一种以野油菜黄单胞菌发酵制备黄原胶的方法及其应用，属生物工程技术领域。本发明专利技术以野油菜黄单胞菌（Xanthomonas campestris）WXLB-006为发酵菌种，以甘油为原料，再添加酵母膏、鱼粉蛋白胨、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸镁、硝酸钠、七水合硫酸亚铁作为培养基，在有氧条件下进行发酵生产获得黄原胶。本发明专利技术能够得到一种分子量小、结构松散的新型黄原胶，其水化速率比商品级黄原胶快，水溶液粘度是商品级黄原胶的六分之一左右，这可以增加黄原胶在食品中的添加量，使黄原胶能够作为膳食纤维。本发明专利技术提供的黄原胶的水溶液经-20℃反复冻融且温度恢复至室温后，胶溶液的粘度增加为原来的2倍，在雪糕、冰激凌、奶油和其他冷冻食品中应用潜力巨大。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种以野油菜黄单胞菌发酵制备黄原胶的方法及其应用，属生物工程
技术介绍
黄原胶(Xanthangum)是由野油菜黄单胞菌（Xanthomonascampestris）分泌的一种酸性胞外杂多糖，相对分子量为2.0×106～5.0×107Da。黄原胶的基本结构由重复的五糖单元组成，主链为D-葡萄糖以β-1，4-糖苷键连接而成的类纤维素结构，侧链由D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸和D-甘露糖组成的三糖单位构成，靠近主链的甘露糖残基常被乙酰化，侧链末端的部分甘露糖残基上连有丙酮酰基，乙酰基及丙酮酰基的取代程度与菌株及生长条件相关。黄原胶的三糖侧链通过氢键反向缠绕主链形成黄原胶的一级线型结构，一级线型结构互相缠绕形成黄原胶的二级结构----棒状双螺旋结构，棒状双螺旋再经扭曲、缠绕和折叠形成黄原胶的三级及更高级空间结构，溶于水后其水溶液形成类似蜂窝状结构。黄原胶独特的分子结构使其具有良好的安全性、水溶性、稳定性、增黏性、假塑性、悬浮与乳化性、与其它胶的协效性，同时黄原胶还耐酸碱、耐盐、耐酶解以及耐高温、抗低温冷冻，是目前国际上性能优越的生物胶之一，常用作增稠剂、乳化剂、助悬剂和稳定剂，已被广泛应用于日用化工、石油开采、纺织印染、食品、医药、涂料、农药等众多领域，具有广阔的市场前景。全球90%以上的黄原胶都用于石油开采，从2014年下半年开始，受国际石油价格下跌的影响，世界主要产油大国均缩减其原油产量，随之而来的就是黄原胶的需求量暴跌。导致国内黄原胶产业效益滑坡，许多黄原胶生产厂家频临停产、半停产状态。我们以甘油为碳源发酵得到的新型黄原胶性能优良，主要应用在食品领域，具有广阔的市场空间。本专利技术一方面拓宽了黄原胶的应用领域，另一方面可以解决黄原胶企业生存问题，使企业在不需要改型的情况下，利用原有设备和技术就可以实现新型黄原胶的生产，实现企业的全方位发展，避免因外部因素的干扰给企业带来巨大的损失。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以野油菜黄单胞菌发酵制备黄原胶的方法及其应用，其以野油菜黄单胞菌（Xanthomonascampestris）WXLB-006为菌种，以甘油为碳源，添加镁盐和磷酸盐等营养物质，通过发酵得到一种新型黄原胶，该新型黄原胶产品具有速溶、水溶液粘度低、且-20℃反复冻融后粘度增加的特性。本专利技术的技术方案，以美国农业部北方研究所的野油菜黄单胞菌NRRLB-1459为出发菌株，经过多次诱变、筛选和以甘油为碳源的驯化，得到一株可以利用甘油发酵生产黄原胶的野油菜黄单胞菌，命名为（Xanthomonascampestris）WXLB-006。一株野油菜黄单胞菌（Xanthomonascampestris）WXLB-006，已保藏于中国典型培养物保藏中心，简称CCTCC，保藏号为CCTCCNO：M2015714。所述野油菜黄单胞菌WXLB-006菌株发酵制备黄原胶的方法，其以甘油为原料，再添加酵母膏、鱼粉蛋白胨、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸镁、硝酸钠、七水合硫酸亚铁作为培养基，在有氧条件下进行发酵获得一种新型黄原胶；具体步骤为：（1）发酵：以野油菜黄单胞菌WXLB-006为菌种进行发酵生产；种子培养基组成以g/L计为：甘油20，鱼粉蛋白胨5，牛肉膏3，酵母膏1，调节pH7.0±0.01；种子培养条件：250mL三角瓶装液量50mL，摇床转速200r/min，培养温度30±1℃，培养时间12h，种子培养基中能够达到的菌体浓度为0.27±0.03g/L；发酵培养基组成以g/L计为：甘油50，鱼粉蛋白胨3，酵母膏1，硝酸钠0.8，七水合硫酸亚铁0.01，硫酸镁2.5，磷酸二氢钾2，磷酸氢二钾3.5；发酵条件：接种量10%，发酵温度30±1℃，摇床200r/min发酵72h，得到发酵液；发酵过程中用1mol/L盐酸及1mol/L氢氧化钠调节pH=7.0±0.01；（2）提取：将步骤（1）所得发酵液8000×g高速离心30min除去菌体，上清液中按无水乙醇︰上清液体积比为3︰1加入无水乙醇析出黄原胶初品；（3）后处理：将步骤（2）所得黄原胶初品在40℃、0.1个大气压下真空干燥48h，然后粉碎过80目的筛子，得到产品黄原胶。步骤（1）中发酵条件为采用7L发酵罐，装液量为4L，发酵过程中的搅拌转速和通气量分别为600rpm和0.4vvm。所述黄原胶分子量为3.0×106Da。所述发酵培养基中的碳源为甘油。所述黄原胶应用于食品及速溶型饮料中。所述黄原胶应用于雪糕、冰激凌、奶油及肉类等冷冻食品中。获得的新型黄原胶分子量为3.0×106Da，是普通黄原胶（6.0×106Da）的二分之一左右且结构松散。发酵培养基中碳源为甘油。发酵得到的新型黄原胶由于其分子量小且结构松散，水化速率快于一般商品级黄原胶，水溶液的粘度也低于一般商品级黄原胶溶液。该新型黄原胶在食品中应用，可以省去搅拌时大量的动力消耗，减少搅拌剪切对食品口感的破坏；其次，应用到一些速溶型饮料和食品中效果极佳。新型黄原胶的水溶液经-20℃反复冻融且温度恢复至室温后，胶溶液的粘度增加为原来的2倍，在雪糕、冰激凌、奶油和肉类等冷冻食品中应用潜力巨大。生物材料样品保藏：一株野油菜黄单胞菌（Xanthomonascampestris）WXLB-006，已保藏于中国典型培养物保藏中心，简称CCTCC，地址：中国武汉武汉大学，保藏日期：2015年11月30日，保藏号为CCTCCNO：M2015714。本专利技术的有益效果：本专利技术采用一步发酵法得到一种低粘度且水化速率快的新型黄原胶，可以大大降低发酵生产过程中动力消耗。这种新型黄原胶应用到食品中做为膳食纤维，尤其是应用到一些饮料当中时，可以简化黄原胶的前处理过程，省去搅拌时大量的动力消耗，减少搅拌剪切对食品口感的破坏。同时，其冻融后粘度增加的特性，在雪糕、冰激凌、奶油和肉类等冷冻食品中应用潜力巨大。最后，使黄原胶企业利用原有设备和技术就可以实现新型黄原胶的生产，实现企业的全方位发展，避免外部因素的干扰给企业带来的损失。附图说明图1黄原胶傅里叶红外光谱图。a、商品级黄原胶，b、新型黄原胶。图2黄原胶核磁共振图。a、商品级黄原胶，b、新型黄原胶。图3黄原胶的空间结构图。a、商品级黄原胶，b、新型黄原胶。图4黄原胶在水溶液中形成的结构。a、商品级黄原胶，b、新型黄原胶。具体实施方式实施例1摇瓶发酵生产新型黄原胶以野油菜黄单胞菌WXLB-006为出发菌株进行发酵，培养基组分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一株野油菜黄单胞菌（Xanthomonas campestris）WXLB‑006，已保藏于中国典型培养物保藏中心，简称CCTCC，保藏号为CCTCC NO：M 2015714。
【技术特征摘要】
1.一株野油菜黄单胞菌（Xanthomonascampestris）WXLB-006，已保藏于中国典型培养
物保藏中心，简称CCTCC，保藏号为CCTCCNO：M2015714。
2.用权利要求1所述野油菜黄单胞菌WXLB-006菌株发酵制备黄原胶的方法，其特征在
于：以甘油为原料，再添加酵母膏、鱼粉蛋白胨、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸镁、硝酸钠、
七水合硫酸亚铁作为培养基，在有氧条件下进行发酵获得黄原胶；具体步骤为：
（1）发酵：以野油菜黄单胞菌WXLB-006为菌种进行发酵生产；
种子培养基组成以g/L计为：甘油20，鱼粉蛋白胨5，牛肉膏3，酵母膏1，调节pH7.0±
0.01；
种子培养条件：250mL三角瓶装液量50mL，摇床转速200r/min，培养温度30±1℃，培养
时间12h，种子培养基中能够达到的菌体浓度为0.27±0.03g/L；
发酵培养基组成以g/L计为：甘油50，鱼粉蛋白胨3，酵母膏1，硝酸钠0.8，七水合硫酸亚
铁0.01，硫酸镁2.5，磷酸二氢钾2，磷酸氢二钾3.5；
发酵条件：接种量10%，发酵温度30±1℃，摇床200rpm发酵72h，得到发酵液；发酵过程
中用...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹晓北，王子朝，朱莉，郑志永，高敏杰，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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