生产葡聚糖的新方法、获得的葡聚糖溶液及用途技术

生产一种葡聚糖溶液的微生物学方法，根据该方法，用能够生产葡聚糖的一种细菌菌株的预培养物对一种包含蔗糖的培养基进行接种，然后直接回收在发酵结束时获得的葡聚糖溶液，且无需随后的浓缩步骤，其特征在于：-在接种之前，该培养基包含至少10wt.%的蔗糖，-在接种之后，在使得该培养基中的包括在接种之前存在的蔗糖的蔗糖总量是至少16wt.%的条件下，再次添加蔗糖，-获得的葡聚糖溶液包含至少10wt.%的葡聚糖。获得的葡聚糖的原溶液以及这种溶液作为絮凝剂的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产葡聚糖的新方法、获得的葡聚糖溶液及用途本专利技术的
本专利技术涉及用微生物学方法获得的多糖、更具体地为葡聚糖的领域。更精确地，它涉及后者的生产方式及其作为固体颗粒的水性悬浮液的絮凝剂以及作为水性介质的增稠剂的用途。葡聚糖是将蔗糖通过称为葡聚糖蔗糖酶的酶作用转化而得到的长的复杂分子，该酶是由细菌（例如像肠膜明串珠菌，Leuconostocmesenteroides）分泌的。因此，可以在一种特定的培养基中从上述类型的细菌培养物中生产葡聚糖。现有技术已知可以将某些微生物以使得它们产生能够将糖转化为微生物多糖的胞外酶的这样一种方式进行培养。所述多糖包括例如，黄原胶、硬葡聚糖、裂褶菌素、迪特胶、果聚糖、胶凝糖、兰胶、普鲁兰多糖以及葡聚糖。葡聚糖尤其是从培养在补充蔗糖的培养基中的细菌（例如像肠膜明串珠菌）产生。在实践中，葡聚糖是通过细菌的葡聚糖蔗糖酶将蔗糖的葡萄糖单体聚合为葡聚糖（多聚葡萄糖）来获得的。除了蔗糖之外，培养液通常非穷尽性地还包含：营养元素，例如氮源，像铵盐、尿素、乳和肉蛋白的水解产物（像酪蛋白）、酵母提取物；连同缓冲盐，例如磷酸钾或磷酸钠；矿物质，例如铁、镁、钙、以及锰；维生素以及消泡剂。如已经指出的，这种液体培养基构成了发酵培养基，其中细菌将产生酶并且其中蔗糖将被转化为葡聚糖。例如，文献Karthikeyan（卡菲基恩）等人（用于葡聚糖生产的分批发酵条件的优化）披露了一种用于从蔗糖的肠膜明串珠菌细菌培养物发酵中生产葡聚糖的工艺。最终溶液中的葡聚糖的浓度是约13.5wt%。文献SK286070披露了一种类似工艺，产生了一种包含约5.3wt%的葡聚糖的溶液。文献DD226015披露了一种类似工艺，其中葡聚糖的终浓度约为6.2wt%至6.3wt%。细菌培养物生产葡聚糖之后通常为将在发酵后获得的葡聚糖进行纯化的至少一个步骤。纯化通常通过用醇（例如乙醇或异丙醇）沉淀来进行。在这种纯化中，可以将细胞、可降解聚合物的水解酶、以及培养基从葡聚糖中去除。因此它使得获得具有更好性能（特别是用作矿中的絮凝剂的应用）的葡聚糖成为可能。因此，文章ProductionofDextranbynewlyisolatedstrainsofLeuconostocmesenteroidesPCSIR-4andPCSIR-9（通过新分离的肠膜明串珠菌的菌株PCSIR-4和PCSIR-9生产葡聚糖）（TurkishJournalofBiochemistry（《生物化学的土耳其杂志》）-2005;31(1);21-26）描述了一种利用沉淀和纯化的步骤来生产葡聚糖的方法。描述的纯化步骤包括若干子步骤：沉淀、沉淀物的离心或过滤、洗涤、干燥以及溶解，这使得生产工艺复杂、漫长且昂贵。这篇文章还传授了最佳的总蔗糖浓度是10%，并且规定仅添加一次蔗糖。当蔗糖浓度较高时，观察到葡聚糖合成受抑制。在这篇文章中，在利用的蔗糖的量为30%时获得的葡聚糖浓度是至多约9%。通常，发酵之后，用微生物学方法获得的葡聚糖浓度是大约1wt.%至7wt.%，最经常是2wt.%与5wt.%之间[Behravan（比和拉文）等人2003BiotechnolApplBiochem（《生物技术与应用生物化学》）38:267-269]。现在，采矿业（包括氧化铝采矿业）通常利用15wt.%的葡聚糖溶液。因此，这需要对葡聚糖溶液进行浓缩的至少一个步骤。产生的葡聚糖的分子量也是重要的。葡聚糖作为血液中的转运介质被广泛用于医学领域。在这种情况下，它具有一个低分子量，在1000g/mol与70000g/mol之间。它还用于增强的油回收、化妆品以及食品领域，其中它充当增稠剂。它还用于造纸、钻井和采矿中，例如应用于氧化铝矿中，其中它充当絮凝剂（例如，参见文献US3,085,853）。为了达到作为絮凝剂的良好效率，通常需要高的分子量，通常高于100000g/mol。有待解决的技术问题因此，显现出葡聚糖的微生物生产是受限的，这是因为在发酵之后，在没有浓缩步骤的情况下，它不能生产出具有高于10%的葡聚糖浓度的溶液。而且，已经发现有必要对作为发酵结果而产生的葡聚糖进行纯化，从而获得在絮凝或稠化中的良好性能。当然，纯化步骤趋向于增加成品的成本。换言之，本专利技术要解决的问题是开发一种使得无需随后的浓缩步骤来增加生产浓度成为可能的葡聚糖微生物生产方法。另一个目的是开发这样一种生产葡聚糖的方法：该方法不需要随后的纯化步骤，获得的葡聚糖刚好与纯化的葡聚糖一样有效，尤其是当它用作絮凝剂或增稠剂时。本专利技术的说明本专利技术目的在于克服前面提及的问题。因此，本申请人已经开发了用微生物学方法获得的高浓度的新的葡聚糖溶液，即，在发酵之后无需浓缩步骤的情况下，该葡聚糖溶液的葡聚糖浓度高于10wt.%，也就是说，通过优化发酵过程中的聚合参数实现。具体地讲，本申请人发现可以通过在细菌的接种之前，在培养基中掺入某个量的蔗糖，并且在接种之后添加蔗糖来实现这个目的。更精确地讲，本专利技术涉及生产葡聚糖溶液的微生物学方法，根据该方法，用能够生产葡聚糖的细菌菌株的预培养物对一种包含蔗糖的培养基进行接种，然后直接回收在发酵结束时获得的葡聚糖溶液，且无需随后的浓缩步骤。该方法的特征在于：-接种之前，该培养基包含至少10wt.%的蔗糖，-接种之后，在使得向该培养基中添加的蔗糖（包括在接种之前存在的蔗糖）的总量是至少16wt.%的条件下，再次添加蔗糖，-该葡聚糖溶液包含至少10wt.%的葡聚糖。因此，本申请人发现至少添加两次蔗糖使得有可能避免细菌生长的抑制以及酶葡聚糖蔗糖酶的活性的抑制的现象。而且，在接种之后，在使得蔗糖（包括在接种之前存在的蔗糖）的总量是至少16wt.%的条件下，再次添加蔗糖。根据本专利技术，接种之后，蔗糖的添加可以是连续的或不连续的。当接种之后，进行若干次蔗糖的添加时，有利地为至少两次。至少两次的添加有必要是分开的添加。然而，每次添加可以瞬时地或连续地进行，直到已经引入了所希望的量。将这两种可能性结合也是可能的。换言之，每次添加是瞬时地或连续地进行，或第一次添加是连续地进行而第二次添加是瞬时地进行，或反之亦然，直到已经引入了所希望的量。为了进一步改进该葡聚糖溶液的终浓度，添加的蔗糖（包括存在于补加培养基中的蔗糖）的总量是至少20wt.%，优选25wt.%。该葡聚糖溶液优选包含至少14wt.%的葡聚糖，并且更优选地至少18wt.%的葡聚糖。根据本专利技术，能够产生葡聚糖的菌株是明串珠菌属（Leuconostoc）、链球菌属（Streptococcus）、乳酸杆菌属（Lactobacillus）或醋酸杆菌属（Acetobacter）的菌株。在一个优选实施例中，它是肠膜明串珠菌的菌株，具体是菌株NRRLB1299、NRRLB742、NRRLB-512F、NRRLB523、V-2317D、KCTC3505、ZDRAVLJESR.P。因此，本专利技术的方法使得有可能在无需浓缩步骤的情况下，即，在发酵结束时直接地获得具有高于10wt.%、非常优选是高于14wt.%并且甚至更优选是高于18wt.%的浓度的葡聚糖溶液。获得的葡聚糖溶液基本上不需进行纯化，包括直到使用的时候。换一种表达方式，在这种情况下，细胞材料和/或发酵培养基未与该葡聚糖溶液分离。换本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产一种葡聚糖溶液的微生物学方法，根据该方法，用能够生产葡聚糖的一种细菌菌株的预培养物对一种包含蔗糖的培养基进行接种，然后直接回收在发酵结束时获得的葡聚糖溶液，无需随后的浓缩步骤，其特征在于：?在接种之前，该培养基包含至少10wt.%的蔗糖，?在接种之后，在使得该培养基中的包括在接种之前存在的蔗糖的蔗糖总量是至少16wt.%的条件下，再次添加蔗糖。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.01 FR 11570481.生产一种葡聚糖溶液的微生物学方法，根据该方法，用能够生产葡聚糖的明串珠菌属的一种细菌菌株的预培养物对一种包含蔗糖的培养基进行接种，然后直接回收在发酵结束时获得的葡聚糖溶液，无需随后的浓缩步骤，其特征在于：-在接种之前，该培养基包含至少10wt.％的蔗糖，-在接种之后，在使得该培养基中的包括在接种之前存在的蔗糖的蔗糖总量是至少16wt.％的条件下，再次添加蔗糖。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于接种之后，向该培养基中连续地或不连续地添加蔗糖。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于接种之后，至少添加两次蔗糖。4.根据以上权利要求之一所述的方法，其特征在于添加的包括存在于补加培养基中的蔗糖的蔗糖总量是至少20wt.％。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于添加的包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科·威泽，
申请(专利权)人：SPCM股份公司，
类型：
国别省市：