СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕЛЛАНОВОЙ КАМЕДИ
METHOD OF PRODUCING GELLAN GUM

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к получению геллановой камеди, являющейся эффективным и практичным желирующим агентом, применяемым в производстве пищевых продуктов.
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.
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.
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).
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.
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%.
Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.
Технический результат заключается в сокращении времени наработки камеди и повышении конечной концентрации камеди в культуральной жидкости.
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.
Способ осуществляют следующим образом.
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:
триптон
5,0
глюкоза
1,0
минеральные соли
3,0
дистиллированная вода
до 1 л
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%.
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:
сахар 10-13,
белковый изолят сои 2,5-3,5,
минеральные соли 0,6
вода - остальное.
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%.
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.
Осуществляют осветление ферментационного бульона посредством фильтрации.
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.
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.
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.