黄原胶(xanthan gum)又称汉生胶、黄杆菌胶、黄杆菌 多糖等，是一种细菌胞外多糖，它是野油菜黄单孢菌以碳 水化合物为主要原料，经好氧发酵生物工程技术产生的 '黄原胶具有独特的理化性质，可以溶于冷水和热水中， 具有高粘度，高耐酸、碱、盐特性、高耐热稳定性、触变性、 悬浮性等，常被用作增稠剂、乳化剂、悬浮剂、稳定剂。黄 原胶由于其独特的性质，在化工、食品、陶瓷、医药、纺织、 采油、印染、涂料、炸药、冶金、造纸、灭火、农药和化妆品等 领域中广泛应用，具有广阔的市场前景，它是目前世界上 生产规模最大且用途极为广泛的微生物多糖[2]。本研究 目的是为提高黄原胶的产量，对黄原胶的发酵条件进行 了研究。

1材料与方法 1.1菌种

野油菜黄单胞菌J-12菌株(Xanthomonas campestris J-12):本实验室保藏。

1.2设备

GNP-9080型隔水式恒温培养箱，HZQ-QX全温振荡

器，LDZX-50KB立式电热压力蒸汽灭菌器，DV-E黏度计， 烘箱，黄原胶发酵条件优化研究,FA1004电子天平，SW-CJ-IC净化工作台等。

1.3培养基[3]

斜面培养基:蔗糖2g，牛肉膏0.5g，蛋白胨0.3g，酵母粉 0.1g，琼脂 2g，水 100mL。

种子培养基:蔗糖2g，牛肉膏0.5g,蛋白胨0.3g,酵母粉 0.1g，水 100mL。

摇瓶发酵培养基:玉米淀粉4.5g，豆饼粉0.3g，碳酸钙 0.3g，磷酸二氢钾0.5g，硫酸镁0.25g，硫酸亚铁0.025g，柠檬 酸0.025g，水100mL。调培养基的pH值至7.0,121°C湿热灭 菌 20min。

1.4工艺流程

保藏菌种—斜面活化—摇瓶种子—摇瓶发酵—发酵液—提取—干 燥—粉碎—成品

1.5工艺要点

种子培养:将保藏4C的斜面种子在斜面上活化传代 2次，然后将菌苔接入50mL种子液的250mL摇瓶中28C、 180r/min摇床培养24h，刚起黏即停止，颜色黄棕色，无异味。

摇瓶发酵:把5% (v/v)的种子液接入装有100mL培养 基的500mL的三角瓶中，温度控制在28°C、转速为180r/min， 发酵周期为72h。

1.6测定方法 1.6.1产量的测定[4]

称取适量的发酵液，加入发酵液2倍体积的酒精，室温 下搅拌30min,然后过滤掉酒精，再加入1倍体积的酒精搅 拌过滤，得到黄原胶置于烘箱中，60°C烘干至恒重，精密天 平称量。以得到的黄原胶质量比发酵液体积，得产量。 1.6.2黏度测定

使用DV-E型黏度计，05号转子，转速60 r/min进行测 量黄原胶发酵液黏度。

1 pH值对黄原胶发酵的影响

将摇瓶发酵培养基分别置于pH值为6.0、6.4、6.8、7.0、 7.2和7.4条件发酵培养，接种量5%、28°C、转速180r/mim，培 养时间72h后测定发酵液的黏度和产量，结果见图1。

由图1可以看出，黄原胶的产量和黏度受pH值的影 响。在pH6.8〜7.2值时，其产量和黏度也逐渐升高。当pH值 7.0时产量最高，黏度最大。随后pH值增大其产量和黏度也 逐降低。

2.1.2温度对黄原胶发酵的影响

将摇瓶发酵培养基分别置于20°C、24°C、28°C、32°^P 36C等不同温度下发酵培养，接种量5%，保持pH值7.0,转 速180r/mim，培养时间72h后测定发酵液的黏度和产量，结 果见图2。

由图2可以看出，黄原胶的产量和黏度受温度的影响。 较高温度可以提高黄原胶的产量，但降低了黄原胶的黏 度，如提高黄原胶的产量应选择温度在28°〜32°，若提高 黏度应选择温度在26°〜30°。

2.1.3接种量对黄原胶发酵的影响

将摇瓶发酵培养基分别接入4%、5%、6%、7%和8%种 子液下发酵培养，28°C，保持pH 7.0,转速180r/mim，培养时 间72h后测定发酵液的黏度和产量，结果见图3。

发酵液黏度

产量

由图3可以看出，黄原胶的产量和黏度受接种量的影 响。黄原胶发酵条件优化研究,接种量过多，往往使菌丝生长过快，培养基黏度增加， 若提高黄原胶的黏度应使接种量在7%〜8%，但过高的接 种量造成基质缺乏，生长过快，而影响产物合成，故若提高 黄原胶的产量应控制接种量在5%~6%。

2.1.4转速对黄原胶发酵的影响

将摇瓶发酵培养基的分别置于160r/min、180r/min、 200r/min、220r/min和 240r/min转速下发酵培养,28°C，接种 量5%，保持pH 7.0,培养时间72h后测定发酵液的黏度和 产量，结果见图4。

由图4可以看出，黄原胶的产量和黏度受转速的影响。 随转速的增大黄原胶的产量和黏度均增大，当转速为 220r/min时黄原胶的产量和黏度不再增大。因此选取220r/ min为黄原胶发酵的转速。

2.2黄原胶发酵条件的正交试验

根据单因素试验优化结果，选取对生产黄原胶发酵 条件(pH值、温度、接种量、转速)进行L，正交试验，因素 水平见表1。

2.3正交试验结果和方差分析

由表2和表3正交试验及方差分析可知，发酵液黏 度差异并不是很大。但不同培养条件下，产量是不同的， 

经验交流

中国酿造 

表1优化发酵条件正交试验因素与水平

Table 1. Factors and levels of orthogonal experiment

水平A pH值B温度/CC接种量/%D 转速/(r_min-)

16.8244180

27.0285200

37.2326220

表2优化发酵条件正交试验结果与分析

Table 2. Results of orthogonal experiment

试验号ABCD 产量Mg.L-)发酵液黏度/(mPa-s)

1111120.35368

2122222.35389

3133322.75598

4212322.65527

5223123.45312

6231223.65507

7313225.15527

8321324.35336

9332123.45257

Ki65.368.068.267.1

K269.670.068.371.0

K372.869.771.269.6

K121.7722.6722.7322.37

K223.2023.3322.7723.67

K324.2723.2323.7323.20

R2.50.661.01.3

表 3 正交试验方差分析结果

Table 3. Results of variance analysis

方差来源偏差平方和自由度均方F值显著水平

(SS)(df (MS)(F) (p)

A9.442 4.722360 **

B0.782 0.39195 **

C1.942 0.97485 **

D2.602 1.3650 **

误差0.0042 0.002

注(2,2) =99;。.05 (2,2) =19“**”表示试验结果达到极显著水平

(p<0.01)表示试验结果达到显著水平(0.01<p<0.05)。

在pH值、转速、接种量、温度4个因素中，最主要的因素是

pH值，其次是转速，接种量和温度。经综合分析，优化后的 最佳工艺条件为A3B1C3D2,即pH值7.2、转速200r/min、接种 量6%、温度28°C。

2.4验证试验

根据正交结果分析A3BIC3D2。验证试验结果显示，黄原胶发酵条件优化研究,产 量达到25.5g/L，黏度为5569mPa* s，该组合产量较高，是较 优的发酵条件。

3结论

3.1目前世界黄原胶生产最高水平，发酵黄原胶浓度已达 到5%左右;而我国黄原胶生产水平一般发酵产胶率一般 为2.2%〜2.4%，因此目前国内就生产工艺，国内黄原胶发 展还有很长的路要走。

3.2本试验从黄原胶的发酵pH值、转速、接种量、温度等进 行研究，发现pH值对黄原胶发酵影响较大，调节pH值为72 可以较大地提高黄原胶的产量。通过正交试验优化，黄原 胶的产量和黏度2项指标较单因素试验结果有所提高，正 交试验的方差分析结果表明pH值、转速、接种量、温度对 黄原胶发酵影响达到极显著水平(p<0.01)，确定了黄原胶 的发酵条件pH值7.2,接种量6%，转速200r/min，温度28°C 发酵72h；在此发酵条件下产量达到25.5g/L,黏度为5569mPa's， 本试验为黄原胶的发酵生产工艺条件提供了参考依据。