提高黄原胶热稳定性的发酵实践:
提高黄原胶热稳定性的发酵实践,黄原胶是一种具有广泛用途的微生物多糖。以野油菜黄单胞菌1.1781 (Xanthomonas campestris)为生产菌株， 进行了摇瓶条件下黄原胶发酵条件的优化研宄，得到耐热性黄原胶形成的最佳条件为:蔗糖50.0 g/L，蛋白胨5.0 g/L， K2HPO44H2O4.0 g/L，MgSO4*7H2O0.2 gL，柠檬酸2.0 gL，碳酸钙3 g/L,H为7.0。所得黄原胶成品经121 °C高温处 理3 h，测得的粘度为31.17 mPa«s，比基本培养条件提高了 24.13 °%。通过采用热重分析仪(TGA)对其耐热性进行研 宄，结果表明，黄原胶是一种热稳定性好的食品胶。
黄原胶(Xanthan gum)是以碳水化合物为主要底 物，提高黄原胶热稳定性的发酵实践,由甘蓝黑腐黄单胞菌或野油菜黄单胞菌发酵而成 的一种酸性胞外杂多糖。它是一种生物高分子聚合物， 具有纤维素的主链和低聚糖的侧链，由D-葡萄糖、D- 甘露糖、D-葡萄糖酸、乙酸和丙酮所组成的“五糖重复 单位”聚合而成。提高黄原胶热稳定性的发酵实践,因其独特的分子结构，而使其具有独 特的流变性、良好的水溶性、对热酸碱的稳定性、与各 种盐类的相溶性等许多优异的理化性能，已被广泛应 用于食品、饮料、化妆品、洗涤剂、陶瓷、石油开采、化工 涂料、森林灭火等三十多种行业[1-4]。
黄原胶成品的热稳定性高低是评价黄原胶品质好 坏的重要指标之一，但是由于国产黄原胶溶液在高温 下不稳定，易发生热氧化降解作用，使粘度严重损失， 即热稳定性远低于进口黄原胶。因此，通过改善发酵条件来提高黄原胶热稳定性的途径，对提高黄原胶的质 量具有重要意义[5-6]。
1材料与方法 1.1 菌种
野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris) 1.1781:
购自中国普通微生物保藏管理中心。
1.2培养基
1.2.1固体斜面培养基
牛肉浸膏3.0 g，NaCl 5.0 g，蛋白胨10.0 g，琼脂
15.0g,蒸馏水 1 000 mL，pH7.0。
1.2.2种子培养基
蔗糖10.0g，蛋白胨8.0g，酵母膏1.5g，牛肉浸膏
3.0g 蒸馏水 1 000 mL，pH7.0。
1.2.3发酵培养基
蔗糖 50.0 g，蛋白胨 5.0 g CaCQ 3.0 g，KHPO4 • 3HO2.5 g，MgSO4.7H2O 0.1 g 蒸馏水 1 000 mL，pH7.0。
1.3主要试剂和仪器
牛肉浸膏、酵母膏、蛋白胨、蔗糖、琼脂、NaCl、Ca-
C〇3、K2HP〇4.3H2〇、MgS〇4,7H2〇、乙醇（95 %)、氢氧化
钠、盐酸等：以上试剂均为分析纯；电子天平、无菌间、 恒温生化培养箱、电热手提压力蒸汽消毒器、恒温调速 摇瓶柜等。
1.4溶液粘度的测定
采用NDJ-1型旋转粘度计测定粘度（n)。
1.5黄原胶溶液热稳定性的测定方法
将黄原胶溶液装于250 mL三角瓶中，加入热稳定 剂，用牛皮纸封口，放入电热手提压力蒸汽消毒器内， 经121 C高温处理3 h测定粘度（n )。确定黄原胶溶 液的热稳定性大小。
1.6用DTA和TG观察黄原胶的热稳定性 1.6.1试样
黄原胶成品（正交试验最佳条件）、阿拉伯胶、 CMC广饶中印工贸有限公司 1.6.2 仪器
TGA/SDTA 85/e，制造商:瑞士。
1.6.3实验条件(DTA和TG)
称重量程< 1 g，称重灵敏度为0.1 yg，扫描温度为 30 C~700 C，升温速度10 °C/min，静态空气。
2结果和讨论
2.1耐热性黄原胶形成的最佳条件
在单因素试验的基础上，选择碳源（蔗糖），氮源 (蛋白胨），K2HPO4*3H2O，MgSOr7H2O,柠檬酸为因子，
每因子选择三水平，用L (34)正交表设计9组摇瓶发 酵试验，见表1。
表1正交试验L(34)因素水平表 Table 1 L(34) orthogonal experiment design for factors and levels
所得黄原胶成品经121 °C高温处理3 h测得的粘 度作为正交试验的结果。其结果如表2、图1所示[7-8]。
表2 L(34)正交试验结果 Table 2 Results of L9(34) orthogonal experiment
试验号
No.ABCD粘度 n/(mPa*s)
1111121.54
2122226.11
3133320.35
4212327.18
5223123.57
6231226.89
7313210.02
8321329.05
9332124.85
&68.0058.7477.4869.96
K277.6478.7378.1463.02
K363.9272.0953.9476.58
R13.7219.9924.2013.56
由图1可知，在现有的范围内，无机盐含量对耐 热性黄原胶的形成影响较大，其次是氮源，柠檬酸和 碳源的影响。耐热性黄原胶形成的最佳条件为:蔗糖
50.0g/L，蛋白胨 5.0 g/L，K2HPO4.3H2O 4.0 g/L，MgSO4. 7HO 0.2 g/L，柠檬酸 2.0 g/L，碳酸钙 3 g/L，pH 为 7.0。 所得黄原胶成品经121 C高温处理3 h，测得的粘度为 31.17 mPa*s。比基本培养条件提高了 24.13 %。
2.2 热重分析
热重分析是研究聚合物的降解模式和热稳定性 的一种简单而精确的方法。提高黄原胶热稳定性的发酵实践,本文对黄原胶成品(正交试 验最佳条件)进行热重分析，结果如图2所示。
根据热重试验，表3列出了黄原胶和其他胶的热 参数。样品最开始少量的质量损失是由于胶结构中分 子结合水的解吸。和其他胶一样，黄原胶的热重曲线
是由两个降解过程所组成的。胶的最主要的降解温度通过采用热重分析仪(TGA)对其耐热性进行研究，结
一般都大于200 °C，黄原胶的最主要的降解温度为果表明，黄原胶是一种热稳定性好的食品胶。
242.17 °C。通过比较可知，黄原胶是一种热稳定性好的
参考文献:
微生物胶[9-1。]
表3黄原胶和其他食品胶热重参数 Table 3 TG characteristic temperature of Xanthan gum and other food gums
食品胶 分解阶段 Food gum of weight Stages of analysis温度范围/C Range of temperature/C降解最快温度/C Temperature declining quickest/C重量损失/% Losses/%
黄原胶130.3 188.3129.86.52
Xanthan gum2200.4~448.2298.556.23
阿拉伯胶132.9 161.473.47.8
Gum Arabic2228.7~361.2310.957.9
CMC141.9~188.1139.37.5
2258.9~317.6300.451.1
3结论
本文以野油菜黄单胞菌1.1781 (Xanthomonas campestris)为生产菌株，进行了摇瓶条件下黄原胶发 酵条件的优化研究，得到具有较高耐热性的黄原胶，其成 品经121 C高温处理3 h，测得的粘度为31.17 mPa*s，比
基本培养条件提高了 24.13 %。因此，直接研究发酵条 件对黄原胶成品热稳定性大小的影响具有实际意义。
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