[发明专利]用于增加韦兰胶发酵产量的携氧剂及其应用

说明书

技术领域

 本发明属于微生物发酵技术领域，具体地说，它涉及几种发酵过程中可能会影响韦兰胶产量的携氧功能物质，及其在高粘度生物多糖发酵生产中的应用。

背景技术

韦兰胶(welan gum)也被称为威伦胶、温轮胶、威兰胶或沃伦胶，是鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp. TP-5)以碳水化合物为主要原料经好氧发酵合成的一种鞘氨醇胶类聚合物。韦兰胶的结构骨架由D-葡萄糖、D-葡糖醛酸、D-葡萄糖和L-鼠李糖的单元组成，侧链由单链的L-甘露糖或单链的L-鼠李糖构成。由于其具有优良的增粘性、独特的假塑流变性、悬浮和乳化性、酸碱稳定性及耐温性，使得韦兰胶在石油开采、食品、医药、化妆品及建筑行业等多个领域中具有广泛的应用前景。

韦兰胶是美国Kelco公司80年代继黄原胶、结冷胶之后开发的最有市场前景的微生物多糖之一，迄今为止美国的Kelco公司是韦兰胶全球唯一的生产、供应商，且年供应量只有1万吨，远达不到韦兰胶的实际需求量，供小于求，使得韦兰胶的市场价格居高不下。同时巨大的商业利润使韦兰胶的生产技术被垄断，有关其工业生产技术的论文与专利鲜有报道。而目前国外对于韦兰胶的报道大多集中在结构、性质及应用方面，而在发酵和生产方面的报道很少。我国近年开始对韦兰胶的发酵生产及特性进行研究，然而其工业化进程却十分缓慢，这主要是由于韦兰胶的发酵成本高、单位产率低等因素所致。

发明内容

本发明的目的是解决韦兰胶等高粘度多糖的发酵生产成本高、产量偏低的问题，提供几种适合在培养基中添加的用于增加韦兰胶发酵产量的携氧剂，及其在高粘度多糖的发酵生产领域的应用。

本发明提供的一株鞘氨醇单胞菌TP-5（保藏号CGMCC No.3097，该菌株已在ZL200910069960.2号专利中公开）发酵生产韦兰胶过程中添加的携氧剂，所述的携氧剂为表面活性剂类携氧剂TritonX-100、Tween-20、Tween-40或Tween-80。

发酵初期，在发酵培养基（m/v）（蔗糖44.68g/L，Na₂HPO₄ 9.28g/L，CaCO₃ 4.65g/L，玉米蛋白粉1g/L、NaNO₃ 4g/L、MgSO₄ 0.8g/L，以及由FeCl₂ 0.0036mmol/L、ZnSO₄ 0.01mmol/L、MnCl₂ 0.01mmol/L和NiSO₄ 0.02mmol/L构成的微量元素溶液1mL）中分别添加0.05%（m/v）的TritonX-100，0.2%（m/v）的Tween-20，0.2%（m/v）的Tween-40或0.3%（m/v）的Tween-80，能使韦兰胶的产量分别提高21.80%、22.73%、36.62%和28.12%。

 

本发明的优点和有益效果：

本发明主要是从发酵工程的角度出发，提供一类发酵过程中可能会影响韦兰胶产量的携氧功能物质，旨在最大限度的提高产量，为最终实现韦兰胶的工业化大规模生产提供参考。随着人们对高粘度生物多糖发酵技术的不断进步，本发明的应用可使韦兰胶的产量不断提高，并有助于进一步降低生产成本，扩大应用范围，因此具有很好的发展前景。

 

附图说明

图1是鞘氨醇单胞菌Sphingomonas sp. TP-5的摇瓶发酵曲线；

图2是不同氧载体对韦兰胶发酵的影响；

图3是添加正十二烷对韦兰胶发酵的影响；

图4是不同表面活性剂对韦兰胶发酵的影响；

图5是不同表面活性剂加入量对韦兰胶发酵的影响；

图6是H₂O₂的添加时间对韦兰胶发酵的影响；

图7是H₂O₂的加入量对韦兰胶发酵的影响。

 

具体实施方式

实施例1 韦兰胶的发酵生产