[发明专利]一种高酰基结冷胶的提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物发酵领域，特别涉及一种可以生产非清型和透明型高酰基结冷胶的提取方法。

背景技术

结冷胶是美国凯可（KELCO）公司开发的一种亲水性胶体，结冷胶以少动鞘脂单胞菌（Sphingomonas paucimobilis）为发酵菌，经数级发酵培养，发酵液再通过一系列后期提取工艺生产而来。结冷胶是结冷胶族( Gellan Family )多糖中的一种，其分子基本结构是一条主链，由重复的四糖单元构成，参与形成的单糖有葡萄糖、鼠李糖及葡萄糖醛酸，摩尔比为2:1:1。

在结冷胶的原始形态即高酰基结冷胶中，具有两种取代基，即醋酸酰取代基和甘油酰取代基，酰基基团对结冷胶凝胶的性质有很显著的影响。高酰基结冷胶可产生柔软、富有弹性和不具有脆性的凝胶；而在低酰基结冷胶中，两种酰基基团在脱酰步骤中被移除，酰基的保留率低于1%。由于缺少酰基基团，低酰基结冷胶产生的是硬脆，不具有弹性的凝胶。

高酰基结冷胶能发挥良好的胶凝、悬浮及成膜作用，相对于低酰基结冷胶，高酰基结冷胶对金属离子，特别是二价金属离子不敏感，对蛋白等无结合反应，因此高酰基结冷胶可以广泛应用于乳品、乳饮料、浑浊型果汁饮料和易吞咽的凝胶食品中，具有广阔的市场前景。 

高酰基结冷胶根据其形成凝胶后透光度的不同，分为非清型和透明型两种。目前透明型高酰基结冷胶只有美国CP Kelco 公司有商业化生产，而非清型高酰基结冷胶国内有厂家能做到工业化规模，但是由于结冷胶生产菌株在发酵过程中会产生大量的PHB，即聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate)，其与结冷胶纤维一样，不溶于低级醇，在常规高酰基结冷胶提取分离过程中无法被去除，残留在非清型高酰基结冷胶中的PHB通常占产品总质量的2%，这些聚-β-羟丁酸是非清型高酰基结冷胶不透明的主要原因，以至于国内一直无法生产出可以被市场广泛接受的透明型高酰基结冷胶产品。要生产出被市场接受的透明型高酰基结冷胶，必须在提取过程中除去发酵菌体中的PHB。

CN1687437A 公开了一种非清型高酰基结冷胶后提取方法，该方法是先高温处理发酵液，再加碱金属氯化物和异丙醇进行絮凝沉淀。该工艺存在的问题是高温灭菌处理发酵液的过程对结冷胶主链上的酰基基团，特别是甘油基团破坏很大，酰基脱除比较严重，影响产品的凝胶性能。此外，由于该工艺洗涤步骤次数少，杂质大部分保留在产品中，因此制出的产品外观差、纯度低、产品凝胶强度低，应用性能不理想。

CN101585886A 也公开了一种从结冷胶发酵液中提取高酰基的方法，该方法只针对非清型高酰基结冷胶，而该工艺存在很多的不足之处。该工艺使用了包括丙酮、乙醚或正己烷等在内的多种非极性溶剂洗涤结冷胶纤维，不仅对操作人员健康有损害，而且容易造成生产事故；此外，该工艺通过调节pH到强酸性以使高酰基结冷胶絮凝沉淀以达到固液分离的目的，而高酰基结冷胶中的酰基基团对酸亦非常不稳定，在pH值低于2.0时会从分子上脱除，严重影响到产品的凝胶性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适合工业化生产、操作简单、产品质量好的高酰基结冷胶的提取方法。

本发明为达到上述目的，采用如下技术方案：

一种高酰基结冷胶的提取方法，包括如下工艺步骤：

（1）发酵液的预处理：向发酵液中加入占发酵液体积3～8%的碱金属盐，并调节pH值至4.5～5.5；

（2）发酵液的提取洗涤、固液分离：向步骤（1）得到的发酵液中加入质量百分比浓度大于90%的低级醇，常温下提取洗涤1～2小时后进行固液分离，再次用同样的方法进行提取洗涤、固液分离，得到纤维物料；

（3）纤维物料的洗涤、固液分离：向步骤（2）得到的纤维物料中加入质量百分比浓度为70～80%的低级醇，在50～65℃下提取洗涤1～2小时后进行固液分离，得到高酰基结冷胶纤维；

（4）高酰基结冷胶纤维的干燥、粉碎：将步骤（3）中得到的高酰基结冷胶纤维进行打散，在90～120℃下干燥并粉碎, 得到高酰基结冷胶。

所述步骤（1）的过程如下：向发酵液中加入占发酵液体积3～8%的碱金属盐，并调节pH值至4.5～5.5，采用陶瓷膜将其浓缩至初始体积的40～70%。