[go: up one dir, main page]

RU2695871C1 - Method of producing gellan gum - Google Patents

Method of producing gellan gum Download PDF

Info

Publication number
RU2695871C1
RU2695871C1 RU2018140640A RU2018140640A RU2695871C1 RU 2695871 C1 RU2695871 C1 RU 2695871C1 RU 2018140640 A RU2018140640 A RU 2018140640A RU 2018140640 A RU2018140640 A RU 2018140640A RU 2695871 C1 RU2695871 C1 RU 2695871C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nutrient medium
fermentation broth
gum
hours
gellan gum
Prior art date
Application number
RU2018140640A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Михайлович Шинкарёв
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Зеленые линии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Зеленые линии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Зеленые линии"
Priority to RU2018140640A priority Critical patent/RU2695871C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2695871C1 publication Critical patent/RU2695871C1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PREPARATION OR TREATMENT THEREOF
    • A23L2/00Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Preparation or treatment thereof
    • A23L2/38Other non-alcoholic beverages
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P1/00Preparation of compounds or compositions, not provided for in groups C12P3/00 - C12P39/00, by using microorganisms or enzymes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention represents a method for production of gellan gum includes introduction of sowing culture Sphingomonas elodea into nutrient medium containing glucose, tryptone, mineral salts, adding to composition of nutrient medium of cresacin in amount of 1–12 mg per liter of nutrient medium, maintaining culturing conditions at the first stage for 28–35 hours, transferring the culture to the other fermenter to a second stage with another component composition of the nutrient medium, including sugar, a protein soya isolate, mineral salts, maintaining the culturing conditions at the first step for 19–29 hours, fermenting Sphingomonas elodea in the fermentation broth; clarification of fermentation broth; deacylating the clarified fermentation broth with an alkaline agent; Gellan gum is precipitated from fermentation broth, cleaned and dried.
EFFECT: invention allows to reduce time of gum production and to increase final concentration of gum in culture liquid.
1 cl

Description

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к получению геллановой камеди, являющейся эффективным и практичным желирующим агентом, применяемым в производстве пищевых продуктов.The invention relates to the field of food industry, in particular to the production of gellan gum, which is an effective and practical gelling agent used in the manufacture of food products.

Камеди, называемые также гидроколлоидами, представляют собой полисахариды. Полисахариды являются полимерами фрагментов простых Сахаров, которые применяются примерно с 1900 г. Применение камедей расширилось особенно в последние 40 лет, и в настоящее время они используются в самых разнообразных продуктах и способах. Некоторые микроорганизмы способны продуцировать полисахариды со свойствами, отличающимися от свойств камедей из более традиционных источников. Геллановая камедь, впервые обнаруженная в 1978 г., продуцируется штаммами Sphingomonas elodea (ранее Pseudomonas elodea), конкретным штаммом АТСС 31461 [Kang K.S. et al, ЕР 12552 и патента США №№4326052, 4326053, 4377636 и 4385125]. В промышленности эта камедь получается как внеклеточный продукт при культивировании микроорганизмов в среде, содержащей соответствующие источники углерода, органического и неорганического азота и фосфора и следы подходящих элементов.Gums, also called hydrocolloids, are polysaccharides. Polysaccharides are polymers of simple sugar fragments that have been used since about 1900. The use of gums has expanded especially in the last 40 years, and they are currently used in a wide variety of products and methods. Some microorganisms are capable of producing polysaccharides with properties different from those of gums from more traditional sources. Gellan gum, first discovered in 1978, is produced by strains of Sphingomonas elodea (formerly Pseudomonas elodea), a specific strain of ATCC 31461 [Kang K.S. et al, EP 12552 and US Patent No. 4326052, 4326053, 4377636 and 4385125]. In industry, this gum is obtained as an extracellular product in the cultivation of microorganisms in an environment containing appropriate sources of carbon, organic and inorganic nitrogen and phosphorus and traces of suitable elements.

Брожение осуществляется в стерильных условиях при строгом контролировании аэрации, перемешивании, температуры и величины рН [Kang et al. Appl. Environ. Microbiol., 43 [1982], 1086]. После окончания брожения полученный вязкий бульон подвергают пастеризации для уничтожения жизнеспособных клеток до выделения камеди. Камедь может быть выделена несколькими методами. Непосредственное выделение из бульона приводит к получению камеди в ее природной или высокоацилированной [НА] форме. Выделение после деацилирования путем обработки основанием позволяет получить камедь в низкоацилированной [LA] форме.Fermentation is carried out under sterile conditions with strict control of aeration, mixing, temperature and pH [Kang et al. Appl. Environ. Microbiol., 43 [1982], 1086]. After fermentation, the resulting viscous broth is pasteurized to destroy viable cells until gum is isolated. Gum can be selected in several ways. Direct isolation from the broth results in gum in its natural or highly acylated [HA] form. Isolation after deacylation by treatment with a base makes it possible to obtain gum in a low acylated [LA] form.

Из "Уровня техники" известен способ получения геллановой камеди, включающий в себя стадии: ферментирования Sphingomonas elodea в ферментационном бульоне; осветления ферментационного бульона; деацилирования осветленного ферментационного бульона щелочным агентом; осаждения геллановой камеди из ферментационного бульона (см. заявку РСТ WO 2008/076719, опубл. 26.06.2008).From the "prior art" is known a method for producing gellan gum, which includes the steps of: fermenting Sphingomonas elodea in a fermentation broth; clarification of the fermentation broth; deacylation of the clarified fermentation broth with an alkaline agent; deposition of gellan gum from a fermentation broth (see PCT application WO 2008/076719, publ. 06/26/2008).

Обычный процесс производства состоит из двух фаз - фаза роста микроорганизмов и фаза накопления камеди. Первая фаза длится 30-48 часов. Посевную культуру вносят в питательную среду (глюкоза, триптон, минеральные соли), поддерживают условия культивирования и через отведенное время переносят в другой ферментер с другим компонентным составом питательной среды (сахар, белковый изолят сои, минеральные соли) (вторая фаза). Продолжительность второй фазы составляет 35-40 часов. В результате жизнедеятельности микробов в культуральной жидкости накапливается геллановая камедь в концентрации 0,9-1,0% Далее ее выделяют, очищают и сушат.The usual production process consists of two phases - the growth phase of microorganisms and the accumulation phase of gum. The first phase lasts 30-48 hours. The seed culture is introduced into the nutrient medium (glucose, tryptone, mineral salts), the cultivation conditions are maintained, and after the allotted time is transferred to another fermenter with a different component composition of the nutrient medium (sugar, soy protein isolate, mineral salts) (second phase). The duration of the second phase is 35-40 hours. As a result of the life of microbes in the culture fluid, gellan gum accumulates in a concentration of 0.9-1.0%. Then it is isolated, cleaned and dried.

Техническая проблема заключается в том, что в известных способах производства время наработки камеди является достаточно длительным, при этом в культуральной жидкости накапливается геллановая камедь в концентрации только в пределах 0,9-1,0%.The technical problem lies in the fact that in the known production methods, the operating time of the gum is quite long, while gellan gum accumulates in the culture fluid in a concentration of only 0.9-1.0%.

Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.The objective of the present invention is to remedy the above disadvantages.

Технический результат заключается в сокращении времени наработки камеди и повышении конечной концентрации камеди в культуральной жидкости.The technical result is to reduce the operating time of the gum and increase the final concentration of gum in the culture fluid.

Технический результат обеспечивается тем, что способ получения геллановой камеди включает внесение посевной культуры Sphingomonas elodea в питательную среду, содержащую глюкозу, триптон, минеральные соли, добавление в состав питательной среды крезацина в количестве 1-12 мг на литр питательной среды, поддержание условий культивирования на первой стадии в течение 28-35 часов, перенос культуры в другой ферментер на вторую стадию с другим компонентным составом питательной среды, включающей сахар, белковый изолят сои, минеральные соли, поддержание условий культивирования на первой стадии в течение 19-29 часов, ферментирования Sphingomonas elodea в ферментационном бульоне; осветления ферментационного бульона; деацилирования осветленного ферментационного бульона щелочным агентом; осаждения геллановой камеди из ферментационного бульона, очистка и сушка.The technical result is ensured by the fact that the method of producing gellan gum includes the introduction of a seed culture of Sphingomonas elodea in a nutrient medium containing glucose, tryptone, mineral salts, adding to the composition of the nutrient medium krezacin in an amount of 1-12 mg per liter of nutrient medium, maintaining the cultivation conditions at the first stages for 28-35 hours, transferring the culture to another fermenter to the second stage with a different component composition of the nutrient medium, including sugar, soy protein isolate, mineral salts, maintaining the condition s in the first step cultivation for 19-29 hours, fermenting Sphingomonas elodea in a fermentation broth; clarification of the fermentation broth; deacylation of the clarified fermentation broth with an alkaline agent; deposition of gellan gum from the fermentation broth, purification and drying.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Способ получения геллановой камеди включает внесение посевной культуры Sphingomonas elodea в питательную среду, содержащую глюкозу, триптон, минеральные соли (хлористый натрий и другие соли натрия, магния, калия). Качественный и количественный состав является следующим, г/л:A method of producing gellan gum involves the introduction of a seed culture of Sphingomonas elodea in a nutrient medium containing glucose, tryptone, mineral salts (sodium chloride and other salts of sodium, magnesium, potassium). Qualitative and quantitative composition is as follows, g / l:

триптонtryptone 5,05,0 глюкозаglucose 1,01,0 минеральные солиmineral salts 3,03.0 дистиллированная водаdistilled water до 1 лup to 1 l

Кроме того, добавляют в состав питательной среды крезацин (трис(2-гидроксиэтил)аммоний о-толилоксиацетат) в количестве 1-12 (оптимально 3,5) мг на литр питательной среды. Поддерживают условия культивирования на первой стадии в течение 28-35 часов. На первой стадии добавка крезацина незначительно повышает скорость роста бактерий (время фазы сократилось до 28-35 часов с 30-48 часов) и улучшает усвоение азота на 15-18%.In addition, crezacin (tris (2-hydroxyethyl) ammonium o-tolyloxyacetate) is added to the composition of the nutrient medium in an amount of 1-12 (optimally 3.5) mg per liter of nutrient medium. The cultivation conditions in the first stage are maintained for 28-35 hours. In the first stage, the addition of crezacin slightly increases the growth rate of bacteria (the phase time decreased to 28-35 hours from 30-48 hours) and improves the assimilation of nitrogen by 15-18%.

Далее осуществляют перенос культуры в другой ферментер на вторую стадию с другим компонентным составом питательной среды, включающей сахар, белковый изолят сои, минеральные соли (соли натрия, магния, калия). Качественный и количественный состав является следующим, г/л:Then carry out the transfer of culture to another fermenter in the second stage with a different component composition of the nutrient medium, including sugar, soy protein isolate, mineral salts (sodium, magnesium, potassium salts). Qualitative and quantitative composition is as follows, g / l:

сахар 10-13,sugar 10-13,

белковый изолят сои 2,5-3,5,soy protein isolate 2.5-3.5,

минеральные соли 0,6mineral salts 0.6

вода - остальное.water is the rest.

Поддерживают условия культивирования на первой стадии в течение 19-29 часов. При этом усвоение белка повышается на 15-18%, а время культивирования сокращается с 35-40 часов до 19-29 часов. Таким образом, сокращается время наработки камеди, повышается конечная концентрация камеди в культуральной жидкости до 1,3-1,5%.The cultivation conditions in the first stage are maintained for 19-29 hours. In this case, protein assimilation increases by 15-18%, and the cultivation time is reduced from 35-40 hours to 19-29 hours. Thus, the operating time of the gum is reduced, the final concentration of gum in the culture fluid increases to 1.3-1.5%.

Осуществляют ферментирования Sphingomonas elodea в ферментационном бульоне при температурах от примерно 25 до примерно 35°С (предпочтительно при 27°С). Величину рН гелланового ферментационного бульона поддерживают ниже примерно 6,5, в течение всего процесса получения геллана и, особенно, во время пастеризации или стадии тепловой обработки. Величину рН бульона регулируют путем добавления подходящей кислоты, такой как серная, соляная, фосфорная кислоты или лимонная кислота до достижения нужной величины рН.Fermentation of Sphingomonas elodea is carried out in a fermentation broth at temperatures from about 25 to about 35 ° C (preferably at 27 ° C). The pH of the gellan fermentation broth is kept below about 6.5 throughout the entire process of producing gellan and, especially, during pasteurization or the heat treatment step. The pH of the broth is adjusted by adding a suitable acid, such as sulfuric, hydrochloric, phosphoric acid or citric acid to achieve the desired pH value.

Осуществляют осветление ферментационного бульона посредством фильтрации.Carry out clarification of the fermentation broth by filtration.

Деацилирования осветленного ферментационного бульона производят щелочным агентом, в качестве которого используют гидроксид калия, или гидроксид натрия, или тринатрия фосфат. Деацилирование может быть осуществлено в процессе ферментации.Deacylation of the clarified fermentation broth is carried out with an alkaline agent, which is used as potassium hydroxide, or sodium hydroxide, or trisodium phosphate. Deacylation can be carried out during the fermentation process.

Бульон пастеризуют при температуре от 80°С до примерно 110°С, предпочтительно при примерно 95°С, в течение менее примерно 5 мин, предпочтительно, примерно 0,5-1,5 мин, обычно в течение примерно 1 мин.The broth is pasteurized at a temperature of from 80 ° C to about 110 ° C, preferably at about 95 ° C, for less than about 5 minutes, preferably about 0.5-1.5 minutes, usually for about 1 minute.

Геллан осаждают после пастеризации, например, путем добавления спирта, такого как изопропиловый спирт или этанол. Осажденные волокна геллана высушивают при температуре от 40°С до 100°С, обычно при 75°С до достижения содержания твердых веществ равного примерно 85-98%, предпочтительно от примерно 92% до примерно 95% твердых веществ. Высушенное волокно затем измельчают в тонко дисперсные порошки любым подходящим методом.Gellan is precipitated after pasteurization, for example, by adding an alcohol such as isopropyl alcohol or ethanol. The precipitated gellan fibers are dried at a temperature of from 40 ° C. to 100 ° C., usually at 75 ° C., until a solids content of about 85-98%, preferably from about 92% to about 95% solids, is reached. The dried fiber is then pulverized into finely divided powders by any suitable method.

Claims (1)

Способ получения геллановой камеди, включающий внесение посевной культуры Sphingomonas elodea в питательную среду, содержащую глюкозу, триптон, минеральные соли, добавление в состав питательной среды крезацина в количестве 1-12 мг на литр питательной среды, поддержание условий культивирования на первой стадии в течение 28-35 часов, перенос культуры в другой ферментер на вторую стадию с другим компонентным составом питательной среды, включающей сахар, белковый изолят сои, минеральные соли, поддержание условий культивирования на первой стадии в течение 19-29 часов, ферментирование Sphingomonas elodea в ферментационном бульоне; осветление ферментационного бульона; деацилирование осветленного ферментационного бульона щелочным агентом; осаждение геллановой камеди из ферментационного бульона, очистку и сушку .A method of producing gellan gum, including the introduction of a seed culture of Sphingomonas elodea in a nutrient medium containing glucose, tryptone, mineral salts, adding to the composition of the nutrient medium krezacin in an amount of 1-12 mg per liter of nutrient medium, maintaining the cultivation conditions in the first stage for 28- 35 hours, transferring the culture to another fermenter to the second stage with a different component composition of the nutrient medium, including sugar, soy protein isolate, mineral salts, maintaining the cultivation conditions in the first stage for ies 19-29 hours, fermentation of Sphingomonas elodea in a fermentation broth; clarification of the fermentation broth; deacylation of the clarified fermentation broth with an alkaline agent; precipitation of gellan gum from the fermentation broth, cleaning and drying.
RU2018140640A 2018-11-19 2018-11-19 Method of producing gellan gum RU2695871C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018140640A RU2695871C1 (en) 2018-11-19 2018-11-19 Method of producing gellan gum

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018140640A RU2695871C1 (en) 2018-11-19 2018-11-19 Method of producing gellan gum

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2695871C1 true RU2695871C1 (en) 2019-07-29

Family

ID=67586775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018140640A RU2695871C1 (en) 2018-11-19 2018-11-19 Method of producing gellan gum

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2695871C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813893C1 (en) * 2023-07-03 2024-02-19 Общество с ограниченной ответственностью "Зеленые линии" Method of producing highly acylated gellan gum

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008076719A2 (en) * 2006-12-15 2008-06-26 Cp Kelco U.S., Inc. Ultra high performance clarified gellan gums
RU2377870C2 (en) * 2004-05-26 2010-01-10 СиПи КЕЛКО Ю.Эс., ИНК. Production method of gellan gum, gum produced by this method and drink containing this gum

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2377870C2 (en) * 2004-05-26 2010-01-10 СиПи КЕЛКО Ю.Эс., ИНК. Production method of gellan gum, gum produced by this method and drink containing this gum
WO2008076719A2 (en) * 2006-12-15 2008-06-26 Cp Kelco U.S., Inc. Ultra high performance clarified gellan gums

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813893C1 (en) * 2023-07-03 2024-02-19 Общество с ограниченной ответственностью "Зеленые линии" Method of producing highly acylated gellan gum

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2054329C (en) Process for preparing trehalulose and isomaltulose
KR100236507B1 (en) Gellan rubber for odorless gel
FR2644178A1 (en) MICROORGANISM OF THE SPECIES BACILLUS COAGULANS AND METHOD USING THE MICROORGANISM TO PRODUCE OPTICALLY PURE L (+) LACTIC ACID
JP3301140B2 (en) Method for producing L-glutamic acid by fermentation method
CN110734884A (en) Low-salt culture medium and culture method for lactobacillus paracasei
CN115029259B (en) Siamese bacillus capable of degrading soybean meal, microbial agent and application thereof
JPH04365493A (en) Production of l-glutamic acid by fermentation method
RU2695871C1 (en) Method of producing gellan gum
JPH0564597A (en) Production of riboflavin by fermentation
CN111996136A (en) A kind of Pseudomonas fluorescens fermentation medium, culture method and application
CA1074241A (en) Production of xanthane-type polysaccharides
JP2756360B2 (en) Method for producing trehalulose and palatinose
WO2023043063A1 (en) Microalgae strain having effect of promoting plant growth and use thereof
JPH11501822A (en) Process for producing clavulanic acid and / or its salt
US20190144903A1 (en) Fermentation method for producing gellan gum
CN115873743B (en) High-allantoin-yield fermentation lactobacillus mucilaginosus and application thereof
RU2205216C2 (en) Strain of bacterium enterococcus faecium b-2240 d as producer of optically pure l-(+)-lactic acid and industrial method for preparing l-(+)-lactic acid or its salts
RU2813893C1 (en) Method of producing highly acylated gellan gum
RU2175014C2 (en) Method of lactic acid producing
RU2312140C2 (en) Strain corynebacterium ammoniagenes as producer of 5'-xanthylic acid and method for preparing 5'-xanthylic acid
JPH0783706B2 (en) How to improve the quality of alcoholic beverages
CH666049A5 (en) BACTERIOLYTIC ENZYME AND PROCESS FOR PREPARING THE SAME.
JP2933842B2 (en) Dextran production method
RU2824891C2 (en) Method for cultivation of lactic acid bacteria using as growth stimulator of disintegrated biomass of microalgae chlorella vulgaris, accumulated during treatment of waste water
RU2061037C1 (en) Nutrient medium for bifidobacterium and lactobacterium biomass accumulating

Legal Events

Date Code Title Description
RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20200127