论文部分内容阅读
韦兰胶(welan Gum,又名威兰胶或威伦胶)是产碱杆菌(Alcaligenes sp.)分泌的一种微生物多糖,其结构以左旋葡萄糖醛酸、左旋葡萄糖和L-鼠李糖作为主要结构单元。由于韦兰胶具有优良的流变学特性,且具独特的分子结构,在建筑、食品、石油等领域上应用非常广泛。韦兰胶是美国的Kelco公司继黄原胶和结冷胶之后在上世纪80年代开发的最具市场前景的微生物胞外多糖之一。目前产碱杆菌类发酵生产韦兰胶产量低,而成本高,从而限制了韦兰胶大规模的生产和应用。本文以粪产碱杆菌Alcaligenes sp.ATCC31555为出发菌株,通过筛选一种萃取剂,将菌体细胞膜内的韦兰胶萃取到细胞膜外以及将菌体表面的韦兰胶溶解,避免韦兰胶将菌体粘连在一起,影响菌体与外界的物质能量交换,从而解决产物负反馈抑制。同时萃取剂的乳化作用使发酵液的粘度大大降低,后续的发酵过程中韦兰胶产量持续增加,其发酵液粘度基本保持不变。研究了Triton X-114、Triton X-100、Triton X-45、Tween 80、Brij 30、Tergitol TMN-3这六种常用的非离子表面活性剂对Alcaligenes sp.ATCC31555产韦兰胶的影响。首先,采用单因素分析方法,发酵温度为30℃,转速为300rpm,在发酵36h后添加萃取剂,添加量为3ml/100ml。经过72h发酵,以韦兰胶产量为指标,确定浊点系统中Alcaligenes sp.ATCC31555发酵的最佳非离子表面活性剂为Triton X-114,相比对照组韦兰胶产量提高了100%。其次,为了进一步提高韦兰胶产量,在Triton X-114添加的情况下通过单因素分析法对发酵培养基进行优化以及Triton X-114添加的时间和浓度进行优化。结果表明Triton X-114添加的最佳浓度是7ml/100ml,最佳添加时间是发酵后36h,发酵时间为120h,经过优化之后添加Triton X-114组韦兰胶产量高达52.0±2.5g/L,相对于对照组提高了200%,得率为0.867±0.042 g·g-1;产率0.430±0.021g·L-1·h-1,是目前文献报道的最高水平。再次,为了进一步降低韦兰胶的生产成本,我们用蒸馏的方式回收Triton X-114进行重复使用。结果表明,回收的Triton X-114可以后续重复利用两次,能保证韦兰胶产量相比对照组提高150%。最后,对Triton X-114浊点萃取发酵制得的韦兰胶样品进行流变学性质的研究。研究了温度,盐,PH对其流变特性的影响。结果表明萃取发酵所生产的韦兰胶的品质并未发生改变。