沉淀剂共沉淀，以形成共沉淀组合物。在某些实施方案中，共沉淀剂是生物聚合物。
合适的生物聚合物的非限制性实例包括多糖、蛋白质或其组合。合适的多糖的非限制性实例包括淀粉、糊精、葡聚糖、黄原胶、迪特胶(diutan gum)、韦兰胶(welan gum)、鼠李胶(rhamsan gum)、果胶、角叉菜胶、纤维素及其衍生物、瓜尔胶、槐树豆胶、壳多糖、壳聚糖、琼脂、海藻酸盐、阿拉伯树胶及类似多糖。在一个实施方案中，多糖包括淀粉。淀粉的非限制性实例包括天然淀粉(例如，来自诸如玉米、马铃薯、稻、木薯及类似物的来源的直链淀粉和支链淀粉的任何组成的未改性的淀粉)、改性的淀粉(例如，物理地和/或化学地和/或酶促地改性的淀粉)或其组合。如本文使用的术语“改性的”淀粉是已经经历改性工艺(例如，预胶化、热处理、官能团的添加和/或改性、交联和/或酶促处理)的淀粉。糊精的非限制性实例包括具有任何右旋糖当量(dextrose equivalent)(DE)值的糊精、具有任何DE值的麦芽糖糊精或其组合。
在实施方案中，共沉淀剂和胞外多糖胶以对于产生胞外多糖胶产品有效的重量比存在共沉淀组合物中，所述胞外多糖胶产品在干燥和碾磨之后，具有大于在没有共沉淀剂的情况下沉淀、干燥以及碾磨的胞外多糖胶的堆积密度的堆积密度。在某些实施方案中，共沉淀剂与胞外多糖胶的重量比是按共沉淀组合物的重量计约1:100至约10:1。在另一个实施方案中，共沉淀剂与胞外多糖胶的重量比是按共沉淀组合物的重量计约1:100至约1:1。在又另一个实施方案中，共沉淀剂与胞外多糖胶的重量比是按共沉淀组合物的重量计约1:20至约1:2。在其他实施方案中，共沉淀剂与胞外多糖胶的重量比是按共沉淀组合物的重量计1:2、按共沉淀组合物的重量计1:4、按共沉淀组合物的重量计1:8或按共沉淀组合物的重量计1:16。
如本文使用的，材料的“堆积密度”是材料的质量与材料所占据的总体积(包括空气)的比率。为了确定堆积密度，进行以下堆积密度方法。将具有预先确定的重量的胞外多糖胶产品样品引入到刻度量筒中，而不压实。然后，将具有容纳在其中的样品的刻度量筒在硬的表面例如桌子上轻击，直到样品的体积保持恒定，例如轻击约100次。在压实样品之后，观察到量筒中的压实的样品的体积水平。然后，使用以下等式计算样品的堆积密度：
其中：Ws＝样品的重量(g)
Vs＝观察到的体积水平(mL)
在某些实施方案中，在没有共沉淀剂的情况下沉淀、干燥以及碾磨的胞外多糖胶的堆积密度是约0.55g/mL或更小。在一个实施方案中，在没有共沉淀剂的情况下沉淀的胞外多糖胶的堆积密度是约0.30g/mL至约0.45g/mL。在另一个实施方案中，在没有共沉淀剂的情况下沉淀的胞外多糖胶的堆积密度是约0.40g/mL。
在某些实施方案中，胞外多糖胶产品的堆积密度是约0.30g/mL或更大。在一个实施方案中，胞外多糖胶产品的堆积密度是约0.30g/mL至约1.00g/mL。在另一个实施方案中，胞外多糖胶产品的堆积密度是约0.40g/mL至约0.85g/mL。在又另一个实施方案中，胞外多糖胶产品的堆积密度是约0.66g/mL。在其他实施方案中，胞外多糖胶产品的堆积密度大于0.30g/mL、或大于约0.35g/mL、或大于约0.40g/mL、或大于约0.45g/mL、或大于约0.50g/mL、或大于约0.55g/mL、或大于约0.60g/mL、或大于约0.65g/mL、或大于约0.70g/mL、或大于约0.75g/mL、或大于约0.80g/mL、或大于约0.85g/mL、或大于约0.90g/mL、或大于约0.95g/mL。
应当注意，即使在没有共沉淀剂的情况下沉淀、干燥以及碾磨的胞外多糖胶的堆积密度和如上文公开的胞外多糖胶产品的堆积密度可以重叠，但是在操作中，将共沉淀剂以任何比率通过共沉淀添加至胞外多糖胶水溶液导致超过在没有与共沉淀剂共沉淀的情况下相同的胞外多糖胶将已经是的堆积密度的堆积密度的增加。换言之，如在实施例4和实施例5中例证的，在将共沉淀剂以任何添加量添加至胞外多糖胶水溶液的情况下，当与在没有共沉淀剂的情况下沉淀、干燥以及碾磨的胞外多糖胶水溶液相比时，共沉淀剂使胞外多糖胶产品的堆积密度增加至不同的程度。
不限于单个理论，高分子量(MW)胞外多糖胶趋向于比较低的MW胞外多糖胶具有较低的堆积密度。通常，高MW胞外多糖胶由发酵产生，但堆积密度趋向于处于差的控制，并且通常太低以致不能在不阻塞的情况下通过干燥和碾磨的另外的制造工艺，并且以致不能在不复杂化的情况下通过产品堆积密度规范。
本文描述的胞外多糖胶产品的实施方案是经由共沉淀制造的。已经发现通过共沉淀的制造产生易于下游加工的具有较高堆积密度的胞外多糖胶产品。不被单个理论所束缚，使胞外多糖胶与共沉淀剂共沉淀增加堆积密度，而不必降低分子量，从而产生高MW胞外多糖胶，所述高MW胞外多糖胶可经得起具有较高工艺生产量(process throughput)(例如，较快的碾磨和减少的阻塞)和增加的使用的制造工艺。
制造方法
本文描述的胞外多糖胶产品通过共沉淀工艺来制备。在一个实施方案中，制备具有改进的堆积密度的胞外多糖胶产品的方法包括使胞外多糖胶水溶液与包括生物聚合物的共沉淀剂共沉淀，以形成共沉淀组合物，其中胞外多糖胶产品在干燥和碾磨之后，具有大于在没有共沉淀剂的情况下沉淀、干燥以及碾磨的胞外多糖胶水溶液的堆积密度的堆积密度。
在另一个实施方案中，制备具有改进的堆积密度的胞外多糖胶产品的方法包括使胞外多糖胶水溶液与包括生物聚合物的共沉淀剂共沉淀，以形成共沉淀组合物，其中胞外多糖胶产品在干燥和碾磨之后，具有约0.30g/mL或更大的堆积密度。
在实施方案中，胞外多糖胶水溶液包含胞外多糖胶。在某些实施方案中，胞外多糖胶水溶液呈重构的胞外多糖胶溶液(reconstituted gellan gum solution)、其他合适的含胞外多糖胶的水溶液或其组合的形式。如本文使用的，“重构的胞外多糖胶溶液”是与液体例如水组合的干燥的胞外多糖胶。在其他实施方案中，胞外多糖胶水溶液呈发酵肉汤(fermentation broth)的形式。如本文使用的术语“肉汤(broth)”包含产生胞外多糖的细菌例如伊乐鞘氨醇单胞菌和发酵培养基。如本文使用的，“发酵培养基”是可以包含碳源、有机和无机氮源以及合适的痕量元素的培养基。
在一个实施方案中，使肉汤发酵以产生胞外多糖胶水溶液，并且然后共沉淀剂随后被添加至胞外多糖胶水溶液。在另一个实施方案中，在肉汤正在发酵以产生胞外多糖胶水溶液的同时，将共沉淀剂添加至肉汤。在又另一个实施方案中，在肉汤发酵以产生胞外多糖胶水溶液之前，将共沉淀剂添加至肉汤。
在某些实施方案中，通过在美国专利第4,326,053号中公开的发酵工艺，使肉汤发酵以产生胞外多糖胶水溶液，该专利通过引用并入。
虽然在所有实施方案中不是必要的，但是胞外多糖胶溶液可以经历另外的任选的处理，所述另外的任选的处理在某些实施方案中可以是有用的。任选的处理的非限制性实例包括不会不利地影响胞外多糖胶产品的任何另外的步骤，例如但不限于用表面活性剂、螯合剂、抗氧化剂、酶或其组合处理胞外多糖胶溶液；过滤；或其组合。
在某些实施方案中，胞外多糖胶水溶液经历任选的酶促处理。任选的酶促处理可以包括将一种或更多种酶同时添加至胞外多糖胶水溶液，或在备选方案中，将一种或更多种酶中的每种单独地添加至胞外多糖胶水溶液。合适的酶的非限制性实例包括溶菌酶、蛋白酶及其组合。
在某些实施方案中，胞外多糖胶水溶液经历任选的表面活性剂处理。任选的表面活性剂处理可以包括将一种或更多种表面活性剂同时添加至胞外多糖胶水溶液，或在备选方案中，将一种或更多种表面活性剂中的每种单独地添加至胞外多糖胶水溶液。合适的表面活性剂的非限制性实例包括十二烷基硫酸钠(SDS)、聚山梨酯、卵磷脂、糖酯(sugarester)、甘油一酸酯(monoglyceride)、单酸甘油酯(monoglyceride ester)及其组合。
在某些实施方案中，共沉淀的步骤包括将共沉淀剂与胞外多糖胶水溶液组合以形成混合物以及使混合物沉淀以形成共沉淀组合物。在一个实施方案中，共沉淀剂以水溶液或粉末的形式与胞外多糖胶水溶液组合。在另一个实施方案中，使混合物沉淀的步骤包括使混合物在约90℃的温度沉淀。
在某些实施方案中，共沉淀剂以干燥的形式即粉末，以1:100,000至10:1(干燥的剂与胞外多糖胶水溶液)的重量比被添加至胞外多糖胶水溶液。在一个实施方案中，共沉淀剂以干燥的形式，以1:10,000至1:1(干燥的剂与胞外多糖胶水溶液)的重量比被添加至胞外多糖胶水溶液。在其他实施方案中，共沉淀剂以湿的形式即共沉淀剂粉末与任何液体或多种液体例如水、有机溶剂或其组合的含水悬浮液，以1:100,000至1000:1(湿的剂与胞外多糖胶水溶液)的重量比被添加至胞外多糖胶水溶液。在另一个实施方案中，共沉淀剂以湿的形式，以1:10,000至10:1(湿的剂与胞外多糖胶水溶液)的重量比被添加至胞外多糖胶水溶液。
虽然在所有实施方案中不是必要的，但是胞外多糖胶水溶液与共沉淀剂的混合物可以经历另外的任选的处理，所述另外的任选的处理在某些实施方案中可以是有用的。任选的处理的非限制性实例包括不会不利地影响胞外多糖胶产品的任何另外的步骤，例如但不限于用表面活性剂、螯合剂、抗氧化剂、酶或其组合处理混合物；过滤；或其组合。
在某些实施方案中，共沉淀剂与胞外多糖胶水溶液的混合物经历任选的酶促处理。在此类实施方案中，一种或更多种酶被同时添加至混合物，或在备选方案中，一种或更多种酶中的每种被单独地添加至混合物。合适的酶的非限制性实例包括溶菌酶、蛋白酶及其组合。
在某些实施方案中，共沉淀剂与胞外多糖胶水溶液的混合物经历任选的表面活性剂处理。在此类实施方案中，一种或更多种表面活性剂被同时添加至混合物，或在备选方案中，一种或更多种表面活性剂中的每种被单独地添加至混合物。合适的表面活性剂的非限制性实例包括十二烷基硫酸钠(SDS)、聚山梨酯、卵磷脂、糖酯、甘油一酸酯、单酸甘油酯及其组合。
在某些实施方案中，共沉淀的步骤还包括将共沉淀剂与胞外多糖胶溶液的混合物巴氏灭菌。在此类实施方案中，巴氏灭菌的步骤在使混合物沉淀的步骤之前发生。
不受单个理论所束缚，据信，在包括在使混合物沉淀的步骤之前巴氏灭菌的步骤的实施方案中，巴氏灭菌温度增强混合物的沉淀，在这些实施方案中，所述混合物的沉淀在巴氏灭菌温度发生；并且巴氏灭菌温度还改变共沉淀剂的形态(例如，共沉淀剂的凝胶化)。此形态改变对于共沉淀剂和胞外多糖胶的分子之间的相互作用可以是有利的。在一个实施方案中，混合物在从约80℃至约125℃的温度被巴氏灭菌。在另一个实施方案中，混合物在从约90℃至约110℃的温度被巴氏灭菌。在又另一个实施方案中，混合物在从约90℃至约100℃的温度被巴氏灭菌。
在某些实施方案中，使共沉淀剂与胞外多糖胶水溶液的混合物沉淀的步骤包括将有效量的抗溶剂添加至混合物，以使共沉淀组合物从混合物中沉淀。在一个实施方案中，抗溶剂是醇-水混合物，基于醇-水混合物的体积，所述醇-水混合物包含以约80％至约99％的量的醇。在另一个实施方案中，抗溶剂是醇-水混合物，基于醇-水混合物的体积，所述醇-水混合物包含以约80％至约90％的量的醇。在又另一个实施方案中，抗溶剂是醇-水混合物，基于醇-水混合物的体积，所述醇-水混合物包含以约80％至约85％的量的醇。在另一个实施方案中，抗溶剂是醇-水混合物，基于醇-水混合物的体积，所述醇-水混合物包含以约83％至约85％的量的醇。在其他实施方案中，抗溶剂仅包括一种或更多种醇。合适的醇的非限制性实例包括异丙醇(IPA)、乙醇或其组合。虽然在所有实施方案中不是必要的，但是修改用于使混合物共沉淀的其他条件参数例如压力、pH等可以在其他实施方案中是有用的。
在其中抗溶剂在共沉淀步骤期间被添加至共沉淀剂与胞外多糖胶水溶液的混合物的实施方案中，胞外多糖胶产品可以包含以约1,000ppm或更小的量的醇。例如，在一个实施方案中，胞外多糖胶产品包含以约800ppm或更小的量的醇。在另一个实施方案中，胞外多糖胶产品包含以约750ppm或更小的量的醇。在又另一个实施方案中，胞外多糖胶产品包含以约1ppm至约750ppm的量的醇。
在某些实施方案中，该方法还包括将共沉淀组合物去液化(de-liquefy)。将共沉淀组合物去液化的步骤的非限制性实例包括压制共沉淀组合物、将共沉淀组合物离心或其组合。压制共沉淀组合物的步骤的非限制性实例包括液压压制(hydraulic pressing)、螺杆压制(screw pressing)或其组合。在一个实施方案中，共沉淀组合物以40psi被螺杆压制持续约30分钟。
在某些实施方案中，该方法还包括将共沉淀组合物干燥。干燥共沉淀组合物的非限制性实例包括对流干燥、湿法干燥、转鼓干燥(drum drying)、真空干燥、喷雾干燥、流化床干燥或不会不利地影响胞外多糖胶产品的性质的任何其他干燥方法、或其组合。在一个实施方案中，干燥共沉淀组合物的步骤包括将组合物在约65℃对流干燥持续约4小时。在另一个实施方案中，干燥共沉淀组合物的步骤包括将共沉淀组合物在约40℃对流干燥持续约18小时。在又另一个实施方案中，干燥共沉淀组合物的步骤包括在约60℃在约40.0％相对湿度，湿法干燥持续约2.5小时，并且然后在约60℃在没有湿度下湿法干燥持续约1小时。
在实施方案中，胞外多糖胶产品包含以按胞外多糖胶产品的重量计约20％或更小的量的水。例如，在一个实施方案中，胞外多糖胶产品包含以按胞外多糖胶产品的重量计小于约18％的量的水。在另一个实施方案中，胞外多糖胶产品包含以按胞外多糖胶产品的重量计小于约15％的量的水。在又另一个实施方案中，胞外多糖胶产品包含以按干燥的胞外多糖胶产品的重量计小于约10％的量的水。在另外的实施方案中，胞外多糖胶产品包含以按胞外多糖胶产品的重量计小于约5％的量的水。在另一个实施方案中，胞外多糖胶产品包含以按胞外多糖胶产品的重量计约0.01％至约20％的量的水。在又另一个实施方案中，胞外多糖胶产品包含以按胞外多糖胶产品的重量计从约0.01％至约10％的量的水。在其他实施方案中，胞外多糖胶产品包含以按胞外多糖胶产品的重量计约0％至约20％或按胞外多糖胶产品的重量计约0％至约20％的量的水。
在其中该方法包括干燥共沉淀组合物的某些实施方案中，该方法还可以包括在干燥之前，将共沉淀组合物去液化。
在某些实施方案中，该方法还包括在干燥的步骤之后，碾磨共沉淀组合物。碾磨共沉淀组合物的非限制性实例包括使用球磨机、喷射磨机(jetmill)、罐磨机、锤磨机、切割磨机(cutting mill)以及盘磨机(disc mill)。
在某些实施方案中，胞外多糖胶产品具有下述的粒度分布：其中在胞外多糖胶产品中存在的固体颗粒的按体积计约95％至约100％通过约20至约325筛目筛网。在一个实施方案中，胞外多糖胶产品具有下述的粒度分布：其中在胞外多糖胶产品中存在的固体颗粒的按体积计约95％至约100％通过28筛目筛网。在另一个实施方案中，胞外多糖胶产品具有下述的粒度分布：其中在胞外多糖胶产品中存在的固体颗粒的按体积计约95％至约100％通过42筛目筛网。在其他实施方案中，在胞外多糖胶产品中存在的固体颗粒的按体积计约95％至约100％通过20、或24、或28、或32、或35、或42、或48、或60、或65、或80、或100、或115、或150、或170、或200、或250、或270、或325筛目筛网。
在特定的实施方案中，制备具有改进的堆积密度的胞外多糖胶产品的方法包括使胞外多糖胶水溶液与包括生物聚合物的共沉淀剂共沉淀，以形成共沉淀组合物，其中共沉淀的步骤包括用一种或更多种酶、一种或更多种表面活性剂、或该一种或更多种酶与该一种或更多种表面活性剂的组合来处理胞外多糖胶水溶液，将共沉淀剂与胞外多糖胶水溶液组合以形成混合物，将混合物巴氏灭菌，以及使混合物沉淀以形成共沉淀组合物；将共沉淀组合物去液化；将共沉淀组合物干燥；以及碾磨共沉淀组合物以形成胞外多糖胶产品，其中胞外多糖胶产品在干燥和碾磨之后，具有大于在没有共沉淀剂的情况下沉淀、干燥以及碾磨的胞外多糖胶水溶液的堆积密度的堆积密度。
在另一个特定的实施方案中，制备具有堆积密度的胞外多糖胶产品的方法包括使胞外多糖胶水溶液与包括生物聚合物的共沉淀剂共沉淀，以形成共沉淀组合物，其中共沉淀的步骤包括将共沉淀剂与胞外多糖胶水溶液组合以形成混合物，用一种或更多种酶、一种或更多种表面活性剂、或该一种或更多种酶与该一种或更多种表面活性剂的组合来处理混合物，将混合物巴氏灭菌，以及使混合物沉淀以形成共沉淀组合物；将共沉淀组合物去液化；将共沉淀组合物干燥；以及碾磨共沉淀组合物以形成胞外多糖胶产品，其中胞外多糖胶产品在干燥和碾磨之后，具有大于在没有共沉淀剂的情况下沉淀、干燥以及碾磨的胞外多糖胶水溶液的堆积密度的堆积密度。
在以下非限制性实施例下，可以进一步理解胞外多糖胶产品和方法。
实施例1：使用淀粉制备具有增加的堆积密度的HA胞外多糖胶产品
在蒸馏水中以20.0％(w/w)的浓度在室温制备包含淀粉(AMIOCATM淀粉(Ingredion,West Chester,IL))的共沉淀剂的悬浮液。在这之后，将5.0g的悬浮液添加至具有400.0g的发酵肉汤(酶促处理的HA胞外多糖胶发酵肉汤)的加热杯(hot cup)，并且通过在环境温度搅拌机械地混合，直到均匀。随后，将淀粉悬浮液与肉汤的混合物在约95℃巴氏灭菌持续5分钟。然后，将加热的混合物转移到容纳1000mL的85.0％(按体积计)IPA和15.0％自来水的醇-水混合物的掺混机中，并且以约1800rpm混合持续约10秒至约15秒以使共沉淀组合物沉淀。然后，将共沉淀组合物收集在细筛网上，压制，干燥，并且然后碾磨，以产生通过40筛目的胞外多糖胶产品。
实施例2：使用糊精制备具有增加的堆积密度的HA胞外多糖胶产品
在蒸馏水中以33.0％(w/w)的浓度在室温制备包含糊精(
720B糊精(Penford Food Ingredients,Centennial,CO))的共沉淀剂的悬浮液。在这之后，将2.6g的悬浮液添加至具有400.0g的发酵肉汤(酶促处理的HA胞外多糖胶发酵肉汤)的加热杯，并且通过在环境温度搅拌机械地混合，直到均匀。随后，将混合物在约95℃巴氏灭菌持续5分钟。然后，将加热的混合物转移到容纳1000mL的85.0％(按体积计)IPA和15.0％自来水的醇-水混合物的掺混机中，并且以约1800rpm混合持续约10秒至约15秒以使共沉淀组合物沉淀。然后，将共沉淀组合物收集在细筛网上，压制，干燥，并且然后碾磨，以产生通过40筛目的胞外多糖胶产品。
实施例3：包括共沉淀步骤的LA胞外多糖胶产品的制备
发酵肉汤(酶促处理的HA胞外多糖胶发酵肉汤)首先用碱处理，以将HA胞外多糖胶转化成LA胞外多糖胶。在蒸馏水中以33.0％(w/w)的浓度在室温制备包含糊精的共沉淀剂的悬浮液。在这之后，将1.8g的糊精悬浮液添加至具有400.0g的碱处理的发酵肉汤的加热杯，并且通过在环境温度搅拌机械地混合，直到均匀。随后，将混合物在约95℃巴氏灭菌持续5分钟。然后，将加热的混合物转移到容纳1000mL的85.0％(按体积计)IPA和15.0％自来水的醇-水混合物的掺混机中，并且以约1800rpm混合持续约10秒至约15秒以使共沉淀组合物沉淀。然后，将共沉淀组合物收集在细筛网上，压制，干燥，并且然后碾磨，以产生通过40筛目的胞外多糖胶产品。
实施例4.HA胞外多糖胶产品的比较堆积密度
制备三组胞外多糖胶产品，其中以与实施例1类似的方式制备每个组中的每个胞外多糖胶产品，除了第一组和第三组包括不同的共沉淀剂，并且每个组包括具有与实施例1中相同的和不同的共沉淀剂悬浮液与肉汤的重量比的胞外多糖胶产品。对于三组胞外多糖胶，被添加至发酵肉汤的共沉淀剂分别是
VII淀粉(Ingredion,West Chester,IL)、AMIOCATM淀粉(Ingredion,West Chester,IL)以及
淀粉(Ingredion,WestChester,IL)。制备两组胞外多糖胶产品，其中以与实施例2类似的方式制备每个胞外多糖胶产品，除了第一组包括不同的共沉淀剂，并且每个组包括具有与实施例2中不同的共沉淀剂悬浮液与发酵肉汤的重量比的胞外多糖胶产品。对于两组胞外多糖胶，被添加至发酵肉汤的共沉淀剂分别是
M040麦芽糖糊精(Grain Processing Corporation,Muscatine,IA)和
720B糊精(Penford Food Ingredients,Centennial,CO)。
使用如本文描述的堆积密度方法测量这五组胞外多糖胶产品中的每个胞外多糖胶产品样品的堆积密度。每个胞外多糖胶产品样品的堆积密度测量结果总结在表1中。
表1.具有变化的量的不同共沉淀剂的胞外多糖胶产品的堆积密度测量结果。
*对照：不包含共沉淀剂。
如表1中例证的，总体趋势是添加至发酵肉汤的共沉淀剂越多，堆积密度越大。在没有任何共沉淀剂的情况下，胞外多糖胶产品的堆积密度平均是0.33g/mL。基于此，在共沉淀剂与发酵肉汤的任何添加比率的情况下，所有共沉淀剂能够将堆积密度增加至不同的程度。例如，在最低比率(1:80)的情况下，AMIOCATM淀粉提供最高堆积密度0.56g/mL，这是相对于对照的约70.0％的增加。原则上，较低的AMIOCATM淀粉用量也可以明显地增加胞外多糖胶的堆积密度。
实施例5.共沉淀的LA胞外多糖胶产品的堆积密度
制备一组胞外多糖胶产品，其包括精确地如实施例3中制备的胞外多糖胶产品和类似于实施例3制备的另外的胞外多糖胶产品，除了不同的共沉淀剂悬浮液与肉汤的重量比。对于该组胞外多糖胶，被添加至发酵肉汤的共沉淀剂是
720B糊精。
使用如本文描述的堆积密度方法测量该组胞外多糖胶产品中的每个胞外多糖胶产品样品的堆积密度。每个胞外多糖胶产品样品的堆积密度测量结果总结在表2中。
表2.具有变化的量的共沉淀剂的胞外多糖胶产品的堆积密度测量结果。
*对照：不包含共沉淀剂。
如表2中例证的，添加至发酵肉汤的共沉淀剂越多，堆积密度越大，这类似于在实施例4中示出的总体趋势。在没有任何共沉淀剂的情况下，胞外多糖胶产品的堆积密度平均是0.32g/mL。因此，类似于实施例4，以任何比率将共沉淀剂添加至发酵肉汤导致堆积密度的增加。
另外，堆积密度的增加程度还是剂量依赖性的。如在表2中示出的，在1:444的重量比的情况下，堆积密度增加至0.41g/mL，这是相对于对照的约28.0％的增加，然而在1:222的重量比的情况下，堆积密度增加至0.51g/mL，这是相对于对照的约59.0％的增加。
实施例6：共沉淀胞外多糖胶产品相对于干混的胞外多糖胶产品的比较堆积密度
制备两个共沉淀胞外多糖胶产品样品。通过将0.84g的AMIOCATM淀粉粉末添加至具有400.0g的发酵肉汤(酶促处理的HA胞外多糖胶发酵肉汤)的加热杯来制备第一共沉淀样品，并且通过在环境温度搅拌机械地混合，直到均匀。然后，将混合物在约95℃巴氏灭菌持续5分钟，并且然后转移到容纳1000mL的85.0％(按体积计)IPA和15.0％自来水的醇-水混合物的掺混机中，并且以约1800rpm混合持续约10秒至约15秒以使共沉淀组合物沉淀出来。然后，将共沉淀组合物收集在细筛网上，压制，干燥，并且然后碾磨，以产生第一共沉淀胞外多糖胶产品。与第一沉淀的样品类似地制备第二共沉淀胞外多糖胶产品样品，除了将0.84g的
720B糊精添加至400.0g的肉汤。
还制备两个干混的胞外多糖胶产品样品。通过将2.0g的AMIOCATM淀粉粉末添加至16.0g的胞外多糖胶粉末来制备第一干混的胶产品，并且手动混合以产生第一干混的胶产品。类似地制备第二干混的胞外多糖胶产品样品，除了将2.0g的
720B糊精粉末添加至16.0g的胞外多糖胶。
使用如本文描述的堆积密度方法测量每个胞外多糖胶产品样品的堆积密度。每个胞外多糖胶产品样品的堆积密度测量结果总结在表3中。表3.共沉淀胞外多糖胶产品和干混的胞外多糖胶产品的堆积密度测量结果。
如在表3中例证的，在没有共沉淀或干混的情况下，胞外多糖胶产品的堆积密度平均是0.33g/mL。在与AMIOCATM淀粉干混之后，干混的胞外多糖胶产品的堆积密度增加到0.37g/mL，与对照的12.0％的改进。在与
720B糊精干混之后，干混的胞外多糖胶产品的堆积密度增加到0.38g/mL，与对照的15.0％的改进。相比之下，在用AMIOCATM淀粉共沉淀之后，共沉淀胞外多糖胶产品的堆积密度增加至0.46g/mL，而用
720B糊精共沉淀的共沉淀胞外多糖胶产品的堆积密度增加至0.52g/mL，从而分别代表与对照的39.0％和58.0％的改进。
这些结果不仅证明共沉淀对增加胞外多糖胶产品的堆积密度具有的影响，而且证明通过共沉淀可以获得比通过干混获得的堆积密度更高的堆积密度。
从前面的详述，本文描述的方法和产品的修改和变化对于本领域技术人员将是明显的。此类修改和变化意图在所附权利要求的范围内。
Claims (20)
1.一种制备胞外多糖胶产品的方法，包括：
使胞外多糖胶水溶液与包括生物聚合物的共沉淀剂共沉淀，以形成包含共沉淀组合物的胞外多糖胶产品，
干燥所述共沉淀组合物；和
在所述干燥的步骤之后，碾磨所述共沉淀组合物，
其中所述胞外多糖胶产品在干燥和碾磨之后，具有大于在没有所述共沉淀剂的情况下沉淀、干燥以及碾磨的所述胞外多糖胶水溶液的堆积密度的堆积密度。
2.如权利要求1所述的方法，还包括使所述共沉淀组合物去液化。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述去液化的步骤包括压制所述共沉淀组合物、将所述共沉淀组合物离心、或压制所述共沉淀组合物与将所述共沉淀组合物离心的组合。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述共沉淀的步骤包括通过将有效量的抗溶剂添加至所述胞外多糖胶水溶液与所述共沉淀剂的混合物，使所述混合物沉淀，以形成所述共沉淀组合物。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述抗溶剂包括一种或更多种醇。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述抗溶剂是醇-水混合物，基于所述醇-水混合物的体积，所述醇-水混合物包含以从80.0％至99.0％的量的醇。
7.如权利要求1所述的方法，还包括用一种或更多种酶、一种或更多种表面活性剂、或所述一种或更多种酶与所述一种或更多种表面活性剂的组合来处理所述胞外多糖胶水溶液。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述共沉淀的步骤包括
用一种或更多种酶、一种或更多种表面活性剂、或所述一种或更多种酶与所述一种或更多种表面活性剂的组合来处理所述胞外多糖胶水溶液与所述共沉淀剂的混合物；以及
使所述混合物沉淀，以形成所述共沉淀组合物。
9.如权利要求4或8所述的方法，其中所述共沉淀的步骤还包括将所述混合物巴氏灭菌。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述共沉淀的步骤包括
用一种或更多种酶、一种或更多种表面活性剂、或所述一种或更多种酶与所述一种或更多种表面活性剂的组合来处理所述胞外多糖胶水溶液；
将所述共沉淀剂与所述胞外多糖胶水溶液组合以形成混合物；
将所述混合物巴氏灭菌；以及
使所述混合物沉淀，以形成所述共沉淀组合物。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述共沉淀的步骤包括
将所述共沉淀剂与所述胞外多糖胶水溶液组合以形成混合物；
用一种或更多种酶、一种或更多种表面活性剂、或所述一种或更多种酶与所述一种或更多种表面活性剂的组合来处理所述混合物；
将所述混合物巴氏灭菌；以及
使所述混合物沉淀，以形成所述共沉淀组合物。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述胞外多糖胶水溶液或所述胞外多糖胶产品是高酰基胞外多糖胶、低酰基胞外多糖胶或其混合物。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述胞外多糖胶产品的堆积密度是0.30g/mL或更大。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述胞外多糖胶产品的堆积密度是0.30g/mL至1.00g/mL。
15.如权利要求1所述的方法，其中所述胞外多糖胶产品的堆积密度是0.40g/mL至0.85g/mL。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述生物聚合物选自淀粉或糊精。
17.一种胞外多糖胶产品，包含：
共沉淀组合物，所述共沉淀组合物包含与包括生物聚合物的共沉淀剂共沉淀的胞外多糖胶，
其中所述共沉淀剂和所述胞外多糖胶以按所述共沉淀组合物的重量计1:100至10:1的重量比存在于所述共沉淀组合物中,并且
其中所述胞外多糖胶产品在干燥和碾磨之后，具有大于在没有所述共沉淀剂的情况下沉淀、干燥以及碾磨的所述胞外多糖胶水溶液的堆积密度的堆积密度。
18.如权利要求17所述的胞外多糖胶产品，其中所述胞外多糖胶是高酰基胞外多糖胶、低酰基胞外多糖胶或其组合。
19.如权利要求17所述的胞外多糖胶产品，其中干燥和碾磨后的所述胞外多糖胶产品的堆积密度是0.30g/mL或更大。
20.如权利要求17所述的胞外多糖胶产品，其中所述生物聚合物选自淀粉或糊精。
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