2.1细菌生长曲线的测定

在无菌条件下，将细菌从上一级培养基接种到均 匀新鲜的培养基，黄原胶发酵及提取工艺的优化研究，细菌以均分裂法繁殖，用血球计数 板测定细菌细胞浓度。

2.2发酵工艺条件对产胶率的影响

利用单因素试验确定黄原胶发酵的最适条件如发 酵时间、碳源浓度、碳源组成[5]、接种量等。采用平 行试验，在不同的试验条件下，30^, 18〇r/min摇瓶 发酵。黄原胶提取方法：取一定量的黄原胶发酵液稀 释3倍，加人2%的硅藻土，充分震荡10 min, 4 000 r/ min离心30 min,烘干称重。

2.3黄原胶提取的影响因素

从提取剂、醇用量、无机盐成分[4i、发酵液稀释 倍数几个方面优化黄原胶提取条件。

2.4黄原胶发酵小试

在确定培养基组成和其他参数的基础上，为了更 好解决发酵过程中溶氧和参数控制的问题，在10 L发 酵罐中进行小试。

*通讯作者

《食品工业》2008年第6期

3试验结果与讨论

-0-5-0-5 2-1 I0-

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图1细菌生长曲线

由图1看出，（0~2.5) h为细菌生长延迟期； (2.5~15)h左右为细菌对数生长期，细菌数在此阶段增 加非常明显；（15~29)h为细菌生长稳定期，此阶段细 菌数目基本保持不变；黄原胶发酵及提取工艺的优化研究，29 h以后细菌进人衰亡期，随 着培养时间的延长，培养液中活菌数目逐渐减少。

3.2发酵过程中产胶率随时间的变化

2.5

0,0 1020304050607080

时间/h

图2细菌产胶率

由图2看出，黄原胶发酵是典型的GaderiH型， 前期主要为细菌生长期，后期随着细菌进人稳定生长 期，开始合成黄原胶。（36〜60) h是黄原胶产胶的髙峰 期，此阶段发酵液的产胶率迅速升髙。60 h后，胶产 量增加缓慢。

3.3发酵条件的影响

3.3.1碳源浓度对产胶率的影响

2.5

0.5 ■

0.0 111111''

2345678910

碳源含量(W/V)/%

图3培养基中碳源含置对产胶率的彩响

改变发酵培养基中的碳源蔗糖浓度，研究碳源 浓度对野油菜黄单胞菌UV发酵产胶的影响[7]。由图3 可看出，当蔗糖浓度小于6%时，随着蔗糖浓度的增 加，产胶率升髙；当蔗糖浓度高于6%时，产胶率随 蔗糖浓度的升髙反而下降。这可能是由于当碳源浓度 较低时，对于细菌生长和产胶都是不足的，因而提 高碳源浓度有利于细菌生长和产胶；当碳源浓度超 过6%时，细菌繁殖旺盛，导致发酵液中细菌浓度过 高，对发酵过程中氧的消耗增加，限制了细菌产胶过 程。所以当碳源浓度为6%时，产胶率最高。

3.3.2碳源组成对产胶率的影响

淀粉含量(W/V)/%

图4碳源中淀粉含量对产胶率的彩响

在固定培养基中其他成分不变的基础上，保持碳 源浓度为6%，改变蔗糖和淀粉含量，在30^，180 r/ min条件下发酵72 h,研究碳源组成对黄原胶产胶率 的影响[8]。由图4可看出，细菌对蔗糖的利用优于淀 粉。从廉糖和淀粉的组合可以看出，当淀粉含量在总 碳量的66.7%时，产胶率最髙。由此可以得到细菌对 蔗糖的利用优于淀粉，这可能是因为蔗糖是低聚糖， 在发酵过程中能够更快地水解为葡萄糖，满足细菌的 营养需求。淀粉的存在可避免发酵液中葡萄糖浓度过 高产生葡萄糖效应，抑制细菌生长。

3.3.3接种量对产胶率的影响

2.5

246810121416

接种量/%

图5接种置对产胶率的影响

由图5可以看出，当接种量为10%左右时，发酵 的产胶率最高。

3.4黄原胶提取的影响因素

3.4.1醇种类对醇沉淀提取黄原胶的影响

1.4 「

5 o wj

2'2'丨 1

%/*赵瑯

试验尝试采用不通比例的乙醇和异丙醇的混合溶剂来 提取。黄原胶发酵及提取工艺的优化研究，将异丙醇和乙醇按照不同比例分别混合，比较 其提胶率，醇种类对提取的影响如图6所示。由图6可 以看出，当醇用量一定的情况下，用混醇的提取效果 明显优于单独使用乙醇或者异丙醇。提胶率随着混 醇中乙醇的比例增加而增加，当乙醇：异丙醇=3 : 1 时，提取效果最好，继续增加乙醇含量提胶率下降。 在乙醇中加人一定量的异丙醇可以提高提胶率，经分 析可能是异丙醇与乙醇混合后改变了溶剂的极性，使 得有机溶剂更易降低黄原胶表面的介电常数，从而使 得黄原胶更易沉淀析出。

3.4.2醇用量对醇沉淀提取黄原胶的影响

醇用量/发酵液体积

图7不同酵用置对提胶率的彩响

由图7可看出，提胶率随着醇用量的增加而提 高，当醇量为发酵液体积3倍时提胶率最高，当醇量 继续增加，提胶率降低。这个结果和传统使用单一有 机溶剂作为沉淀剂得到的结果不一致'可能是由于 加人的异丙醇，水的含量也随着醇量的增加而增加， 致使黄原胶溶解增多，损失增大，降低了多糖的回收 率。

3.4.3无机盐对醇沉淀提取黄原胶的影响

处理，硅藻土不能将菌体、色素及其他杂质完全吸 附，而且还可能吸附部分胶体，导致损失。所以在预 处理时，就要进行一定的稀释，降低胶液的粘度。

3.0

0123456789 10 发酵液稀释倍数

图9发酵液稀释倍数对提胶率的彩响

结果如图9所示，稀释倍数为2~5倍时，提胶量上 升较为平缓，当稀释倍数增大到5.5倍以后，提胶量 稳定在2.5%发酵液，稀释至8倍，提胶量急剧降低。 因此，稀释倍数为5.5~7倍时提胶效果最优。

3.5发酵罐小试

在前期进行摇床试验，确定培养基的组成和其他 参数条件的基础上，为了更好解决发酵过程中的溶氧 和参数控制的问题[61，将发酵扩大到10 L发酵罐中进

行小试。 

fcacL

3 o 5 0 5 o

图8不同添加剂对提胶率的彩响

将各添加剂按等摩尔电荷加人已经预处理好的发 酵液中[4]，黄原胶发酵及提取工艺的优化研究，加人混醇(乙醇：异丙醇=3 : 1)，离心30 min (4 000 r/min)。试验结果如图8所示，添加5种无机 盐中，加人KN03对于提胶率的提高效果最为明显。 由试验结果还可得出，KC1和NaC丨对提胶量的影响差 别较小，但KC1对黄原胶的胶体凝聚效果明显优于 NaCl〇

3.4.4发酵液稀释倍数对醇沉淀提取黄原胶的影响 发酵72 h后，发酵液十分粘稠，如果直接进行预

..《食品工业》2008年第6期

由图10和图11可知，接种后(0~4)h内菌体生长缓 慢；（4~15)h菌体生长进入对数生长期，这时细菌代 谢非常活跃，菌体大量繁殖，PH值开始下降，需不 断加碱以维持适合的pH值；（20~24) h细菌进人稳定 期，菌体量不再上升；40 h左右菌体量开始下降。伴 随着菌体的生长，在生长期和稳定期产生了大量的多 糖。由图11可看出，到了发酵中期发酵液溶氧很难增 加，但对黄原胶的产率影响不大。Moraine191等人根据 试验也认为溶氧在20%〜90%范围内对多糖产率没有 明显影响。而且随着黄原胶的产生，搅拌越来越困 难ne]，这是由于黄原胶溶液是一种典型的假塑性流 体，即使是低浓度的黄原胶溶液也可形成高粘度。