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  • 韋蘭膠的國內外研究現狀
  • 來源:網絡        2019-09-25         3193
【摘要】

繼黃原膠、結冷膠之后最具市場前景的第3代微生物膠——韋蘭膠是Alcaligenes sp.ATCC 31555產生的胞外多糖。國外早在20世紀80、90年代就開始研究韋蘭膠的結構、構象、性質和應用,國內目前只有南京工業大學和南昌大學從事這方面的研究,還未見韋蘭膠生產的公開報道。

韋蘭膠是Alcaligenes sp.ATCC 31555產生的胞外多糖,被認為是繼黃原膠、結冷膠之后最具市場前景的第3代微生物膠,也被稱為威蘭膠、威倫膠或維蘭膠。研究表明韋蘭膠屬于典型的假塑性流體,具有良好的增稠性、懸浮性、乳化性,尤其是具有耐高溫、耐酸堿、耐鹽性能。韋蘭膠水溶液對熱穩定,在溫度開高至149℃時,其黏度基本不變,其耐溫極限值比黃原膠高20~30℃。韋蘭膠水溶液對酸、堿穩定,其黏度在pH2~13范圍內基本不受影響;對鹽的穩定性也高,使其可作為增稠劑、懸浮劑、乳化劑、穩定劑和保水劑應用于工、農業生產的諸多方面。

韋蘭膠

韋蘭膠的國內外研究現狀

國外早在20世紀80、90年代就開始研究韋蘭膠的結構、構象、性質和應用,但未見對其發酵和生產方面的報道。我國于近年開始進行韋蘭膠方面的研究,韋蘭膠搖瓶發酵的產率大多在17g/L左右,僅有少數報道其膠產率超過20g/L;上罐發酵韋蘭膠的產率普遍高于搖瓶發酵的水平。但迄今為止,韋蘭膠在國內還沒有實現工業化生產,美國Kelco公司仍是全球惟一的韋蘭膠生產供應商。

1、韋蘭膠的國外研究現狀

韋蘭膠是美國Kelco公司80年代繼黃原膠、結冷膠之后開發的最有市場前景的微生物多糖之迄今為止美國的Kelco公司是韋蘭膠全球唯一的生產、供應商。目前國外僅有一些關于其結構和應用性的專利報道。Jansson口等研究表明它的結構骨架由D-葡萄糖、D-葡糖醛酸、D-葡萄糖和L-鼠李糖的單元組成,側鏈由單鏈的L-甘露糖或單鏈的L-鼠李糖構成。Alen等研究發現側鏈連接鼠李糖的兒率占2/3此外約有半數的四糖片斷上帶有乙?;案视突鶊F。Brant等人報道水溶液中韋蘭膠分子主要是分子內的范德華力作用,側鏈和主鏈間的氫鍵作用。

Kang weeder研究表明在0.19% KC1溶液中此膠具有高粘度,它還表現出優良的醋酸穩定性和熱穩定性,在0.19% NaOH存在下加熱可形成凝膠。Stankowski Zeller報道韋蘭膠可應用于油井鉆探,是很好的驅油劑,可大大提高采油率。有研究表明水泥成分中加入水泥干重量的0.01%~0.9%的韋蘭膠可以增加水泥的可塑性,懸浮量,空氣含量,抗下陷能力以及流動特性和抗失水性。

2、韋蘭膠的國內研究現狀

國內目前只有南京工業大學和南昌大學從事這方面的研究。南京工業大學的李莎等研究表明韋蘭膠生產菌NX-3產膠的最佳環境為搖床轉速200r/min裝液量100mL/500mL初始pH在7.5左右,發酵溫度30℃;最優的營養配比:蔗糖濃度49g/L酵母膏濃度6.5g/L、K2HPO4 2g/L、MgSO4 0.3g/L。南京工業大學制藥與生命科學學院的郭朝江等通過采用低能N+注入誘變選育威蘭膠高產菌的方法,誘變菌株A lcaligenes spNX-3最終得到的A lcaigenes sp.NX-3-1菌株在7.5L發酵罐上韋蘭膠最高產量達到26.4g/L。

南昌大學的陳芳研究表明韋蘭膠的最佳發酵培養基配方為:蔗糖40g/L酵母3g/L、K2HP04.7H205g/L、MgS04.H202g/L、FeS04.7H20bpm、CaCl20.5g/L,韋蘭膠產率由原來的7.31g/L上升到17.23g/L最佳發酵工藝參數為:接種齡18h、接種量0.5%、裝液量40nL(250nL搖瓶)、初始H7.0搖床轉速220r/min培養溫度30℃、培養時間72h在此條件下,韋蘭膠產率達20.64g/L。陳芳等研究表明韋蘭膠水溶液呈假塑性流體特征,具有良好的剪切稀化性,H、溫度對韋蘭膠水溶液粘度均無影響,鹽對韋蘭膠水溶液粘度有較大的影響。

郭建軍等研究表明韋蘭膠與黃原膠有很好的協同增效作用。山東省食品發酵工業研究設計院自2006年開始進行韋蘭膠生產技術方面的研究,實驗室發酵產率達到21.5g/L,在完成100L自動發酵罐發酵和后提取技術探索后?,F已進行多批次1t罐中試實驗,產膠穩定在19g/L,仍有很大提高空間。目前國內還未見韋蘭膠生產的公開報道。


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