提高黃原膠熱穩(wěn)定性的發(fā)酵實踐:
提高黃原膠熱穩(wěn)定性的發(fā)酵實踐,黃原膠是一種具有廣泛用途的微生物多糖。以野油菜黃單胞菌1.1781 (Xanthomonas campestris)為生產(chǎn)菌株， 進行了搖瓶條件下黃原膠發(fā)酵條件的優(yōu)化研宄，得到耐熱性黃原膠形成的最佳條件為:蔗糖50.0 g/L，蛋白胨5.0 g/L， K2HPO44H2O4.0 g/L，MgSO4*7H2O0.2 gL，檸檬酸2.0 gL，碳酸鈣3 g/L,H為7.0。所得黃原膠成品經(jīng)121 °C高溫處 理3 h，測得的粘度為31.17 mPa«s，比基本培養(yǎng)條件提高了 24.13 °%。通過采用熱重分析儀(TGA)對其耐熱性進行研 宄，結(jié)果表明，黃原膠是一種熱穩(wěn)定性好的食品膠。
黃原膠(Xanthan gum)是以碳水化合物為主要底 物，提高黃原膠熱穩(wěn)定性的發(fā)酵實踐,由甘藍黑腐黃單胞菌或野油菜黃單胞菌發(fā)酵而成 的一種酸性胞外雜多糖。它是一種生物高分子聚合物， 具有纖維素的主鏈和低聚糖的側(cè)鏈，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。提高黃原膠熱穩(wěn)定性的發(fā)酵實踐,因其獨特的分子結(jié)構(gòu)，而使其具有獨 特的流變性、良好的水溶性、對熱酸堿的穩(wěn)定性、與各 種鹽類的相溶性等許多優(yōu)異的理化性能，已被廣泛應(yīng) 用于食品、飲料、化妝品、洗滌劑、陶瓷、石油開采、化工 涂料、森林滅火等三十多種行業(yè)[1-4]。
黃原膠成品的熱穩(wěn)定性高低是評價黃原膠品質(zhì)好 壞的重要指標之一，但是由于國產(chǎn)黃原膠溶液在高溫 下不穩(wěn)定，易發(fā)生熱氧化降解作用，使粘度嚴重損失， 即熱穩(wěn)定性遠低于進口黃原膠。因此，通過改善發(fā)酵條件來提高黃原膠熱穩(wěn)定性的途徑，對提高黃原膠的質(zhì) 量具有重要意義[5-6]。
1材料與方法 1.1 菌種
野油菜黃單胞菌(Xanthomonas campestris) 1.1781:
購自中國普通微生物保藏管理中心。
1.2培養(yǎng)基
1.2.1固體斜面培養(yǎng)基
牛肉浸膏3.0 g，NaCl 5.0 g，蛋白胨10.0 g，瓊脂
15.0g,蒸餾水 1 000 mL，pH7.0。
1.2.2種子培養(yǎng)基
蔗糖10.0g，蛋白胨8.0g，酵母膏1.5g，牛肉浸膏
3.0g 蒸餾水 1 000 mL，pH7.0。
1.2.3發(fā)酵培養(yǎng)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 蒸餾水 1 000 mL，pH7.0。
1.3主要試劑和儀器
牛肉浸膏、酵母膏、蛋白胨、蔗糖、瓊脂、NaCl、Ca-
C〇3、K2HP〇4.3H2〇、MgS〇4,7H2〇、乙醇（95 %)、氫氧化
鈉、鹽酸等：以上試劑均為分析純；電子天平、無菌間、 恒溫生化培養(yǎng)箱、電熱手提壓力蒸汽消毒器、恒溫調(diào)速 搖瓶柜等。
1.4溶液粘度的測定
采用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度計測定粘度（n)。
1.5黃原膠溶液熱穩(wěn)定性的測定方法
將黃原膠溶液裝于250 mL三角瓶中，加入熱穩(wěn)定 劑，用牛皮紙封口，放入電熱手提壓力蒸汽消毒器內(nèi)， 經(jīng)121 C高溫處理3 h測定粘度（n )。確定黃原膠溶 液的熱穩(wěn)定性大小。
1.6用DTA和TG觀察黃原膠的熱穩(wěn)定性 1.6.1試樣
黃原膠成品（正交試驗最佳條件）、阿拉伯膠、 CMC廣饒中印工貿(mào)有限公司 1.6.2 儀器
TGA/SDTA 85/e，制造商:瑞士。
1.6.3實驗條件(DTA和TG)
稱重量程< 1 g，稱重靈敏度為0.1 yg，掃描溫度為 30 C~700 C，升溫速度10 °C/min，靜態(tài)空氣。
2結(jié)果和討論
2.1耐熱性黃原膠形成的最佳條件
在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選擇碳源（蔗糖），氮源 (蛋白胨），K2HPO4*3H2O，MgSOr7H2O,檸檬酸為因子，
每因子選擇三水平，用L (34)正交表設(shè)計9組搖瓶發(fā) 酵試驗，見表1。
表1正交試驗L(34)因素水平表 Table 1 L(34) orthogonal experiment design for factors and levels
所得黃原膠成品經(jīng)121 °C高溫處理3 h測得的粘 度作為正交試驗的結(jié)果。其結(jié)果如表2、圖1所示[7-8]。
表2 L(34)正交試驗結(jié)果 Table 2 Results of L9(34) orthogonal experiment
試驗號
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
由圖1可知，在現(xiàn)有的范圍內(nèi)，無機鹽含量對耐 熱性黃原膠的形成影響較大，其次是氮源，檸檬酸和 碳源的影響。耐熱性黃原膠形成的最佳條件為:蔗糖
50.0g/L，蛋白胨 5.0 g/L，K2HPO4.3H2O 4.0 g/L，MgSO4. 7HO 0.2 g/L，檸檬酸 2.0 g/L，碳酸鈣 3 g/L，pH 為 7.0。 所得黃原膠成品經(jīng)121 C高溫處理3 h，測得的粘度為 31.17 mPa*s。比基本培養(yǎng)條件提高了 24.13 %。
2.2 熱重分析
熱重分析是研究聚合物的降解模式和熱穩(wěn)定性 的一種簡單而精確的方法。提高黃原膠熱穩(wěn)定性的發(fā)酵實踐,本文對黃原膠成品(正交試 驗最佳條件)進行熱重分析，結(jié)果如圖2所示。
根據(jù)熱重試驗，表3列出了黃原膠和其他膠的熱 參數(shù)。樣品最開始少量的質(zhì)量損失是由于膠結(jié)構(gòu)中分 子結(jié)合水的解吸。和其他膠一樣，黃原膠的熱重曲線
是由兩個降解過程所組成的。膠的最主要的降解溫度通過采用熱重分析儀(TGA)對其耐熱性進行研究，結(jié)
一般都大于200 °C，黃原膠的最主要的降解溫度為果表明，黃原膠是一種熱穩(wěn)定性好的食品膠。
242.17 °C。通過比較可知，黃原膠是一種熱穩(wěn)定性好的
參考文獻:
微生物膠[9-1。]
表3黃原膠和其他食品膠熱重參數(shù) Table 3 TG characteristic temperature of Xanthan gum and other food gums
食品膠 分解階段 Food gum of weight Stages of analysis溫度范圍/C Range of temperature/C降解最快溫度/C Temperature declining quickest/C重量損失/% Losses/%
黃原膠130.3 188.3129.86.52
Xanthan gum2200.4~448.2298.556.23
阿拉伯膠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結(jié)論
本文以野油菜黃單胞菌1.1781 (Xanthomonas campestris)為生產(chǎn)菌株，進行了搖瓶條件下黃原膠發(fā) 酵條件的優(yōu)化研究，得到具有較高耐熱性的黃原膠，其成 品經(jīng)121 C高溫處理3 h，測得的粘度為31.17 mPa*s，比
基本培養(yǎng)條件提高了 24.13 %。因此，直接研究發(fā)酵條 件對黃原膠成品熱穩(wěn)定性大小的影響具有實際意義。
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