黃原膠是以玉米淀粉為主要原料，由野油菜黃單胞菌或甘藍(lán)黑腐病黃單胞菌發(fā)酵而產(chǎn)生的一種微生 物胞外多糖 .它是一種生物高分子聚合物，由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖酸、乙酸和丙酮所組成的 “五糖重復(fù)單位”聚合而成[2].因?yàn)辄S原膠液具有懸浮性、假塑性、食用安全性和良好的配伍性，所以被廣泛 地運(yùn)用到食品、醫(yī)藥、化妝品、鉆井和陶瓷等行業(yè)[3,].黃原膠成品粘度高低是評(píng)價(jià)黃原膠品質(zhì)好壞的重要 指標(biāo)之一，黃原膠成品粘度的高低與發(fā)酵時(shí)的溫度，pH，CaCO3添加量，搖瓶裝液量，培養(yǎng)基組成以及后處 理等諸多因素有直接或間接關(guān)系[5,]，作者在實(shí)際生產(chǎn)中研究了發(fā)酵條件對(duì)黃原膠的產(chǎn)量和成品粘度的 影響.

1材料與方法

1.1菌種

甘藍(lán)黑腐病黃單胞囷ZZ-1(Xanthomonos campestris ZZ-1)，為河南天冠集團(tuán)實(shí)驗(yàn)中心誘變囷種.

1.2培養(yǎng)基

1.2.1固體斜面培養(yǎng)基蔗糖20 g，牛肉膏3 g，酵母膏1 g，蛋白胨6 g，瓊脂15 g，水1 000 mL，pH7.2. 1.2.2種子培養(yǎng)基蔗糖20 g，牛肉膏3 g，酵母膏1 g，蛋白胨6 g，水1 000 mL，pH7.2.

1.2.3發(fā)酵培養(yǎng)基玉米淀粉 45 g,蛋白胨 4 g, MgSO4.7H2O 0.02 g, K2HPO4 1 g,水 1 000 mL.

1.3優(yōu)化方法

將培養(yǎng)的基本條件定為培養(yǎng)基發(fā)酵的起始條件，即溫度30 °C，pH 7, CaCO3添加量為0%，三角瓶裝料 量為20%和搖床轉(zhuǎn)速200 •mm-1，在其它條件不變的情況下，改變其中一個(gè)條件，測(cè)定其所產(chǎn)黃原膠的成 品粘度，并與基本條件下發(fā)酵生產(chǎn)的黃原膠成品粘度進(jìn)行比較.

1.4成品粘度測(cè)定方法

取成品黃原膠1 g，KCl 1 g，溶于98 g蒸餾水中，用機(jī)械攪拌裝置攪拌1 h，采用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)， 用3號(hào)轉(zhuǎn)子于25 C下進(jìn)行測(cè)定，轉(zhuǎn)速為60 •min-1.

2結(jié)果與分析

從圖1和圖2可以看出，培養(yǎng)基的起始pH值和CaCO3的添加量對(duì)發(fā)酵成品粘度有一定的影響.起始 pH值和CaCO3的添加量分別在7.2和0.30%時(shí)成品粘度較高，黃原膠質(zhì)量較好.

黃原膠中丙酮酸含量的高低直接影響成品的粘度高低[7].由于在黃原膠發(fā)酵過程中有乙酸和丙酮酸 生成，因此pH值呈下降趨勢(shì).當(dāng)pH值下降到一定程度時(shí)，不但會(huì)抑制黃單胞菌丙酮酸生成的代謝途徑， 還會(huì)嚴(yán)重影響黃單胞菌的生長(zhǎng)繁殖，還必須添加適量的CaCO3起緩沖作用.當(dāng)發(fā)酵液的pH值過高時(shí)，雖 然有利于丙酮酸的生成，但是嚴(yán)重影響了發(fā)酵期黃單胞菌的大量繁殖.因此，發(fā)酵液的起始pH應(yīng)保持中 性偏堿.

2.2發(fā)酵溫度對(duì)成品粘度的影響

在其它條件一定的情況下，改變搖瓶發(fā)酵的溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所得結(jié)果見圖3,從圖3可以看出，黃原膠 發(fā)酵的最適溫度應(yīng)為30 C.在該溫度下較對(duì)照29 C有顯著提高.

2.3裝料量對(duì)成品粘度的影響

在其它條件一定的情況下，改變搖瓶發(fā)酵的裝料量（裝料系數(shù)依次為15%，20%，25%，30%，35%， 40%)，測(cè)定其對(duì)黃原膠發(fā)酵的影響（圖4).

從圖4可以看出，隨著三角瓶裝料量的增加，成品粘度逐漸下降，主要是因?yàn)殡S著裝料量的增加，發(fā)酵 液中的溶氧已不能滿足發(fā)酵的需要.黃原膠的發(fā)酵屬好氧發(fā)酵，其發(fā)酵液中溶氧越多，越有利于黃原膠中 丙酮酸的生成，導(dǎo)致成品的粘度也越高.而通過改變搖瓶裝料量可有效地改變發(fā)酵過程中的溶氧，所以黃 原膠生產(chǎn)中必須通過加大通風(fēng)量來提高溶氧.雖然15%的裝料量成品粘度要高于20%的裝料量，但考慮 到生產(chǎn)實(shí)際，選擇20%作為最佳裝料量.

圖4搖瓶裝料量對(duì)成品粘度的影響

圖3培養(yǎng)溫度對(duì)成品粘度的影響

2.4優(yōu)化培養(yǎng)條件與基本培養(yǎng)條件的比較

從上述結(jié)果可以看出，在pH 7.2, CaC〇3 0.30%，培養(yǎng)溫度30 °C，搖瓶裝料量為20%的條件下對(duì)黃原 膠產(chǎn)膠發(fā)酵比較有利，與基本發(fā)酵條件對(duì)比的試驗(yàn)結(jié)果見表1.

從表1可以看出，2種培養(yǎng)條件下，

表1最適培養(yǎng)條件與基本培養(yǎng)條件下成品粘度的比較

培養(yǎng)條件溫度/CCaCO3/ %裝料量/%pH值成品粘度/cp

優(yōu)化300.30207.21 410

基本290.00207.01 210

成品黃原膠的粘度差別比較大，用優(yōu)化 條件進(jìn)行發(fā)酵可將成品黃原膠的粘度提 高 16.53%.

3小結(jié)與討論

1)通過實(shí)驗(yàn)，得到了黃原膠搖瓶發(fā) 酵的優(yōu)化條件為pH 7.2, CaCO3 0.30%，培養(yǎng)溫度30 °C，搖瓶裝料量為20%，在此條件下進(jìn)行發(fā)酵與基本 條件相對(duì)比，差異比較顯著.

2)黃原膠的成品粘度不僅與發(fā)酵條件有關(guān)，還與培養(yǎng)基組成、碳源選擇等有關(guān)，這方面還有待進(jìn)一步 研究，不過由于黃原膠的成品粘度與發(fā)酵終了粘度不呈正相關(guān)關(guān)系，因此，直接研究發(fā)酵條件對(duì)黃原膠成 品粘度的影響更具有實(shí)際意義.