黄原胶发酵过程的流变学研究:
黄原胶发酵过程的流变学研究,黄原胶是由黄单孢菌发酵产生的一种多糖聚合物.黄原胶在发酵过程中的流变学特性不仅影 响着发酵过程中的质量、动量和能量的传递，还影响着动力学过程及最终产品的分离和性质.考察了黄 原胶在SMG发酵罐中的流变学特性随发酵周期的变化结果表明：发酵初期发酵液为牛顿性流体，随着 发酵时间的延长，黄原胶浓度的积累，发酵液转变为假塑性流体，且流变学参数K n可以描述为黄原胶 浓度p的函数.
本试验为分批发酵过程，发酵初期发酵液浓 度较低，黄原胶发酵过程的流变学研究,呈现明显的牛顿性流体性质，发酵至 18 h,发酵液粘度开始变大，黄原胶浓度开始増 加，发酵液粘度明显变稠，随后，发酵液粘度急剧 増加，直至结束.试验过程中，发酵液粘度和黄原 胶浓度随发酵时间变化的趋势如图1所示.
0引言
黄原胶是一种发酵生物多糖，因其具有许多 独特的性质而被广泛应用于食品、石油等行业[1]，
成为产量最大的一种微生物多糖.我国对黄原胶 的需求也越来越大.黄原胶发酵液具有极高的粘 度，尤其后期表现为典型的非牛顿性流体.研究黄 原胶发酵过程中的流变学特性有助于人们对发酵 过程的了解，对工艺及动力学的研究也有很大的 帮助.目前，众多学者多针对机械搅拌式发酵罐进 行研究.本文采用自行设计的SMG发酵罐进行了 黄原胶的发酵过程，并对该过程进行了发酵过程 的流变学特性的研究.
1材料和方法
1.1菌种
图1黄原胶浓度和发酵液粘度与时间的关系 Fig. 1Relationship of concentration and
viscosity and time
2.2流变学特性
黄原胶发酵液在发酵过程中，流型在发生着 变化.图2显示了发酵过程中切应力与切变率之 间的关系.从图中可以看出:发酵初期呈现为牛顿 性流体发酵后期呈为典型的假塑性流体通常可
野油菜黄单孢菌，由郑州大学生化工程中心 提供.
1.培养基
斜面培养基、发酵培养基[2 .
1.3测定方法
定期从罐底取样，粘度测定采用NDJ— 1旋 转粘度计，3号转子，60 r/min室温下测定;流变学 参数测定采用NDJ— 7旋转粘度计进行测量.黄 原胶浓度测定采用酒精沉淀法[2].
由于发酵初期，产生的黄原胶很少，且测量的 误差较大，在研究K, n与广之间的关系时，主要 考察明显产胶的过程.根据所测得的数据，经过回 归，K n可以描述为如下方程：
K = 4.216X 10—5p4342; n = 0.8376-〇.213lnp ,(2)
(p = 0 时，K =3; = 1).
图4中实线为方程所得曲线，数据点为试验 值，二者平均相对误差均小于10%.可见二者符 合较好.
3结论
试验研究了利用SMG型发酵罐进行黄原胶 发酵过程中的流变性特性.研究表明，黄原胶发酵过程的流变学研究,发酵初期发 酵液为牛顿流体随着发酵的进行，逐渐转变为非 牛顿流体.流变指数n由大变小，稠度系数K由 小变大.二者均为黄原胶浓度p的函数.函数形 式为：n=0. 8376 —0. 213lnp;K=4. 216X 10—5 p4342(p = 0 时，K = 3; n= 1).
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