[发明专利]制备黄原胶生物聚合物的方法

说明书

本发明属于制备生物聚合物的方法的领域，更具体地是属于从来源于树生黄单孢菌属(Xanthomonas arboricola)和/或树生黄单胞菌李属(xanthomonas arboricola pruni)菌株的培养物中制备黄原胶(xantan)样微生物的生物聚合物的方法。

背景技术

微生物的生物聚合物是通过利用真菌、酵母或细菌并借助于生物技术方法而获得的多糖。生物聚合物在广泛的工业领域中的适宜和潜在的用途，属于公知常识，例如在粮食、药物产品、涂剂、杀虫剂、石油工业等等中作为增稠剂、稳定剂、胶凝剂以及乳化剂。目前，传统的多糖逐渐地被微生物的相关产品所替代。在其它优点中，这主要是由于可以通过控制除与气候和批料质量管理(batch quality control)无关之外的发酵参数来调节这些产物的流变学特征的可能性。

黄原胶是由五糖单元重复2,000至6,000次的形成的胞外阴离子多糖，具有2.10⁶至12.10⁶g.mol^-1的高分子量。使用商品化野油菜patovar菌，通过野油菜黄单胞菌的好氧发酵可获得黄原胶。它是由单糖D-甘露糖(mannose)、D-单糖和D-葡糖醛酸以及丙酮酸和乙酸基团形成。

黄原胶的主要特征是它能调节溶液的流变学或流动特性。它的性质取决于其化学成分、结构和分子键。尽管作为进口货物，巴西跟随着全球不断增长的黄原胶消耗的趋势。到目前为止，尽管巴西是世界上生产这些生物聚合物的原材料(蔗糖和酒精)的主要来源国，并且获得各种生物聚合物生产菌，但巴西并不能制备黄原胶。

细菌多糖呈现出规则的化学结构、可再现的化学和物理特性、以及恒定的供应来源的优点，因为它们并不依赖于生产的气候条件。

在50年代，在美国，出于对由微生物产生的水溶性胶体的关注，当能观察到野油菜黄单胞菌野油菜致病变种(Xanthomonas campestris pv campestris)NRRL B 1459菌株可产生非常胶质粘稠的菌落时，黄原胶生物聚合物被发现了。

与通过野油菜黄单胞菌野油菜致病变种产生黄原胶产物相关的第一件专利文件是美国专利3,000,790。随后，美国农业部和许多公司(例如Esso Research、Jersey ProductionResearch Co.、Kelco Co.、Rhone Poulec Industries、Pfizer Inc.、Standard Oil Co.、Sanofi-Societe Nationale EIf Aquitaine)在发酵方法上提交了的许多其它专利，例如US3,020,206、US3,251,749、US3,328,262、US3,391,060、US3,391,061、US3,485,719、FR2,342,339、FR2,414,555、US4,282,321、EP66,961、EP66,377、US4,352,882、US4,328,310、US4,400,467、US4,407,950、US4,407,951、FR2,671,097，它们都与野油菜黄单胞菌的用途相关；并且在所述方法中，温度控制在25℃-30℃之间，在含有3gL^-1酵母提取液、3gL^-1麦芽提取液、5gL^-1蛋白胨、10gL^-1葡萄糖和20gL^-1琼脂的培养基中培育24h至72h，来产生接种物。

所涉及的发酵培养基使用含有0.01至0.5％质量/体积比的无机盐(例如K₂HPO₄和MgSO₄)、和0.1至0.5％质量/体积比的有机酸(例如丁二酸)以及0.01％至1％质量/体积比的有机化合物(例如大豆糠、尿素和硝酸盐)的培养基。

有用的碳源包括蔗糖、蔗糖蜜、咖啡和马铃薯农产品、乳清以及其他等等。

其它专利，例如US3,119,812和US3,773,752，涉及在加入或不加入盐时而通过乙醇来回收聚合物的方法。

所引用的专利文件指出黄原胶的制备基于野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)生产黄原胶的事实。得到的聚合物显示下列组分：除了丙酮酸和乙酸基团之外，还有甘露糖、葡萄糖和葡糖醛酸。