新型微生物多糖可得然胶的性质、用途及生产技术(一)

介绍了一种新型的微生物多糖-可得然胶(curdlan)的来源、结构、性质、作用及生产技术,同时论及了可得然胶的商业可获性及安全性,展望了其在食品、药品、农业及其它领域广泛的应用前景。

发酵法生产普鲁兰多糖的研究

本文在对诱变筛选得到的LQ36菌种进行摇瓶发酵实验的基础上，通过16L自动发酵罐发酵探索试验，解决了普鲁兰生产过程中产黑色素，发酵周期长，转化率低等问题。通过发酵参数的调整，发酵周期仅6.0%，发酵产普鲁兰糖达到6.0％，发酵转化率达到60％，并且发酵液不产黑色素，有较大的产业化价值。

高凝胶强度可得然胶生产菌的构建筛选与发酵工艺优化研究

该研究通过同源重组方法构建了exoK基因缺失菌株At-ΔexoK,分析At-ΔexoK菌株可得然胶产率和凝胶性质。以农杆菌(Agrobacterium sp.)ATCC31749的exoK基因缺失菌株At-ΔexoK为出发菌株,通过高碳源筛选,获得一株耐高糖发酵菌株LQC22G。采用单因素、Plackett-Burman、最陡爬坡和响应面试验对发酵培养基组成进行了优化。结果显示,At-ΔexoK菌株可得然胶产率为(32.6±1.8)g/L,比野生菌株降低了10.4%;可得然胶凝胶强度为938.7 g/L,相对于野生型菌株增加了17.6%,分子质量为4.04×10^(6)Da,分子质量增加了53%。通过响应面实验优化得发酵培养基为:蔗糖122.0 g/L、磷酸氢二铵5.8 g/L、碳酸钙1.0 g/L、磷酸二氢钾4.7 g/L、玉米浆粉1.0 g/L、硫酸镁2.0 g/L,在此条件下可得然胶产率达(83.17±0.25)g/L,比培养基优化前产率提高了27.2%,比采用野生菌株基础培养基发酵产率更是提高了155%,显著提高了可得然胶的发酵生产效率,为后续在工业化生产中应用提供了良好的基础。

200 m^(3)透明质酸生物反应器的流场模拟

随着透明质酸市场规模不断扩大,发酵生产透明质酸产量日益增多,为了对大型透明质酸生物反应器的放大设计提供理论依据,该文将透明质酸发酵液视为非牛顿流体,使用剪切应力输运模型对200 m^(3)生物反应器中不同搅拌器组合下的流场进行模拟建模。计算结果表明,使用斜叶桨式搅拌器流速最低,功耗最低,三折叶桨式搅拌器流速最高,流体流动性增强效果最好,功耗最高;弧叶圆盘涡轮搅拌器流体流速分布好于直叶圆盘涡轮搅拌器,功耗更低,更适合作为发酵罐底桨。综合流场分布,表观黏度分布以及轴功率数据考虑,选定最佳桨叶组合为三层三折叶桨式搅拌器+弧叶圆盘涡轮搅拌器进行发酵试生产,经过24 h发酵,透明质酸产率达到12.53 g/L。为工业高黏物料生物反应器放大设计提供了思路。

菌株SFZ-37产鼠李糖脂分批式发酵动力学的初步研究

在5 L磁力搅拌发酵罐上,对铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株SFZ-37生产鼠李糖脂进行分批发酵,并对发酵过程进行监测,pH值在发酵过程中基本维持稳定,发酵结束时,菌体生物量可达4.41 g/L,鼠李糖脂产量达到11.61 g/L,底物甘油残量达到11.69 g/L。根据实验数据构建了菌体生长、产物生成及底物消耗的动力学模型,并采用OriginPro 8.0软件对其进行了非线性拟合。结果表明,建立的动力学模型可以较好的反映菌株分批发酵过程中菌体生长、产物生成和底物消耗三者之间的关系。

出芽短梗霉最佳培养条件的研究

本文研究了出芽短梗霉Aureobasidium pullulans发酵生产普鲁兰多糖时的氮源、碳源及发酵条件,得出了茵株产普鲁兰多糖的最佳碳氮比及最适培养条件,结果表明,在本研究条件下,该菌株葡萄糖转化率可达60% 以上,多糖产量达到6.0%以上。

新型微生物胞外多糖-韦兰胶的研究进展

威伦胶(welan Gum,又名威兰胶或韦兰胶),是由产碱杆菌Alcaligenes Sp.(ATCC31555)以碳水化合物为主要原料,经发酵产生的高分子可溶性胞外杂多糖,过去的名称为S-130,是美国的Kelco公司上世纪80年代继黄原胶和结冷胶之后开发的最具市场前景的微生物代谢多糖之一。因其出色的流变学特性和独特的分子结构而在石油开采、建筑、食品等领域有广泛的应用开发价值。目前只有美国的Cp.kelco公司拥有韦兰胶产业化技术,国内还未见韦兰胶产业化报道。本文简要介绍了韦兰胶的结构及其性能;综述了它在食品工业、石油工业、医药工业以及水泥工业中的应用;介绍了国内外对韦兰胶的研究生产现状、存在的问题以及目前的市场前景。

利用C语言程序对黄原胶溶解速度测定数据的处理及粘度与浓度数学模式的探索

对黄原胶溶解速度的测定方法进行了研究:测定了黄原胶的溶解速度,并用C语言程序在PC机上对众多的测定数据进行了处理,得到了较为理想的结果,并且进而得出了黄原胶溶液粘度的数学模式。

1株产耐热脂肪酶根霉突变株的选育

采用紫外线、硫酸二乙酯、紫外线和硫酸二乙酯复合对实验室保藏的1株高产耐热脂肪酶的根霉SFE-L01菌株进行诱变处理,筛选获得1株突变株UD-23,产耐热脂肪酶活力比出发菌株提高了112.39%,达24 000.00 U/mL。对突变株UD-23的产酶条件及部分酶学性质进行了研究,结果表明,突变株UD-23所产脂肪酶最适作用温度为60℃,且具有良好的热稳定性。条件优化后,该突变株产酶酶活达30 000.00 U/mL,比优化前提高了25%。

可得然胶在挂面中的应用研究

可得然胶(Curdlan)是一种新型的微生物胞外多糖,具有在加热条件下形成凝胶的独特性质,在生物医学和食品加工等领域有广阔的应用前景。本文研究了可得然胶在应用于挂面时,不同添加量对于挂面质构、韧性的影响,并确定了最佳的添加量。实验通过测定添加可得然胶不同面粉理化指标发现,添加可得然胶后对小麦粉的理化指标及内在品质不会产生明显影响。采用食品物性测定仪研究发现在挂面中添加可得然胶可明显改善挂面的咀嚼性、弹性和韧性等物理性能,当可得然胶添加量为0.4%时,挂面的咀嚼度、弹性和韧性值达到最大。实验还对挂面感官指标进行了评估。实验结果表明,添加可得然胶后能显著降低煮熟的面条断条率,筋道感明显提高,口感滑爽,面条汤混浊程度及耐煮性有改善。

可得然胶发酵生产的关键性因素

本文针对可得然胶发酵生产过程中影响非常显著的几个关键性因素:包括作为发酵生产基础的生产菌代谢机理和发酵规律以及pH调控策略、接种量与接种时间、碳氮比、发酵过程物质传递效率等进行了分析总结。得出了可得然胶发酵生产研究需要解决或是着重关注的几点因素:一是可得然胶两阶段发酵的规律性特点,氮源的种类与添加量是最关键性因素;二是pH分阶段控制策略的提出与研究方向;三是接种量与接种时间、碳氮比及发酵过程物质传递效率优化改进的研究方向。总之,可得然胶发酵生产环节技术水平提高的空间仍然较大,需要进行更多的研究来不断的改进和完善。

放射性土壤杆菌产可得然胶液体发酵工艺研究

目的:提高放射性土壤杆菌LQ109液体发酵生产可得然胶的产量。方法:采用单因素和正交试验对放射性土壤杆菌LQ109产可得然胶液体发酵培养基和培养条件进行了优化。结果:优化后的最佳培养基及最适培养条件为:葡萄糖6.0%,(NH4)2HPO40.24%,营养因子浓缩液0.25%,KH2PO40.20%,MgSO4.7H2O0.10%,CaCO30.20%,装液量80mL,pH7.0,30℃下180r/min摇瓶培养120h。结论:菌株在优化后的培养基和培养条件下,生产能力明显提高,可得然胶产量达42.0g/L,糖胶转化率高达70%。

一株产生物表面活性剂菌株的筛选

利用原油乳化和排油圈法从长期被石油污染的土样中筛选得到一株能产生物表面活性剂(BS)的芽孢杆菌菌株BS8-17,并对其代谢产物进行了初步鉴定,借助于薄层层析(TLC)分析代谢产物的酸水解物组分,初步确定该菌株产生的表面活性物质属于脂肽类。

植物乳杆菌CCFM8661对重金属铅的生物减除作用

目的:评价植物乳杆菌CCFM8661(Lactobacillus plantarum CCFM8661)在人体内的铅减除作用及对人体健康的影响。方法:在食源性重金属暴露的地区招募60名志愿者,将其分为两组,分别口服植物乳杆菌CCFM8661菌粉与安慰剂。通过分析志愿者受试前后的血铅含量、血细胞、血生化及血中钙、铁等元素的情况综合评价植物乳杆菌CCFM8661对铅暴露人群的保护作用。结果:植物乳杆菌CCFM8661干预有效降低了铅暴露人群的血铅含量,同时对受试者的总胆红素、尿素及血清总蛋白等水平具有下调作用,而对受试者血细胞、血中钙、铁等元素水平无明显影响。结论:植物乳杆菌CCFM8661可以有效降低铅暴露人群体内的铅水平;其对铅暴露人群具有铅毒性保护作用,具有进一步开发成生物减除重金属微生态制剂的应用前景。

复合酶法高效提取海带中褐藻糖胶

本研究以海带为原料,采用复合酶法提取其中的褐藻糖胶(Fucoidan),目的是通过优化提取条件以及与传统水提法和其他酶提取法作比较,得到一种高效提取褐藻糖胶的方法。研究表明,通过单因素实验确定了复合酶即纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶、α-淀粉酶和酸性蛋白酶的比例为25∶10∶10∶1∶5;在单因素实验基础上设计正交实验优化,得到的复合酶提取海带中褐藻糖胶的最佳条件是复合酶添加量(以海带干重计)为4.6%,酶解温度为59℃,p H为4.5,时间为18 h,料水比为1∶30。根据优化条件得到的褐藻糖胶的得率为2.04%,一次提取率为90.20%,明显高于已有研究报道。本研究建立了全新的复合酶高效提取褐藻糖胶的工艺,为后续工业放大提供理论与实践基础。

微生物发酵法生产热凝胶多糖的研究

通过对经诱变处理得到的LQ109菌株进行大量的发酵条件探索实验，基本确定了发酵条件，在32℃，180rpm，装液量80ml下，发酵转化率达到53．7％。发酵液的基本组成如下：葡萄糖4％，酵母膏0．1％，(NH4)2S040．1％，蛋白胨0．05％，KH2PO4 0．35％，K2HPO40．15％，MgSO4 0．05％，CaCO3 0．3％，pH7．0。

可得然胶对挂面品质的影响

可得然胶(Curdlan)是一种新型的微生物胞外多糖,具有在加热条件下形成凝胶的独特性质,在生物医学和食品加工等领域有广阔的应用前景。本文研究了可得然胶在应用于挂面时,不同添加量对于挂面质构、韧性的影响,并确定了最佳的添加量。实验通过测定添加可得然胶不同面粉理化指标发现,添加可得然胶后对小麦粉的理化指标及内在品质不会产生明显影响。采用食品物性测定仪研究发现在挂面中添加可得然胶可明显改善挂面的咀嚼性、弹性和韧性等物理性能,当可得然胶添加量为0.4%时,挂面的咀嚼度、弹性和韧性值达到最大。实验还对挂面感官指标进行了评估。实验结果表明,添加可得然胶后能显著降低煮熟的面条断条率,筋道感明显提高,口感滑爽,面条汤混浊程度及耐煮性有改善。

一株假丝酵母菌SF260生产槐糖脂培养基及发酵工艺的优化

以高产槐糖脂假丝酵母菌(Candida bombicola)SF260为生产菌,利用单因素和正交试验优化槐糖脂的发酵培养基配方,并进一步优化其发酵工艺条件。结果表明,槐糖脂的最适发酵培养基配方:葡萄糖60 g/L,转基因大豆油80 g/L,酵母粉3 g/L,Na_2HPO_4·12H_2O 3g/L,KH_2PO_4 1g/L,槐糖脂产量达88.79 g/L,较优化前提高了27.22%。菌株SF260在5 L发酵罐内的最佳发酵工艺条件:在发酵液中葡萄糖、转基因大豆油质量浓度分别降至10 g/L后,采用连续流加补料的方式控制葡萄糖、转基因大豆油质量浓度为10～15 g/L,如果pH降至3.5以下,控制pH为3.5,转速400 r/min,发酵时间204 h。在此优化条件下,槐糖脂产量可达331.26 g/L,发酵强度达1.62 g/(L·h)。

复合酶法综合提取海带中褐藻糖胶与海藻酸的研究

利用复合酶法综合提取海带中的褐藻糖胶和海藻酸,以提高海带资源利用率。通过单因素和正交试验对复合酶解条件进行优化,结果表明,复合酶的最佳配比为:纤维素酶∶木聚糖酶∶果胶酶∶蛋白酶∶淀粉酶=60∶20∶10∶15∶1.6,复合酶的作用条件为:料液比1∶30、加酶量6.05%(以海带干重计)、p H4.8、酶解温度55℃、酶解时间18h。采用优化的提取方法获得的褐藻糖胶得率为2.30%,硫酸基含量22.9%,一次提取率92.1%,海藻酸得率26.12%,一次提取率87.1%,显著高于其他的相关研究报道。由以上结果可知,复合酶酶解提取是一种提高海带利用率的有效方法,并为海带资源的高值化利用提供了新的思路。

鞘氨醇单胞菌发酵生产韦兰胶的研究

韦兰胶(welan gum)是由鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)分泌的一种可溶性胞外多糖。利用实验室优化筛选的一株韦兰胶产生菌Sphingomonas sp.511,通过单因素实验,研究了韦兰胶发酵工艺条件,得出韦兰胶适宜的发酵条件为:种龄15 h,接种量10%,装液量80 m L(500 m L摇瓶),初始p H 8.0,摇床转速300 r/min,培养温度32℃,发酵时间72 h,在此实验基础上进行10 L发酵罐的放大试验,韦兰胶产率为25.76 g/L。