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威兰胶中性蛋白酶法脱蛋白的研究

食品工业科技 2015年第7期36卷 93-96页

作者：邓宽李娜邵闯段能章望重赵萌湖北工业大学轻工学部食品与制药工程学院湖北武汉430068

研究中性蛋白酶法制备低蛋白威兰胶的最佳工艺及对威兰胶样品性质的影响。本实验通过单因素实验和正交优化实验,确定了中性蛋白酶对威兰胶样品的最优除蛋白工艺。结果表明,当威兰胶浓度1%、温度50℃、p H6.5、酶底比1m L/g时,水解威兰... 详细信息

研究中性蛋白酶法制备低蛋白威兰胶的最佳工艺及对威兰胶样品性质的影响。本实验通过单因素实验和正交优化实验,确定了中性蛋白酶对威兰胶样品的最优除蛋白工艺。结果表明,当威兰胶浓度1%、温度50℃、p H6.5、酶底比1m L/g时,水解威兰胶样品6h获得65.3%的最高威兰胶蛋白质去除率;另外,比较了酶处理前后威兰胶样品的各组分含量和表观粘度,结果发现,中性蛋白酶降低了威兰胶样品中的蛋白质含量、提高了多糖含量,并保持了威兰胶的高粘度特性。因而,中性蛋白酶法是制备低蛋白、高品质威兰胶产品的有效方法。

关键词：威兰胶脱蛋白中性蛋白酶

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威兰胶发酵液脱除菌体的酶解工艺研究

广西大学学报（自然科学版） 2020年第4期45卷 871-875页

作者：刘建国谭雯斐姚传凯朱虎中国石油大学(华东)化学工程学院山东青岛266580

为研究威兰胶发酵液的菌体去除工艺与菌体脱除效果之间的关系,采用单因素优化法,考察了反应温度、反应体系pH值、溶菌酶用量和搅拌速率等操作条件对菌体去除率的影响。试验结果确定的菌体脱除工艺为:反应温度为40℃,反应体系pH为6.5,溶... 详细信息

为研究威兰胶发酵液的菌体去除工艺与菌体脱除效果之间的关系,采用单因素优化法,考察了反应温度、反应体系pH值、溶菌酶用量和搅拌速率等操作条件对菌体去除率的影响。试验结果确定的菌体脱除工艺为:反应温度为40℃,反应体系pH为6.5,溶菌酶加入量为1.0%,搅拌速率为600 r/min。在此条件下,威兰胶发酵液中蛋白质的去除率为89.2%。经醇沉工艺提取后,威兰胶产品中菌体去除率为93.6%。

关键词：威兰胶菌体溶菌酶脱除酶解法

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发酵液中威兰胶的乙醇沉淀行为

食品与生物技术学报 2012年第3期31卷 259-265页

作者：曹花季新跃詹晓北蒋芸郑志永姬彬吴剑荣江南大学生物工程学院江苏无锡214122 无锡市恒禾工程咨询设计有限公司江苏无锡214031

作者研究了发酵液中威兰胶在乙醇溶剂作用下的沉淀行为,分析了乙醇质量浓度、pH值、盐离子种类和盐浓度等因素对威兰胶沉淀效果的影响,以及对沉淀物最终产物流变学性能的影响。确定威兰胶的最佳沉淀条件为:当添加2.5mol/LCaCl2溶液使威... 详细信息

作者研究了发酵液中威兰胶在乙醇溶剂作用下的沉淀行为,分析了乙醇质量浓度、pH值、盐离子种类和盐浓度等因素对威兰胶沉淀效果的影响,以及对沉淀物最终产物流变学性能的影响。确定威兰胶的最佳沉淀条件为:当添加2.5mol/LCaCl2溶液使威兰胶发酵液中的最终电荷浓度达到0.1mol/L,pH调至2.0,乙醇质量浓度为37.6g/dL时,可以有效沉淀分离得到威兰胶,收率为92.5%,并保持良好的流变学性能,比对照条件下的乙醇用量节省了73.3%。

关键词：威兰胶发酵液乙醇沉淀

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威兰胶脱除菌体/蛋白质的酶解工艺研究

威兰胶脱除菌体/蛋白质的酶解工艺研究

作者：姚传凯中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

威兰胶是由革兰氏阴性菌Alcaligenes sp.分泌的一种新型胞外多糖,由于其具有优良的稳定性、剪切稀释性、增稠性、悬浮性和乳化性,在建筑、石油开采和印染等领域具有广泛的应用前景。但由于现阶段提取工艺的限制,导致威兰胶中含有大量的... 详细信息

威兰胶是由革兰氏阴性菌Alcaligenes sp.分泌的一种新型胞外多糖,由于其具有优良的稳定性、剪切稀释性、增稠性、悬浮性和乳化性,在建筑、石油开采和印染等领域具有广泛的应用前景。但由于现阶段提取工艺的限制,导致威兰胶中含有大量的菌体和蛋白质,使得其在食品、化妆品及医药领域的应用受到了限制。首先,本论文利用鞘氨醇单孢杆菌(Sphingomonas ***)作为生产威兰胶的菌株,尝试了利用离心法去除威兰胶发酵液中菌体的可能性,通过对相对离心力、稀释倍数等的优化发现,离心操作无法将威兰胶和菌体进行分离。随后,采用溶菌酶酶解法对菌体的去除进行了研究,经过参数优化,获得的最佳酶解工艺为:反应温度40℃,溶液pH值为6.5,加酶量1%,搅拌速率为600 rpm。在此条件下,酶解法可去除发酵液中86.2%的菌体。另外,实验结果表明,威兰胶粗品的制备过程又可以去除40%的剩余菌体,使最终的菌体去除率达91.7%。其次,本论文选用乙醇作为沉淀剂,对威兰胶粗品的制备工艺进行了设计和优化,最终获得的最佳制备工艺为:发酵液与乙醇的混合比例为1:5.5(体积比),乙醇沉淀温度和时间分别为20℃、6 h,威兰胶沉淀物采用过滤分离,样品最后经冷冻干燥处理。最后,本论文利用单因素法和响应面法对威兰胶粗品脱除蛋白质的酶解工艺进行了研究,获得的最佳酶解工艺为:反应温度49.2℃,溶液pH值为2.45,酶底比4.74%,搅拌速率为530 rpm。在此条件下,蛋白质的去除率达到95%。

关键词：威兰胶分离提取菌体去除蛋白质脱除工艺研究

威兰胶与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠之间的相互作用

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威兰胶与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠之间的相互作用

作者：徐龙山东大学

学位级别：硕士

水溶性大分子聚合物与表面活性剂复合体系在实际应用中已倍受关注。聚合物与表面活性剂的相互作用往往可使聚合物链的构象发生变化,同时,聚合物的存在可影响表面活性剂溶液的物理化学性质。表面活性剂和聚合物共存常常产生独特性质和功... 详细信息

水溶性大分子聚合物与表面活性剂复合体系在实际应用中已倍受关注。聚合物与表面活性剂的相互作用往往可使聚合物链的构象发生变化,同时,聚合物的存在可影响表面活性剂溶液的物理化学性质。表面活性剂和聚合物共存常常产生独特性质和功能,这些特性往往优于任一纯组分体系。因此,研究聚合物与表面活性剂的相互作用具有极其重要的意义,不仅可丰富胶体与界面科学的理论基础,而且可指导水溶性大分子与表面活性剂复合体系在生物、化学、医药、采矿和石油开发以及日常生活中的实际应用。尤其是在油田开发中,水溶性大分子常常用于聚合物驱、聚合物／表面活性剂二元复合驱和聚合物／表面活性剂／碱三元复合驱。聚合物与表面活性剂的相互作用将显著影响其应用效果。可再生的多糖具有天然、无毒、可持续、使用安全等诸多优点,其与表面活性剂间的相互作用既可以模拟天然生物大分子与表面活性剂相互作用的生命迹象,又可指导石油工业等生产中许多产品的配方设计。因此,有关多糖与表面活性剂复合体系的物化性质、多糖与表面活性剂形成的聚集体结构及相互作用机理等方面的研究已引起众多研究者的兴趣。阴-非离子表面活性剂兼具非离子型和阴离子型表面活性剂的优点,以其温和、安全、易生物降解和多功能型等特点,越来越受到人们的青睐。但是多糖与阴-非离子表面活性剂相互作用的研究尚不多见。本文运用表面张力、荧光探针及流变学等技术首先研究了威兰胶、黄原胶和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)各自的物化性质,然后考察了威兰胶、黄原胶与AES复合体系在表面、体相及起泡、稳泡方面的协同作用,期望通过我们的研究能够为威兰胶、AES及两者的复合体系在强化采油及其它工业应用中提供基础数据和理论指导。论文主要包括以下五部分的内容：论文第一章概述了微生物多糖的研究现状,综述了多糖与不同类型表面活性剂相互作用的研究进展,阐明了本论文的研究意义和目的。论文第二章系统地考察了浓度、温度和盐度对威兰胶水溶液流变性的影响,同时对比研究了相同条件下黄原胶的流变性质。实验结果表明：与黄原胶相比,威兰胶具有更好的增粘效果,更优异的抗剪切、抗温及抗盐性能;岩心驱替实验结果显示了威兰胶的驱油效率明显高于黄原胶。威兰胶和黄原胶溶液的流变行为的差异反映出威兰胶和黄原胶各自分子间相互作用机理的不同,威兰胶比黄原胶更容易形成双螺旋结构,而且双螺旋采取了一种和黄原胶不同的排列形式。由于分子内及分子间的吸引力,威兰胶相邻双螺旋间的排列类似于拉链一样平行排列,分子间的缠绕或交联程度增强,形成的网络结构更加牢固,能够抵抗更强的外加应力、温度及离子强度,因此,威兰胶水溶液具有更高的粘弹性,表现出更高的驱油效率。论文第三章研究了AES在不同无机盐、模拟地层水和模拟海水中的聚集行为。对AES/无机盐溶液表面活性及流变性的研究表明：无机盐能够促使AES形成蠕虫状胶束溶液,AES的EO基团在AES/无机盐胶束溶液的形成中起到了关键作用。相同浓度时,三种无机盐中AES降低表面张力的效率和能力为：CaCl2>MgCl2>NaCl;三种不同水介质中AES降低表面张力的效率和能力为：模拟海水>模拟地层水>纯水。AES/无机盐胶束溶液的稳态剪切粘度可用Cross经验方程描述。AES和无机盐的配比有一最佳值,此时体系的表观粘度最大,粘弹性最强。温度升高,AES/无机盐溶液的表观粘度及粘弹性降低,粘度较高的溶液剪切活化能较大。AES/无机盐溶液的动态粘弹性基本符合Maxwell模型,可以用Cole-Cole图较好地拟合。浓度相同时,Ca2+、Mg2+作用强于Na+;离子强度相同时,Na+的作用最强。无机盐对AES蠕虫状胶束的形成与反离子的水化半径和所带电荷数有关,而且后者占主导作用,同时,多价阳离子和AES的EO基团之间的络合作用也对AES胶束溶液的形成发挥了积极作用。论文第四章采用体相流变、表面张力和荧光探针方法研究了威兰胶与AES复合体系的性质,并和黄原胶/AES复合体系进行了比较。研究结果表明：威兰胶/AES复合体系表现出剪切变稀性,为假塑性流体。AES对威兰胶/AES复合体系表观粘度的影响不大,动态模量略有升高,表现出以弹性为主的性质。威兰胶/AES体系的表观粘度、复合模量、储能模量及损耗模量均大于黄原胶/AES复合体系,表明威兰胶/AES复合体系比黄原胶/AES复合体系具有更好的粘弹性、更强的抗干扰能力。威兰胶、黄原胶分子结构中皆没有疏水基团,与AES之间无法产生疏水缔合作用,而且两者与AES带同种电荷,静电排斥作用阻碍了两者之间的相互作用,因此,AES分子聚集体对威兰胶和黄原胶的流变性影响不大。由于威兰胶本身增粘效果优于黄原胶,所以威兰胶/AES复合体系的粘弹性强于黄原胶/AES复合体系。总的来看,威兰胶/AES复合体系既能达到较低界面张力,又能保持较高的表观粘度,并且优于黄原胶/AES

关键词：威兰胶黄原胶脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES) 无机盐体相流变表面张力泡沫

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威兰胶对水泥及混凝土基本性能的影响研究

威兰胶对水泥及混凝土基本性能的影响研究

作者：张皓南湖南大学

学位级别：硕士

威兰胶(welan gum)是近年来逐渐兴起的一种微生物多糖。因为其突出的性质让它在石油开采等行业已经有了极为广泛的应用。大量研究与应用发现,威兰胶有理想的增稠特性,少量掺入之后溶液粘度就会有很大的提升,可以用做工程中的增稠剂,而... 详细信息

威兰胶(welan gum)是近年来逐渐兴起的一种微生物多糖。因为其突出的性质让它在石油开采等行业已经有了极为广泛的应用。大量研究与应用发现,威兰胶有理想的增稠特性,少量掺入之后溶液粘度就会有很大的提升,可以用做工程中的增稠剂,而且还有很好的悬浮和乳化作用。威兰胶溶液是典型具有假塑性性质的流体,拥有良好的剪切稀释性能。除此之外,威兰胶性质稳定,有很强的温度稳定性,耐酸耐碱能力好。威兰胶展现出的突出特质让它有极为广泛的应用前景。目前国内外将威兰胶应用于水泥基材料的研究极为有限,并且大多数研究都集中在威兰胶对水泥和混凝土流变性能的影响。现有研究结果显示,威兰胶能够显著改善混凝土拌合物的工作性能,提高流动性和保水性。通过延缓水泥颗粒的水化反应进程,来达到延缓水泥或者混凝土的初凝和终凝时间的目的。本文针对现在国内市场上出现的两个等级的威兰胶:食品级和工业级威兰胶。将他们分别加入到水泥中,采用内掺法测试两个不同等级的威兰胶在不同掺量下对水泥基材料的流动性、强度、自收缩和早期水化放热速率的不同影响,并通过微观结构观察,分析解释引起宏观性能差异的微观因素。实验结果表明:(1)威兰胶得掺入能够增加水泥胶砂的标准稠度用水量,延长凝结时间。掺量越大,影响效果越明显。食品级威兰胶对标准稠度用水量的影响比工业级威兰胶更为效果明显,相同掺量下,两者对水泥凝结时间的影响差异较小。加入威兰胶后流动度随掺量的增加先增大后减小。(2)两种威兰胶对强度发展呈现早期抑制的现象,掺量越大抑制效果越明显,且工业级威兰胶抑制效果更明显。这与威兰胶能够显著降低水泥的7d水化反应速率有关。食品级威兰胶对水化反应速率的影响效果更明显,随掺量的增加,反应速率降低;工业级威兰胶对水泥的7d水化反应速率抑制效果稍弱,且抑制效果和掺量之间相关性较差。而水泥净浆3d的XRD测试中CH、CS和CS含量的变化情况也能对此现象进行解释。两种威兰胶对水泥净浆28d强度影响较小;在水泥胶砂和混凝土中,食品级威兰胶对28d强度有明显的先增强后降低的影响。强度最大值均出现在0.05%掺量组。工业级威兰胶对胶砂的28d强度影响都是随掺量的增加而降低。(3)两种威兰胶的加入都引起了水泥砂浆自收缩的增大。加入食品级威兰胶的实验组水泥胶砂28d自收缩的收缩率一直呈继续增大的趋势。加入工业级威兰胶的实验组前7d自收缩发展较快,在7d到28天之间发展速率逐渐降低。(4)通过压汞实验对水泥胶砂孔隙率进行测定。我们可以知道随着威兰胶掺量的增加,水泥砂浆的孔隙率先有小幅度的降低,而后迅速增加,中间孔径随着掺量的增加而增加。结合SEM电镜的微观分析,我们得知威兰胶的加入通过分散作用让水泥颗粒分散的更均匀,出现了更多的水化核心,同时也引起了孔隙率的增加。但我们也可以明显看出威兰胶的存在抑制了钙矾石的生长,但是食品级威兰胶实验组的抑制效果要稍逊与工业级威兰胶实验组。食品级威兰胶加入后试件的孔隙率水平要比工业级威兰胶实验组低,而中间孔径的变化趋势刚好相反。这也从另一个角度解释了两种威兰胶对水泥胶砂强度发展的不同影响。

关键词：威兰胶水泥胶砂水化热收缩强度微观结构

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威兰胶发酵工艺优化及结构性能的研究

威兰胶发酵工艺优化及结构性能的研究

作者：李莎南京工业大学

学位级别：硕士

威兰胶是由产碱杆菌NX-3(Alcaligenes sp.)分泌的可溶性胞外多糖,该多糖水溶液具有出色的流变学特性,可以很好的控制水相物质的流变性,使它有望作为增稠剂,悬浮剂,乳化剂应用于工农业生产的各个领域。目前国际上仅美国凯可公司拥有产业... 详细信息

威兰胶是由产碱杆菌NX-3(Alcaligenes sp.)分泌的可溶性胞外多糖,该多糖水溶液具有出色的流变学特性,可以很好的控制水相物质的流变性,使它有望作为增稠剂,悬浮剂,乳化剂应用于工农业生产的各个领域。目前国际上仅美国凯可公司拥有产业化技术,但是有关生产的情况却严加保密。国内对此微生物多糖的研究未见公开的报道。本文利用实验室保藏的产碱杆菌摇瓶发酵生产威兰胶,以提高威兰胶的产量为目的,研究了发酵的营养条件和环境条件;对发酵法得到的多糖产品进行了结构表征,同时展开了水溶液性能的研究。论文的主要工作及结论有: 1. 发酵条件优化本论文采用单因素的实验方法确定发酵培养基的碳源、氮源分别为蔗糖和酵母膏,然后采用中心复合设计法对培养基的主要成分进行分析和优化,结果表明,最优发酵培养基配方:蔗糖49g·L,酵母膏6.5g·L,KPO 2g·L,MgSO 0.3 g·L,根据预测的最优发酵培养基配方,产量由10.78g·L-1提高至22.85g·L。统计分析得各因素对发酵影响的显著次序为:蔗糖> KHPO>酵母膏> MgSO。最佳环境条件组合为摇床转速200r/min、装液量100mL/500mL、初始pH7.5 左右、发酵温度30℃。 2. 威兰胶结构的初步研究建立了威兰胶粗品的纯化工艺,得到了高纯度的分析样品,经TLC、GC 以及化学法、IR 和高碘酸氧化分析得威兰胶是由葡萄糖、甘露糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸组成的杂多糖;甘露糖:葡萄糖:鼠李糖为1:1.35:2.11;总糖含量87.3%,葡萄糖醛酸含量为12.44%;糖苷键类型主要为(1→3)和(1→4)。 3. 威兰胶溶液的性能研究考察多糖溶液粘度与剪切速率、溶液浓度、温度、酸碱度以及盐离子种类和浓度等因素之间的关系,结果表明多糖水溶液的流体特征表现为假塑型,耐酸碱,在pH2.0～13.0 的范围内粘度稳定;耐高温,在150℃内不发生明显降解;部分盐类对威兰胶的增稠性有协同效应。

关键词：威兰胶 Alcaligenes sp. NX-3 发酵结构性能

Alcaligenes ***-3产威兰胶的补料分批发酵工艺研究

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食品与发酵工业 2009年第1期35卷 1-4页

作者：李会李莎冯小海汪芙蓉徐虹南京工业大学制药与生命科学学院、材料化学国家重点实验室江苏南京210009

在7.5L发酵罐上考察了Alcaligenes ***-3产威兰胶的发酵工艺。选用葡萄糖为碳源,通过分析比较不同初糖浓度下的细胞比生长速率和产物比合成速率,进一步研究了不同补料方式对产胶的影响。结果表明,采用分批补糖发酵工艺,威兰胶产量较分... 详细信息

在7.5L发酵罐上考察了Alcaligenes ***-3产威兰胶的发酵工艺。选用葡萄糖为碳源,通过分析比较不同初糖浓度下的细胞比生长速率和产物比合成速率,进一步研究了不同补料方式对产胶的影响。结果表明,采用分批补糖发酵工艺,威兰胶产量较分批发酵提高了13.6%,而且有效地缩短了发酵周期。在50L发酵罐上进行补料分批发酵放大实验,威兰胶产量高达27.0g/L,葡萄糖转化率由初始的44%提高到54%。

关键词：威兰胶 Alcaligenes sp.NX-3 补料分批发酵分批发酵

Sphingomonas sp.生产威兰胶分批发酵动力学

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食品与生物技术学报 2015年第5期34卷 507-511页

作者：许晓鹏郑志永朱莉詹晓北江南大学生物工程学院江苏无锡214122 江南大学粮食发酵工艺及技术国家工程实验室江苏无锡214122

为了优化革兰氏阴性棒状杆菌(Sphingomonas sp.)生产的发酵过程,对该菌发酵生产威兰胶分批发酵动力学进行了研究,利用数学建模方法得到了描述该菌株在7 L发酵罐中菌体生长、威兰胶合成和氮源消耗动力学数学模型。实验和模型数据的比较... 详细信息

为了优化革兰氏阴性棒状杆菌(Sphingomonas sp.)生产的发酵过程,对该菌发酵生产威兰胶分批发酵动力学进行了研究,利用数学建模方法得到了描述该菌株在7 L发酵罐中菌体生长、威兰胶合成和氮源消耗动力学数学模型。实验和模型数据的比较结果证明,该模型计算值与实际结果拟合良好,为其应用在威兰胶的放大工业化生产提供了依据。

关键词：威兰胶革兰氏阴性棒状杆菌发酵动力学数学模拟