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一种新型高分子材料茁霉多糖的制备方法技术

技术编号:4245731 阅读:182 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种新型高分子材料茁霉多糖的制备方法。以甘蔗糖蜜为原料,通过微波-紫外线复合诱变的方法筛选出优良的高产糖菌株,经过优化的发酵条件培养,得到的茁霉多糖产率高。该方法操作简单、又节省成本,此法将在茁霉多糖的工业化大生产中有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于,属于高分子材料或微生物发酵领域。
技术介绍
多糖是一类高分子化合物,在食品、化学及医药工业有着广泛的应用。传统的天然 多糖和化学合成的高分子化合物都有其局限性。微生物多糖具有生产周期短(远低于植物 和海藻多糖),产量、质量和价格受季节、气候影响不大,可以安全地应用于食品、医药、化妆 品等行业,可以被微生物降解的优点。近年来微生物多糖研究得到了迅猛发展,其中有些已 工业化生产。 茁霉多糖(pullulan,简称Pul),又名短梗霉多糖,它是出芽孢梗霉产生的胞外多 糖,以a-l,6-糖苷键结合麦芽糖构成同型多糖为主,即葡萄糖按a-l,4-糖苷键结合成麦 芽三糖,两端再以a-l,6-糖苷键同另外的麦芽三糖结合,如此反复连接而成高分子多糖。 对于茁霉多糖的研究工作起始于西德,英国人在理论方面也做了不少工作。日本 进行了比较系统尤其是生产工艺和产品应用的研究,并取得不少成果。茁霉多糖可由淀粉 水解物,蔗糖或其他糖类直接发酵生产。它易溶于水,粘度较低,不易凝胶化,不老化,可任 意加工成型,无毒副作用,是一种很有前途的工业用多糖。随着其它生物多糖的开发研究以 及应用(如海藻糖等),茁霉多糖的优点日益引起重视,在食品、医药、轻工、化工和石油领 域得以广泛的应用。 在包装材料领域,由于石油化学工业中薄膜、塑料容器等产品易造成环境污染,因 此寻找可降解高分子材料引起越来越多的重视。用茁霉多糖制成的容器在水中溶解比PVC 快3 4倍,而且它是生物合成的微生物降解材料,能被细菌作为营养吞食,燃烧时不释放 有毒气体,是真正的环保产品。 在食品工业中,茁霉多糖可作为水果、含油食品、茶叶等的包装材料,它也可作为 增稠剂等赋予食品特殊的品质,改善口感、赋予色彩及防止干化等。 在造纸工业中,茁霉多糖的水溶液具有良好的成膜性,用它生产出的无植物纤维纸张具有良好的吸水性,便于书写和印刷,用其作粘结剂配料还可生产出特殊用途的高级纸张。茁霉多糖作粘结剂结成的沙模在浇铸时不产生气体、尘埃、噪音和振动 关于茁霉多糖的生产方法和生产条件,人们已做了细致的研究。在进行商业生产时,一般以淀粉水解物为底物,其浓度为10% 15%。培养基中还含有丙酮、磷酸盐和基础盐。培养液的起始PH调为6. 5左右,在发酵过程中,它会慢慢下降,特别是在起初的24h内,最后降至3. 5左右。芽短梗霉的最大生长期在前75h内,而茁霉多糖的最佳产量在前100h内得到。培养液需要搅拌和通氧气,且温度保持在3(TC左右。选择适当的发酵条件和菌株可以得到分子量大的产物。发酵完毕后,通过过滤把芽短梗霉细胞从培养液中移除。用有机溶剂特别是乙醇沉淀法可分离得到茁霉多糖粗品,利用超滤和离子交换树脂可进行进一步的提纯。 茁霉多糖生物合成是一个极其复杂的、动态的、受多因素影响的过程。其中微生物 的生长、产物的形成、底物的消耗、溶氧量、pH值等都处于不断变化之中。选择最佳的发酵 初始pH值、菌种、接种量和装瓶量,可以调节发酵液中不同形态的菌体浓度和比例,调控发 酵过程中残糖、pH值和溶氧量等参数变化,使发酵向高产多糖的方向进行,大大提高茁霉多 糖的产量和转化率。 生产茁霉多糖发酵所用的芽短梗霉菌株,可以从天然物质中分离得到。从自然界 获得的芽短梗霉菌株, 一般生产茁霉多糖的能力较低,采用物理或化学方法诱变,可以筛选 出优良菌株,提高芽短梗霉发酵效率、减少色素生成。 本专利技术以甘蔗糖蜜为原料,通过微波-紫外线复合诱变的方法筛选出优良的高产糖菌株,经过优化的发酵条件培养,得到的茁霉多糖产率高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了。 (1)诱变处理 单孢子悬液制备在斜面培养基上加入无菌水,用接种环刮取培养物表面的孢子, 制成粗制的孢子悬液。将此悬液振荡20min,过滤悬液,制成孢子浓度约10个/ml的单孢子 悬液。 微波_紫外复合诱变处理是在致死率> 95%的照射剂量下,先用微波诱变处理 后,然后稀释涂布,28°C _301:培养,然后挑选长势良好的菌株进行紫外线诱变处理,接着稀 释涂布,28。C -3(TC培养。 (2)生产菌株的筛选 菌落初筛将经诱变后的菌株培养,挑取菌落颜色淡化、形态异常或孢子含量丰富 的菌株,斜面保存。 摇瓶初筛将菌落初筛获得的变异菌株接种于发酵培养基中,摇瓶培养,选取多糖 产量高的或色素含量明显减少的突变菌株,进行下一步摇瓶复筛。 摇瓶复筛将摇瓶初筛选出的变异菌株继续摇瓶培养,选出多糖产量最高的菌株。 (3)茁霉多糖的生成 将摇瓶筛得到的菌株先经过种子培养,然后转入发酵培养。最后将发酵液于 4000r/min离心15min,分离上清液与菌体沉淀,将上清液加入2倍体积的无水乙醇,振荡摇 匀,4t:放置过夜,使多糖充分沉淀,再4000r/min离心15min,弃上清,沉淀依次用丙酮、乙 醚洗涤,80°C烘干至恒重,即得茁霉多糖。 本专利技术所采用的复合诱变的方法筛选高产糖菌株,效果好,所得到的突变菌株的 产糖量高,且发酵液颜色浅,所得到的茁霉多糖为淡黄色,只需再经过简单的后续脱色工序 即可得到颜色纯正、质量又好的茁霉多糖。该方法操作简单、又节省成本,该法将在茁霉多 糖的工业化大生产中有良好的应用前景。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种新型高分子材料茁霉多糖的制备方法,其特征在于包括以下步骤:  (1)诱变处理单孢子悬液制备:在斜面培养基上加入无菌水,用接种环刮取培养物表面的孢子,制成粗制的孢子悬液。将此悬液振荡20min,过滤悬液,制成孢子浓度约10个/ml的单孢子悬液。  微波-紫外复合诱变处理是在致死率>95%的照射剂量下,先用微波诱变处理后,然后稀释涂布,28℃-30℃培养,然后挑选长势良好的菌株再进行紫外线诱变处理,接着稀释涂布,28℃-30℃培养。  (2)生产菌株的筛选  菌落初筛:将经诱变后的菌株培养,挑取菌落颜色淡化、形态异常或孢子含量丰富的菌株,斜面保存。  摇瓶初筛:将菌落初筛获得的变异菌株接种于发酵培养基中,摇瓶培养,选取多糖产量高的或色素含量明显减少的突变菌株,进行下一步摇瓶复筛。  摇瓶复筛:将摇瓶初筛选出的变异菌株继续摇瓶培养,选出多糖产量最高的菌株。  (3)茁霉多糖的生成  将摇瓶复筛得到的菌株先经过种子培养,然后转入发酵培养。最后将发酵液于4000r/min离心15min,分离上清液与菌体沉淀,将上清液加入2倍体积的无水乙醇,振荡摇匀,4℃放置过夜,使多糖充分沉淀,再4000r/min离心15min,弃上清,沉淀依次用丙酮、乙醚洗涤,80℃烘干至恒重,即得茁霉多糖。...

【技术特征摘要】
一种新型高分子材料茁霉多糖的制备方法,其特征在于包括以下步骤(1)诱变处理单孢子悬液制备在斜面培养基上加入无菌水,用接种环刮取培养物表面的孢子,制成粗制的孢子悬液。将此悬液振荡20min,过滤悬液,制成孢子浓度约10个/ml的单孢子悬液。微波-紫外复合诱变处理是在致死率>95%的照射剂量下,先用微波诱变处理后,然后稀释涂布,28℃-30℃培养,然后挑选长势良好的菌株再进行紫外线诱变处理,接着稀释涂布,28℃-30℃培养。(2)生产菌株的筛选菌落初筛将经诱变后的菌株培养,挑取菌落颜色淡化、形态异常或孢子含量丰富的菌株,斜面保存。摇瓶初筛将菌落初筛获得的变异菌株接种于发酵培养基中,摇瓶培养,选取多糖产量高的或色素含量明显减少的突变菌株,进行下一步摇瓶复筛。摇瓶复筛将摇瓶初筛选出的变异菌株继续摇瓶培养,选出多糖产量最高的菌株。(3)茁霉多糖的生成将摇瓶复筛得到的菌株先经过种子培养,然后转入发酵培养。最后将发酵液于4000r/min离心15min,分离上清液与菌体沉淀,将上清液加入2倍体积的无水乙醇,振荡摇匀,4℃放置过夜,使多糖充分沉淀,再4000r/min离心15min,弃上清,沉淀依次用丙酮、乙醚洗涤,80℃烘干至恒重,即得茁霉多糖。2. 根据权利(1)中所说的诱变处理,其特征在于所用的斜面培养基为马铃薯葡萄糖琼 脂培养基(PDA):马铃薯300g/L,葡萄糖20g/L,琼脂20g/L,氯霉素0. lg...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴菁
申请(专利权)人:吴菁
类型:发明
国别省市:33[中国|浙江]

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