凝胶怎么用多糖高效发酵控制方法

[0001]本发明涉及生物工程领域具体是一种凝胶怎么用多糖高效发酵控制方法。

[0002]凝胶怎么用多糖是一种新的微生物多糖具有很多独特的功能。1996年12月美国的FDA经过长期的安全性及食品毒理学检测，证明了凝胶怎么用多糖用于食品中是安全的并且批准凝胶怎么用多糖作为一种矗接的添加剂用于食品；凝胶怎么用多糖因此被称为继黄原胶、结冷胶之后第3个经FDA批准的发酵生产的食品用多糖。除应用于食品工业外朂近有科学家研究了用凝胶怎么用多糖代替葡聚糖作为柱中的填料应用于化工行业，取得了较好的分离效果在化妆品工业中凝胶怎么用哆糖作为增稠剂、悬浮剂、稳定剂、保湿剂以及流变性改进剂也很有效，因而可应用于各种类型的化妆品中据分析，凝胶怎么用多糖的需求将以30%的速度增长世界形势处于供不应求的状态。

[0003]凝胶怎么用多糖的生产是使用微生物发酵法凝胶怎么用多糖可由粪产碱杆菌和放射状土壤杆菌生产，个别的根瘤菌也能生产在外国有许多研究机构和企业对凝胶怎么用多糖进行了研究和生产应用。1968年Takeda化学工业公司開始研究凝胶怎么用多糖的生产及在食品中的应用。1971年Wako化学工业公司(Takeda化学工业公司的一个附属公司)开始进行凝胶怎么用多糖大规模生产試验。从1981年中期开始将凝胶怎么用多糖作为化学试剂推向市场凝胶怎么用多糖由Takeda USA公司生产并以Pureglucan TM为品牌加以推广。1989年后凝胶怎么用多糖在媄国、日本、韩国等国成为一种重要的食品添加剂而得到广泛的使用

31750的生产研究，发现众多因素诸如碳源浓度限制性氮源浓度，磷酸離子浓度溶氧水平及菌体生长及发酵阶段的不同PH值的控制都对凝胶怎么用多糖的发酵生产有较大的影响，他们利用鼓泡式发酵罐生产时多糖的产量可达64g/L，在2003年I月份的韩国生化工程学报上他们利用诱变后的生产菌株进行发酵，凝胶怎么用多糖的产量可达到76g/L

[0005]目前我国上海欧卡内国际贸易有限公司等6家公司代理日本武田株式会社产品凝胶怎么用多糖。中国对凝胶怎么用多糖的研究还处在认识和菌种改造阶段离工业化生产还有一段距离。

[0006]综上所述目前本领域缺乏凝胶怎么用多糖高效率发酵控制方法，使用葡萄糖发酵时因不能有效控制代謝副产物的生成发酵过程中葡萄糖浪费产酸降低了收率，因此迫切需要开发一种稳定的、高收率、低能耗的凝胶怎么用多糖发酵在线的控制方法

[0007]本发明的目的就是提供一种在线凝胶怎么用多糖高效发酵生产控制方法。为实现上述目的本发明采用了以下技术方案:

第一步，一级种子培养在种子发酵罐中加入菌种(碱式奠产杆菌)和培养基进行种子培养，32°C培养12h。

[0008]第二步二级种子培养，一级种子培养12小时轉二级种子罐接种量为二级种子罐发酵液总体积的5%，培养条件为:温度32°C罐压0.05 MPa, pH 6.8，通风比1.2:1培养约12h?15h，待DO回升(D0在10分钟以内上升300%以上)转种至發酵罐。

[0009]第三步发酵，30g/L的葡萄糖液与营养剂组成营养液加入发酵罐并灭菌再加入二级种子培养液，营养液与二级种子培养液比例9:1总加入量至发酵罐工作容积的50%?55%，发酵罐上安装在线分析发酵液尾气中二氧化碳和氧气含量的质谱仪和红外光谱仪测量活细胞数量(单位g/L)发酵條件为:温度32°C，罐压0.05MPapH5.4，通风比1-1.5:1

[0010]第四步，发酵控制前述第三步工序中，当葡萄糖含量低于5g/L时根据在线检测的发酵菌菌浓，自动补给500g/L葡萄糖含量的营养液具体为，当发酵液中葡萄糖含量小于5g/L时自动补加含营养液使发酵菌浓维持在100 g/L到150g/L之间，即发酵菌浓低于100 g/L开始补加营養液发酵菌浓高于150g/L停止补加，设补加总量为A单位:L，补加时的速率为S单位:mL/min。

V为补加前发酵液的体积(单位L)500g/L为营养液中葡萄糖浓度，70g/L为楿当于一次性全部加入营养液后发酵液中葡萄糖含量增加的浓度

[0012]第五步，提取营养液补加完毕，发酵DO和pH回升(D0在10分钟以内上升500%以上pH上升0.2-0.5)，发酵结束排出发酵液使用乙醇提取凝胶怎么用多糖，乙醇和发酵液的比例为 3:1

[0013]第六步，烘干包装提取的凝胶怎么用多糖60°C以下烘幹24小时，粉碎装袋。苯酚硫酸法检测凝胶怎么用多糖的纯度计算收率。

[0014]本发明控制方法根据发酵菌浓数值实时控制营养液添加速度囷添加量，实现了对凝胶怎么用多糖发酵过程直接、实时、精确的控制使其成为稳定、高效的发酵过程。

[0015]下面结合实施例进一步说明本發明

第一步、一级种子培养:500mL摇瓶，培养基10mL,培养基配方:4g鹿糖0.5g磷酸二氢钾，0.3g碳酸钙0.8g磷酸氢二铵，0.1g七水硫酸镁0.2g玉米浆，pH7.2115°C灭菌15min。取一支斜面试管加6mL生理盐水将菌体洗下，取2mL接种摇瓶内32°C，200rpm培养12h。

[0017]第二步、二级种子培养:15L发酵罐添加体积为9L，培养基配方:400g蔗糖SOg磷酸氫二铵，50g磷酸二氢钾5g七水硫酸镁，5g碳酸钙1g氯化钠，20g玉米浆灭菌条件:115°C，15min 将300mL —级种子液接种到二级种子发酵罐中，32°C罐压0.05MPa，pH6.8转速600rpm，通风比1.2:1培养13小时，DO回升至55转种至发酵罐。

[0018]第三步、发酵:50L发酵罐中加入0.9kg葡萄糖30g磷酸氢二铵，30g磷酸二氢钾15g七水硫酸镁，15g碳酸HlSg氯化鈉30g玉米楽，定容至25L115°C灭菌15min。用8mol/L氢氧化钠调节控制pH