工业化发酵生产普鲁兰多糖的提取条件优化.pdf

与提取
D0I:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201506040
工业化发酵生产普鲁兰多糖的提取条件优化
万玉军,唐晓芳,李镇江',王刚'2,杨晓琴2,郑君2,黄伟2,江源钢,王宏2
1(四川省食品发酵了业研究设计院,四川成都,611130
2(成都金开生物工程有限公司,四川成都,61110)
摘要由出芽短杆寡发酵产生的普鲁兰多槽,发酵过程中会产生大量色素、蛋白质以及一些小分子糖类物质,
増加了多糖提取难度。该实验将从发酵液除杂、脱色、去蛋白、小分子多糖出发,对后提取过程中用到的助滤剂
硅藻土,脱色所需的活性炭,材脂选型,超滤及干燥方式的工艺参数进行优化。试验结果表明、选取一号硅藻土
作为助剂,用量2%,滤液澄清度高、过潓速度快;脱色活性炭的添加量为0.5%、温度50℃、时间40min、p
5.5,脱色效果好、普鲁兰多糖得率高;使用树脂型号D,二次脱色效果良好,同时能去除一些杂蛋白;超滤3次,
单二寡糖的去除率能达到95.6%,采用滚简干燥方式,干爆成本低,成品质量佳
关鍵词普鲁兰多糖;出芽短杆霉;提取工艺
普鲁兰多糖是一种特殊的徵生物胞外多糖,是出都市科龙试剂化工厂生产。
出芽短杆霉发酵产生的类似葡聚糖、黄原胶的胞外水1.3实验仪器
溶性黏质多糖?。因其水溶性好、溶液黏稠稳定
压滤机、超滤膜设备、NDJ-8数字式黏度计,上
优良的增稠作用“、无色无味无毒性、安全性好等海舜宇恒平科学仪器有限公司;高速台式离心机,上
特点?,已被广泛用于医药、食品、轻工.、化工和石海安亭科学仪器厂;UV1800PC型紫外可见分光光度
油等领域,另外在烟草工业、农业种子保护等领计,上海美谱达有限公时
域"也逐步被应用,是一种很有前景的工业用多1.4实验方法
糖。但目前尚未实现规模化生产,原因在于普鲁兰多1.4.1提取工艺流程
糖菌种产率低、发酵提取工艺有较大的局限性,比如如
发酵液预处理→除菌体杂质→活性炭脱色→树
何除杂(茵体以及无机盐、有机残余物)、脱色(发酵液脂(脱色、去蛋白)→超濾→千操燥
中色素沉积过多)、去蛋白(保留目的产物,去除杂蛋1.4.2发酵液预处理
白)等问题2。筛选出了1株产率可达68~71g/L
发酵结束后,发酵液经过80℃高温灭酶,稀释到
的普鲁兰多糖高产菌株,已经用于5t发酵罐规模的生
2%,用于后续实验。
产。本实验通过对普鲁兰多糖5t发酵罐规模发酵后,
1.4.3硅藻土的选型、用量
对普鲁兰多糖提取过程中所遇到的难点进行研究,旨
选取两种硅藻土进行过滤,预处理过后的发酵液
在解决提取问题,为工业化生产提供依据。
分成等体积的3份,硅藻土的量选择1%、2%、3%
材料和方法
制成厚度不同的滤饼层,进行板框过滤,过滤后,测定
发酵液的澄清度(透过率)和含糖量
1实验材料
1.4.4活性炭对普鲁兰多糖脱色效果实验
菌株:出芽短梗霉( Aureobasidium pullulans)A-22
菌株,来源于成都金开生物公司实验室
1.4.4.1活性炭的用量
普鲁兰发酵液
取等体积的经除蘭后的发酵液6份,在自然pH,
1.2实验试剂
温度40℃,脱色时间30min,搅拌条件下,活性炭的
NaOH、HCl、乙醇、H2S0等均为分析纯试剂,成
用量分別为0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、
0.8%(活性炭用量/发酵液体积),经过滤后,在吸光
第一作者;硕士研究生(王刚教授级高级工程师为通讯作者,E-度420nm条件下测定吸光值,得出普鲁兰多糖的脱
mail:545410980@qg.com
色率、损失率。
收稿日期:2015-02-11,改回日期:2015-03-]3
1.4.4.2活性炭脱色时间
2015年第4)卷第6期(第300期)213
万方数据
品与发药工业「 FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
取等体积的经除菌后的发酵液6份,在活性炭用曲线求普鲁兰多糖的含量。
量为0.5%,自然pH,温度40℃,搅拌条件下,筛选
提取收率/%≈处理后普鲁兰多糖含量
脱色时间为20、30、40、50、60、70min时脱色效果,经
处理前普鲁兰多糖含量0
过滤后,在吸光度420mm条件下测定吸光值,得出普1.8.2发酵液的粘度测定
鲁兰多糖的脱色率、损失率。
采用NDJ-8S数字式黏度计测定。
4.4.3活性炭脱色温度
1.8.3色素的测定
取等体积的经除菌后的发酵液6份,在活性炭用
样品中色素测定通过UV1800PC型紫外可见分
量为0.5%,自然pH,脱色时间为40min,搅拌条件光光度计在420m处的吸光值表
下,筛选温度为30、40、50、60、70、80℃时脱色效果,
脱色率/%=
脱色前OD4-脱色后0D2yx100
经过滤后,在吸光度420nm条件下测定吸光值,得出
脱色前OD2
普鲁兰多糖的脱色率、损失率。
1.8.4样品中?氩量测定
1.4.4.4活性炭脱色pH
凯氏定氮法
取等体积的经除菌后的发酵液6份,在活性炭添
8.5单二寡糖测定?
加量为0.5%,温度50C,脱色时间为40min,搅拌
硫酸蔥酮汯。单二纂糖去除率:(超滤前单二寡
条件下,筛选pH为4.15、5、5.5、6.5、7时脱色效果,糖含量-超滤后单二寡糖含量)/超滤前单二寡糖含
经过滤后,在吸光度420m条件下测定吸光值,得出量x100)o
普鲁兰多糖的脱色率、损失率。
1.8.6普鲁兰多糖的灰分测定
1.5吸附树脂选型
灼烧残渣法。
活性炭对发酵液脱色后,用树脂进行进一步脱
8.7普鲁兰多糖的含水量测定明
色、去蛋白。在实验过程中,选用了5种树脂进行实
直接干燥法。
验。分别装相同柱高,选用活性炭脱色完的发酵液
1.8.8普鲁兰多糖的黏度测定
每份体积相同,过柱,过完之后,观察颜色,得出多糖2实验结果和分析
的得率、损失率及测定含氮量,选择作用明显的树脂
1.6超滤
2.1硅藻土的选型、用量
过完树脂后的发酵液,浓度为1.5%,进行超滤,
硅藻土的用量如表1所示,压港后的发酵液的澄清
体积浓缩为4%,再次加人等体积的纯水,超漶。同度(透过率)和多糖得率,确定硅薬土的型号及用量
样的操作进行5次,超滤完后,计算发酵液中的单
表1助漶添加量对助滤效果的影响
寡糖的含量及多糖损失率。
Table I The effect of diatomaceous earth dosage on filter
17干燥方式的选择
型号
硅藻土量/黏度
多糖得率
取等体积超滤完的发酵液4份(配制成5%的
1号助滤剂
89.9
浓度),分别采用冷冻干燥、喷雾干燥、滚筒干燥、徴波
1号助滤剂
30.6
87.65
真空干燥4种干燥方式,对其进行干燥。分析千燥成
号助魅剂
本,于燥完之后看产品的复溶性(取3g溶于100mL
2号助滤剂
19
水,置于搅拌器上,800r/min搅拌至完全溶解)
号助滤剂
2号助滤剂