CN107287260B

CN107287260B - 低成本高品质黄原胶的生产方法

Info

Publication number: CN107287260B
Application number: CN201610221952.5A
Authority: CN
Inventors: 常利斌; 袁卫涛; 李振华; 刘家开; 宋丙华
Original assignee: Xinjiang Meihua Amino Acid Co ltd
Current assignee: Xinjiang Meihua Amino Acid Co ltd
Priority date: 2016-04-11
Filing date: 2016-04-11
Publication date: 2020-09-15
Anticipated expiration: 2036-04-11
Also published as: CN107287260A

Abstract

本发明提供低成本高品质黄原胶的生产方法，该方法包括：利用以干法玉米粉为主要原料的发酵培养基，以黄单胞杆菌进行发酵，制得发酵液；利用发酵液后处理步骤获得黄原胶；其中，以发酵培养基的总体积为100％计，所述的发酵培养基包括质量体积比为4～7％的所述干法玉米粉，所述质量体积比的单位为Kg/L。此外，本发明提供以黄单胞杆菌发酵生产黄原胶的发酵培养基，该培养基包括主要原料干法玉米粉。本发明通过发酵原料的替代，降低了黄原胶的生产成本。

Description

低成本高品质黄原胶的生产方法

技术领域

本发明涉及黄原胶生产技术领域，特别涉及低成本高品质黄原胶的生产方法。

背景技术

黄原胶是一种由黄单胞杆菌发酵产生的细胞外酸性杂多糖，是由D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸组成的多糖类高分子化合物，相对分子质量在100万以上。黄原胶的二级结构是侧链绕主链骨架反向缠绕，通过氢键维系形成棒状双螺旋结构，独特的结构形成了黄原胶极强的化学稳定性。

黄原胶是目前性能最优越的生物胶。其具有长链高分子的一般性能，同时它比一般高分子含有较多的官能团，在特定条件下会显示独特性能。正常情况下黄原胶为浅黄色的粉末，由于其具有优良的增稠性、悬浮性、乳化性和水溶性，并具有良好的热、酸碱稳定性，所以被广泛应用于各种食品中、化妆品、医药、采油、印染、造纸、纺织、陶瓷以及香料等领域。然而，微生物发酵生产黄原胶的成本居高不下，一方面是由于培养基的成本占比重，现有技术中，生产黄原胶培养基中的碳源多以玉米淀粉、葡萄糖、蔗糖为主，氮源则多以豆粉、大豆蛋白粉为主，这些物料价值较高，造成黄原胶的生产成本偏高；另一方面，黄原胶的生产成本高是由于黄原胶的产胶率低造成的。因此，如何降低生产成本成为黄原胶推广的关键技术。多年来，人们一直致力于降低培养基的成本和/或提高黄原胶产胶率的研究。CN101363037A公开了一种以淀粉废水以及活性麦饭石颗粒制备的黄原胶培养基，该培养基虽然一定程度上能降低培养基成本，但其制备步骤十分繁琐，不利用黄原胶的推广应用。CN1539987A公开了使用甜菜糖蜜培养基发酵的方法。CN104388493A公开了一种提高黄原胶生产转化率的方法，该案可将黄原胶产胶率提高至约3.9g/100mL。尽管现有技术可部分降低黄原胶的生产成本，但程度有限，因此，如何进一步解决黄原胶生产成本高是本领域亟待解决的问题之一。

另一方面，近年来，随着市场需求的不断扩大，黄原胶生产规模不断增长，到目前为止，国内生产量已超过10万吨/年。产量的扩张造成产品市场竞争激烈，价格不断下滑，生产企业利润越来越低，甚至到了成本的边缘，同时，市场价格的无序竞争使得生产企业无暇顾及产品品质，从而进一步限制了黄原胶在更高端的市场领域的拓展。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种利用干法玉米粉作为发酵培养基中碳源及氮源生产黄原胶的方法，通过对初级农副加工品干法玉米粉的综合利用达到降低成本、节约资源的目的。

为实现上述目的，本发明提供黄原胶生产方法，其包括：

步骤(a)：利用干法玉米粉为主要原料的发酵培养基，以黄单胞杆菌进行发酵，制得发酵液；

步骤(b)：利用发酵液后处理步骤获得黄原胶；

其中，以发酵培养基的总体积为100％计，所述的发酵培养基包括质量体积比为4％～7％的所述干法玉米粉，所述质量体积比的单位为Kg/L。

本发明将干法玉米粉作为发酵培养基中的主要碳源和氮源，替代黄原胶发酵生产中的传统碳源(如葡萄糖、蔗糖、淀粉等)和氮源(如豆粉、大豆蛋白粉等)进行微生物发酵。由于干法玉米粉中含有淀粉、蛋白质，因此其可起到同时替代培养基中碳源及氮源的作用，又由于干法玉米粉为经过干法初加工的初级农副产品，其市场价格较低，这大大降低了培养基原料中碳源、氮源的成本，因此，采用本发明不仅可以为黄原胶的生产提供一种新的生产途径，还可降低生产成本。

在本发明方法具体实施方式中，优选地，以发酵培养基的总体积为100％计，所述的发酵培养基包括质量体积比为4％～7％的所述干法玉米粉、质量体积比为0.3％～0.4％轻质碳酸钙、质量体积比为0.02％～0.04％的酵母膏、质量体积比为0.05％～0.06％蛋白胨、质量体积比为0.01％～0.02％的MnSO₄、质量体积比为0.01％～0.02％的MgSO₄、质量体积比为0.03％～0.04％消泡剂及余量的水，所述质量体积比的单位为Kg/L。更优选地，所述消泡剂为聚醚类(如聚醚多元醇)消泡剂和/或有机硅类(如聚二甲基硅氧烷)消泡剂。

本发明所用物料均可商购获得，优选地，所述黄单胞杆菌为野油菜黄单胞杆菌，更优选地，所述黄单胞杆菌为购自CGMCC的保藏编号为CGMCC1.1654的菌种。

本发明所述的干法玉米粉为：玉米用少量水润湿，通过干法直接脱皮、脱胚，得到的玉米胚乳(玉米淀粉与玉米蛋白)直接进行粉碎而成。本发明干法玉米粉不用经过亚硫酸浸泡的湿法脱皮、脱胚、分离玉米蛋白。在具体实施方式中，所述干法玉米粉可通过如下方法制备得到：

采用玉米为原料，使其总含水量达到18wt％～19wt％，放置后，经过干法脱皮、脱胚得胚乳，胚乳粉碎过筛得到。

例如，采用玉米为原料，喷雾少量水，使其总含水量达到18wt％～19wt％(市售玉米为了便于保存，水分一般在13～15wt％)，放置2～4小时，玉米皮、胚乳充分吸收一定水分而具有足够韧性后，经过干法脱皮、脱胚，胚乳粉碎过筛得到。

本发明通过实验确定了发酵工艺的优化条件，其为在发酵0～12时阶段内，控制发酵温度为27.0～30.0℃、控制pH为7.1～7.4、控制风量为0.20～0.22vvm(相应的罐压为0.06～0.07MPa)、搅拌速度为100～120r/min；在发酵12～24时阶段内，控制发酵温度为27.0～30.0℃、控制pH为6.9～7.2、控制风量为0.24～0.26vvm(相应的罐压为0.05～0.06MPa)、搅拌速度为120～150r/min；在发酵24～36时阶段内，控制发酵温度为28.0～31.0℃、控制pH为6.8～7.1、控制风量为0.28～0.30vvm(相应的罐压为0.04～0.05MPa)、搅拌速度为150～180r/min；在发酵36～48时阶段内，控制发酵温度为29.0～32.0℃、控制pH为6.8～7.0、控制风量为0.32～0.34vvm(相应的罐压为0.03～0.04MPa)、搅拌速度为180～200r/min；在发酵48～60时阶段内，控制发酵温度为30.0～33.0℃、控制pH为6.8～6.9、控制风量为0.36～0.38vvm(相应的罐压为0.02～0.03MPa)、搅拌速度为200～230r/min，检测残糖为0时停止发酵；所述vvm的单位为m³/m³/min。即按如下表1进行发酵：

表1

在本发明方法具体实施方式中，步骤(a)还可包括：在发酵过程中，流加棉粕水解液。在发酵过程中，流加棉粕水解液，补充了α-氨基氮源，可促进微生物代谢，使总产胶率达到5.2g/100mL以上，这比未采用本工艺时提升0.5g/100mL左右，提高产胶率达11％以上。

棉粕为棉籽榨油后的副产品，市场价值较低，通过将其制备成棉粕水解液可有效利用该副产品，产生经济价值。优选地，本发明所述棉粕水解液为碱水解法制得的棉粕水解液。即在碱性条件下加热一段时间水解棉粕，通过碱水解法可以将棉粕中85％的蛋白质水解成富含α-氨基氮的大分子氨基酸；更优选地，所述碱水解法制得的棉粕水解液按如下步骤制得：棉粕粉碎过筛，用水配制为3％～6％的质量浓度，调节pH为11.0～11.5，例如采用质量分数为2％～10％的NaOH溶液进行调节，在80～85℃条件下水解2～4h，分离出液相得所述棉粕水解液。棉粕粉原料可商购获得，例如可将市售粗棉粕粉碎过40筛以制得碱水解物料。采用碱水解法制得的棉粕水解液不仅可以补充α-氨基氮源，由于其本身为碱性，还可以用来调节发酵过程中的pH。如上所述，本发明可采用碱水解法制得的棉粕水解液来控制发酵过程中的pH，通过流加碱水解法制得的棉粕水解液不仅可调节发酵pH，还补充了α-氨基氮源，促进了微生物代谢，提高了黄原胶的产胶率。优选地，通过如下方式流加碱水解法制得的棉粕水解液：当发酵至10～12h开始流加，流加的碱水解法制得的棉粕水解液的总体积为发酵培养基的定容体积的8％～10％，分4～6次流加完，首次流加至pH7.2～7.3，以后每次流加开始时间为发酵pH达到每一阶段控制下线，流加至发酵pH达到该阶段控制上线。例如在发酵24～36时阶段内，在pH达到6.8时，开始流加碱水解法制得的棉粕水解液，在pH达到7.1时停止流加该棉粕水解液。

在本发明方法具体实施方式中，所述发酵液后处理步骤包括脱色和/或干燥步骤；优选地，该发酵液后处理步骤依次包括调节发酵液pH为5.5～6.0、脱色、浸提及干燥步骤。

优选地，本发明所述的脱色是以双氧水及亚硫酸盐对发酵液进行脱色。所述双氧水可为质量分数为30％的过氧化氢；所述亚硫酸盐包括无水亚硫酸钠。

进一步优选地，所述脱色步骤是将步骤(a)中得到的发酵液用盐酸调节pH为5.5～6.0，加入体积分数为0.3％～0.5％的30％H₂O₂的双氧水，搅拌30～40min后，加入质量体积分数为0.15％～0.20％的无水亚硫酸钠，搅拌30～40min，该质量体积分数的单位为g/mL，该体积分数及该质量体积分数均为相对于所述发酵液的体积。

本发明采用双氧水及无水亚硫酸钠对发酵液脱色，产品黄原胶的白度明显提高，提升了产品的品质。

优选地，本发明所述干燥是采用真空带式低温连续干燥工艺。更优选地，该真空带式低温连续干燥工艺是在发酵液经脱色、浸提，分离得到黄原胶湿品后，将其置于真空带式连续低温干燥机中，依次经过第一、二、三干燥区和冷却区。进一步优选地，经过第一干燥区的温度为75℃～80℃，时间为5min～10min；经过第二干燥区的温度为65℃～75℃，时间为10min～15min；经过第三干燥区的温度为55℃～65℃，时间为10min～15min；冷却区温度为20℃～40℃，时间为10min～15min；所述干燥机内真空度控制为-0.08MPa至-0.09MPa，履带运行速度为15～20cm/min，加料速度为10～15Kg/h/m²。经干燥后的黄原胶产品经粉碎过筛后，得到粉末状黄原胶成品。

现有技术黄原胶干燥均采用管束干燥机，由于管束干燥机不是全封闭式操作，真空度仅能控制在-0.02MPa以下，干燥温度高且物料干燥停留时间长，而采用本发明真空带式连续低温干燥技术替代传统的管束干燥工艺，可将管束干燥机的干燥时间从70min左右缩短为40min左右，温度从120℃左右降低为最高80℃，从而节约能源，同时真空带式连续低温干燥机可实现全封闭、连续自动化操作，设备相较于管束干燥机易于清理，干燥效率明显提升。

优选地，本发明步骤(a)包括：在发酵过程中，按如上流加方式流加如上所述的棉粕水解液；优选地，所述棉粕水解液为如上所述的碱水解法制得的棉粕水解液；发酵过程如上所述；

并且在步骤(b)中所述发酵液后处理步骤如上所述。按照该工艺，以普通发酵工艺年产1万吨黄原胶的规模计算，每年产生的直接经济效益计算如表2所示：

表2

从表2中可以看出，采用如上工艺，年产1万吨黄原胶生产规模可产生1500万元经济效益。

本发明通过生产技术及工艺的不断改进，尤其是对生产原辅料的替换，对新工艺、新技术的应用不断研究，将初级农副产品加工品(干法玉米粉)应用于黄原胶生产中替代价值较高的原辅料，还对发酵、提取、干燥等工艺进行了创新，该方法工艺合理，易于自动化操作，不仅可降低黄原胶生产成本，还可提升黄原胶产品品质，拓展了产品应用范围，创造经济效益和社会价值。

另一方面，本发明提供以黄单胞杆菌发酵生产黄原胶的发酵培养基，该培养基中包括主要原料干法玉米粉。优选地，以发酵培养基的总体积为100％计，所述的发酵培养基可包括质量体积比为4％～7％的所述干法玉米粉，所述质量体积比的单位为Kg/L。更优选地，该培养基中还包括质量体积比为0.3％～0.4％轻质碳酸钙、质量体积比为0.02％～0.04％的酵母膏、质量体积比为0.05％～0.06％蛋白胨、质量体积比为0.01％～0.02％的MnSO₄、质量体积比为0.01％～0.02％的MgSO₄、质量体积比为0.03％～0.04％消泡剂及余量的水。优选地，所述消泡剂为聚醚类(如聚醚多元醇)消泡剂和/或有机硅类(如聚二甲基硅氧烷)消泡剂。

进一步优选地，所述干法玉米粉可通过如下方法制备得到：

采用玉米为原料，使其总含水量达到18wt.％～19wt.％，放置后，经过干法脱皮、脱胚得胚乳，胚乳粉碎过筛得到。

如上所述，利用该培养基可有效降低黄原胶生产方法中的成本。

再一方面，本发明提供所述发酵培养基在以黄单胞杆菌发酵生产黄原胶中的应用。

本发明的有益效果在于：通过发酵原料的替代，降低了黄原胶原料成本；通过采用流加棉粕水解液的发酵工艺，发酵产胶率比普通发酵工艺提升0.5g/100ml左右；通过真空带式连续低温干燥技术的应用提高了干燥效率；另外通过对发酵液的脱色，使黄原胶产品从传统工艺中的黄色基本变为无色，品质明显改善，客户满意度提升，从而扩大了市场应用的范围。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如无特别说明，以下实施例中的干法玉米粉是按照如下步骤制备得到的：将玉米用少量水喷雾并搅拌，使总含水量达到18wt.％～19wt.％，放置2h，让玉米皮、胚芽吸收一定水分后具有足够韧性，然后经过剥皮机脱皮、脱胚机脱胚，筛选出玉米皮和胚芽后，胚乳粉碎过60目筛。

如无特别说明，以下实施例中所用野油菜黄单胞菌种子为购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center,CGMCC)的保藏编号为CGMCC1.1654的菌种。

实施例1

本实施例提供一种低成本高品质黄原胶的生产方法，该方法包括如下步骤：

(1)250L发酵罐空消，温度设定129～130℃，罐压0.19～0.20MPa，时间30min；

(2)25L流加罐空消，温度129～130℃，罐压0.18～0.20MPa，时间30min；

(3)250L发酵罐中加入培养基，该培养基为：干法玉米粉10.8Kg，轻质碳酸钙576g，酵母膏54g，蛋白胨108g，MnSO₄18g，MgSO₄18g，聚醚多元醇消泡剂54g，加入100L水充分搅拌30min后，加入纯水定体积180L；

(4)25L水解罐中加入900g棉粕，加入约5L水充分搅拌30min，至棉粕均匀悬浮于水中后，加水搅拌定为20L，再加入质量分数为10％的NaOH水溶液调节pH为11.3，升温至83℃水解4h，用离心机分离后，液相转入25L流加罐；

(5)25L流加罐实消，温度115～116℃，罐压0.10～0.12MPa，时间15min，通风保持罐压0.06MPa，降温至29℃备用；

(6)250L发酵罐实消，温度124～125℃，罐压0.13～0.15MPa，时间30min，通风保持罐压0.03MPa，降温至28.5℃备用；

(7)将2L摇瓶培养的野油菜黄单胞菌种子无菌接入250L发酵罐中，进行发酵，发酵控制参数如下表所示：

(8)发酵11h时，开始流加棉粕水解液，流加体积约5L，3h左右流加完，此时pH达至7.3；当发酵pH第二次开始下降至6.9时，流加5L，5h左右流加完，此时pH达至7.2；当发酵pH第三次开始下降至6.8时，流加5L，5h左右流加完，此时pH达至7.1；当发酵pH第四次开始下降至6.8时，流加5L，5h左右流加完，此时pH达至7.0；

(9)发酵至45h时开始检测产胶，发酵58h左右，检测产胶为5.2g/100mL、残糖为0时，停止发酵，将发酵液转入提取罐；

(10)用盐酸调节提取液pH为5.7，加入600mL双氧水(30％H₂O₂)，搅拌35min，然后加入300g无水亚硫酸钠(Na₂SO₃)，搅拌35min；

(11)用液碱调节提取液pH为6.5，加入85％的酒精，搅拌调节至酒精度75％左右，保持20min，开始离心；

(12)将离心后的产品置于真空带式连续低温干燥机中，依次经过第一、二、三干燥区和冷却区。经过第一干燥区的温度设定为75℃，时间为5min；经过第二干燥区的温度为65℃，时间为10min；经过第三干燥区的温度为55℃，时间为10min；冷却区温度为25℃，时间为10min。干燥机内真空度控制为-0.08MPa，履带运行速度为15cm/min，加料速度为10Kg/h/m²。干燥后的产品经粉碎过60目筛，得到粉末状成品约10Kg，产品白度明显提升，经检测为75.0％。

实施例2

(1)2.5m³发酵罐空消，温度设定128～129℃，罐压0.18～0.19MPa，时间30min；

(2)250L流加罐空消，温度128～129℃，罐压0.18～0.19MPa，时间30min；

(3)250L种子罐空消，温度128～129℃，罐压0.18～0.19MPa，时间30min，降温后配料，白糖2.0Kg，蛋白胨130g，豆粉1.05Kg，酵母浸膏250g，氯化钠160g，轻质碳酸钙160g，消泡剂50g，K₂HPO₄30g，MgSO₄30g，加纯水定体积为200L；

(4)250L水解罐中加入9Kg棉粕，加入约50L水充分搅拌30min，至棉粕均匀悬浮于水中后，加水搅拌定为200L，再加质量分数为10％的NaOH水溶液调节pH为11.4，升温至84℃水解4h，用离心机分离后，液相转入250L流加罐；

(5)2.5m³发酵罐降温配料，培养基为：干法玉米粉108Kg，轻质碳酸钙5.76Kg，酵母膏540g，蛋白胨1.08Kg，MnSO₄180g，MgSO₄180g，聚醚多元醇消泡剂540g，加入1m³水充分搅拌30min后，加入纯水定体积1.8m³；

(6)250L种子罐实消，温度124～125℃，罐压0.13～0.15MPa，时间30min，通风保持罐压0.03MPa，降温至28.5℃后，无菌接入4L摇瓶野油菜黄单胞菌种子进行种子扩大培养；

(7)250L种子罐发酵，控制温度28.5℃，通风量2.4m³/h，罐压0.03MPa，搅拌转速110r/min，培养12h；

(8)2.5m³发酵罐实消，温度124～125℃，罐压0.13～0.15MPa，时间25min，通风保持罐压0.03MPa，降温至28.7℃备用；

(9)250L流加罐实消，温度116～117℃，罐压0.10～0.12MPa，时间15min，通风保持罐压0.06MPa，降温至28.5℃备用；

(10)将250L种子罐发酵中的种子接入2.5m³发酵罐进行发酵，工艺控制参数如下表所示：

(11)发酵11h时，开始流加棉粕水解液，流加体积约50L，3h左右流加完，此时pH达至7.3；当发酵pH第二次开始下降至6.9时，流加50L，4h左右流加完，此时pH达至7.2；当发酵pH第三次开始下降至6.8时，流加50L，4h左右流加完，此时pH达至7.1；当发酵pH第四次开始下降至6.8时，流加50L，4h左右流加完，此时pH达至7.0；

(12)发酵至45h时开始检测产胶，发酵56h左右，检测产胶为5.25g/100mL、残糖为0时，停止发酵，将发酵液转入提取罐；

(13)用盐酸调节提取液pH为5.7，加入6L双氧水(30％H₂O₂)，搅拌35min，然后加入3Kg无水亚硫酸钠(Na₂SO₃)，搅拌35min；

(14)用液碱调节提取液pH为6.5，加入85％的酒精，搅拌调节至酒精度75％左右，保持20min，开始离心；

(15)将离心后的产品置于真空带式连续低温干燥机中，依次经过第一、二、三干燥区和冷却区。经过第一干燥区的温度设定为75℃，时间为7min；经过第二干燥区的温度为65℃，时间为12min；经过第三干燥区的温度为55℃，时间为13min；冷却区温度为25℃，时间为12min。干燥机内真空度控制为-0.085MPa，履带运行速度为15cm/min，加料速度为10Kg/h/m²。干燥后的产品经粉碎过60目筛，得到粉末状成品约105Kg，产品白度明显提升，经检测为75.4％。

实施例3

(1)25m³发酵罐空消，温度设定128～129℃，罐压0.18～0.19MPa，时间30min；

(2)2.5m³流加罐空消，温度128～129℃，罐压0.18～0.19MPa，时间30min；

(3)250L一级种子罐空消，温度128～129℃，罐压0.18～0.19MPa，时间30min，降温后配料，白糖2.0Kg，蛋白胨130g，豆粉1.05Kg，酵母浸膏250g，氯化钠160g，轻质碳酸钙160g，消泡剂50g，K₂HPO₄30g，MgSO₄30g，加纯水定体积为200L；

(4)2.5m³二级种子罐空消，温度128～129℃，罐压0.18～0.19MPa，时间30min，降温后配料，该配料包括白糖18Kg，蛋白胨1.2Kg，豆粉10Kg，酵母浸膏2.4Kg，氯化钠1.5Kg，轻质碳酸钙1.5Kg，消泡剂450g，K₂HPO₄250g，MgSO₄250g，加纯水定体积为1.8m³；

(5)2.5m³水解罐中加入90Kg棉粕，加入约500L水充分搅拌30min，至棉粕均匀悬浮于水中后，加水搅拌定为2m³，再加质量分数为10％的NaOH溶液液调节pH为11.4，升温至84℃水解4h，用离心机分离后，液相转入2.5m³流加罐；

(6)25m³发酵罐降温配料，培养基为：干法玉米粉1.08t，轻质碳酸钙57.6Kg，酵母膏5.4Kg，蛋白胨10.8Kg，MnSO₄1.8Kg，MgSO₄1.8Kg，聚醚多元醇消泡剂5.4Kg，加入10m³水充分搅拌30min后，加入纯水定体积18m³；

(7)250L一级种子罐实消，温度124～125℃，罐压0.13～0.15MPa，时间25min，通风保持罐压0.03MPa，降温至28.5℃后，无菌接入4L摇瓶种子进行一级种子扩大培养；

(8)2.5m³二级种子罐实消，温度124～125℃，罐压0.13～0.15MPa，时间30min，通风保持罐压0.03MPa，降温至28.5℃；

(9)25m³发酵罐实消，温度124～125℃，罐压0.13～0.15MPa，时间30min，通风保持罐压0.03MPa，降温至28.6℃；

(10)2.5m³流加罐实消，温度117～118℃，罐压0.11～0.12MPa，时间15min，通风保持罐压0.06MPa，降温至28.5℃；

(11)250L一级种子罐发酵，控制温度28.5℃，通风量2.4m³/h，罐压0.03MPa，搅拌转速110r/min，培养16h，镜检菌种数量足够、成长饱满后移入2.5m³二级种子罐中进行扩大培养；

(12)2.5m³二级种子扩大培养，控制温度28.5℃，通风量23m³/h，罐压0.03MPa，搅拌转速120r/min，培养8h后，移入25m³发酵罐进行发酵；

(13)25m³发酵罐进行发酵，工艺控制参数如下表所示：

(14)发酵11h时，开始流加棉粕水解液，流加体积约500L，3h左右流加完，此时pH达至7.3；当发酵pH第二次开始下降至6.9时，流加500L，5h左右流加完，此时pH达至7.2；当发酵pH第三次开始下降至6.8时，流加500L，5h左右流加完，此时pH达至7.1；当发酵pH第四次开始下降至6.8时，流加500L，4h左右流加完，此时pH达至7.0；

(15)发酵至45h时开始检测产胶，发酵60h左右，检测产胶为5.32g/100mL、残糖为0时，停止发酵，将发酵液转入提取罐；

(16)用盐酸调节提取液pH为5.7，加入62L双氧水(30％H₂O₂)，搅拌35min，然后加入33Kg无水亚硫酸钠(Na₂SO₃)，搅拌35min。

(17)用液碱调节提取液pH为6.5，加入85％的酒精，搅拌调节至酒精度75％左右，保持20min，开始离心。

(18)将离心后的产品置于真空带式连续低温干燥机中，依次经过第一、二、三干燥区和冷却区。经过第一干燥区的温度设定为75℃，时间为8min；经过第二干燥区的温度为65℃，时间为13min；经过第三干燥区的温度为55℃，时间为14min；冷却区温度为25℃，时间为12min。干燥机内真空度控制为-0.085MPa，履带运行速度为15cm/min，加料速度为12kg/h/m²。干燥后的产品经粉碎过60目筛，得到粉末状成品约1.06t，产品白度明显提升，经检测为75.6％。

以上对本发明所提供的一种低成本高品质黄原胶的生产方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的主要步骤及实施方式进行了阐述，上述实施例只是帮助理解本发明的方法及核心原理。对于本领域的技术人员，依据本发明的核心原理，在具体实施中会对各条件和参数根据需要而变动，综上所述，本说明书不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.黄原胶的生产方法，其包括：

步骤(a)：利用以干法玉米粉为主要原料的发酵培养基，以黄单胞杆菌进行发酵，制得发酵液；

步骤(b)：利用发酵液后处理步骤获得黄原胶；

其中，以发酵培养基的总体积为100％计，所述的发酵培养基包括质量体积比为4％～7％的所述干法玉米粉、质量体积比为0.3％～0.4％轻质碳酸钙、质量体积比为0.02％～0.04％的酵母膏、质量体积比为0.05％～0.06％蛋白胨、质量体积比为0.01％～0.02％的MnSO₄、质量体积比为0.01％～0.02％的MgSO₄、质量体积比为0.03％～0.04％消泡剂及余量的水，所述质量体积比的单位为Kg/L；

步骤(a)的发酵过程为：在发酵0～12时阶段内，控制发酵温度为27.0～30.0℃、控制pH为7.1～7.4、控制风量为0.20～0.22vvm、搅拌速度为100～120r/min；在发酵12～24时阶段内，控制发酵温度为27.0～30.0℃、控制pH为6.9～7.2、控制风量为0.24～0.26vvm、搅拌速度为120～150r/min；在发酵24～36时阶段内，控制发酵温度为28.0～31.0℃、控制pH为6.8～7.1、控制风量为0.28～0.30vvm、搅拌速度为150～180r/min；在发酵36～48时阶段内，控制发酵温度为29.0～32.0℃、控制pH为6.8～7.0、控制风量为0.32～0.34vvm、搅拌速度为180～200r/min；在发酵48～60时阶段内，控制发酵温度为30.0～33.0℃、控制pH为6.8～6.9、控制风量为0.36～0.38vvm、搅拌速度为200～230r/min，检测残糖为0时停止发酵；所述vvm的单位为m³/m³/min；

步骤(a)还包括：在发酵过程中，通过如下方式流加碱水解法制得的棉粕水解液：当发酵至10～12h开始流加，流加的碱水解法制得的棉粕水解液的总体积为发酵培养基的定容体积的8％～12％，分4～6次流加完，首次流加至pH7.2～7.3，以后每次流加开始时间为发酵pH达到每一阶段控制下线，流加至发酵pH达到该阶段控制上线；

所述发酵液后处理步骤包括脱色和/或干燥步骤；

所述干燥是采用真空带式低温连续干燥工艺；该真空带式低温连续干燥工艺是在发酵液经脱色、浸提，分离得到黄原胶湿品后，将其置于真空带式连续低温干燥机中，依次经过第一、二、三干燥区和冷却区；经过第一干燥区的温度为75℃～80℃，时间为5min～10min；经过第二干燥区的温度为65℃～75℃，时间为10min～15min；经过第三干燥区的温度为55℃～65℃，时间为10min～15min；冷却区温度为20℃～40℃，时间为10min～15min；所述干燥机内真空度控制为-0.08MPa至-0.09MPa，履带运行速度为15～20cm/min，加料速度为10～15Kg/h/m²。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述消泡剂为聚醚类消泡剂和/或有机硅类消泡剂。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述干法玉米粉通过如下方法制备得到：

采用玉米为原料，使其总含水量达到18～19wt％，放置后，经过干法脱皮、脱胚得胚乳，胚乳粉碎过筛得到。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述碱水解法制得的棉粕水解液按如下步骤制得：棉粕粉碎过筛，用水配制为3％～6％的质量浓度，调节pH为11.0～11.5，在80～85℃条件下水解2～4h，分离出液相得所述棉粕水解液。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，调节pH为11.0～11.5是采用质量分数为2～10％的NaOH溶液进行调节。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的脱色是以双氧水及亚硫酸盐对发酵液进行脱色。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述脱色步骤是将步骤(a)中得到的发酵液用盐酸调节pH为5.5～6.0，加入体积分数为0.3％～0.5％的30％H₂O₂的双氧水，搅拌30～40min后，加入质量体积分数为0.15％～0.20％的无水亚硫酸钠，搅拌30～40min，该质量体积分数的单位为g/mL，该体积分数及该质量体积分数均为相对于所述发酵液的体积。

8.以黄单胞杆菌发酵生产黄原胶的发酵培养基，该培养基包括主要原料干法玉米粉；以发酵培养基的总体积为100％计，所述的发酵培养基包括质量体积比为4％～7％的所述干法玉米粉，所述质量体积比的单位为Kg/L；该培养基中还包括质量体积比为0.3％～0.4％轻质碳酸钙、质量体积比为0.02％～0.04％的酵母膏、质量体积比为0.05％～0.06％蛋白胨、质量体积比为0.01％～0.02％的MnSO₄、质量体积比为0.01％～0.02％的MgSO₄及质量体积比为0.03％～0.04％消泡剂及余量的水。

9.根据权利要求8所述的发酵培养基，其中，所述消泡剂为聚醚类消泡剂和/或有机硅类消泡剂。

10.根据权利要求8所述的发酵培养基，其中，所述干法玉米粉通过如下方法制备得到：

11.权利要求8～10任一项所述的发酵培养基在以黄单胞杆菌发酵生产黄原胶中的应用。