黃原膠(Xanthan Gum)是由野油菜黃單胞菌 (XaniAwnomu taffipeiirii )產生的一種胞外雜多糖。 50年代美國首先發現并證實黃原膠具有許多獨特的發酵培養基理化性質，主要表現為顯著的假塑性、良好的增稠 性、較髙的乳化穩定性、耐髙鹽、低濃度下的髙粘度、 對固體懸浮能力強、以及較寬的耐溫和耐酸堿穩定 性等等，因此被廣泛應用于二十多個行業，如作為泥 菜增稱劑和采油驅油劑應用于石油工業;并且因使 用安全先后被多個國家及國際食品立法機構批準在 食品工業中應用》_21。

　　

　　自60年代黃原膠開始工業化生產以來，國際上 生產黃原膠的國家不斷增加，生產規模逐漸擴大，但 仍不能滿足不斷增長的市場需求。我國黃原膠的研 究和生產始于70年代末，但因種種原因使得國內黃 原膠的生產難以形成規模[3],與國際水平相比仍有 較大差距，在菌_選育、發酵培養基及其工藝、產品 提煉、質量控制諸多方面尚需做大量工作。本文報 道了對野油菜黃單胞菌J -12發酵培養基成分優化 研究的結果。

　　

　　1材料與方法1.1供試茴株野油菜黃單胞菌XantAomorzos-12,見前報⑷。

　　

　　1.2培養基平板培養基、斜面培養基和搖瓶種子培養基按 文獻[4]所述方法制備，搖瓶發酵培養基的碳源、氮源 和無機鹽等成分的選擇和用量分別經單因素法和正 交試驗確定。

　　

　　1.3主要實驗方法 1.3.1細跑堪養與產品收集將保藏于4C的斜面種子在斜面上活化傳代兩 次，然后將菌苔接到搖瓶種子培養基內，置18(h/min 搖床28t恒溫培養24小時，取適量接種于裝有60ml 搖瓶發酵培養基的300ml三角瓶中，28t恒溫搖床 180r/min培養72h。收集發酵液用酒精沉淀法提取， 再將提取物置76t烤箱烘干，獲得黃原膠產品。 1.3.2發酵液粘度的測定發酵終止后取適量發酵液用NDJ -1型旋轉粘 度計(上海天平儀器廠)、4號轉子、3〇r/min、在室溫 條件下測定發酵液粘度。

　　

　　1.3.3黃原肢丙?酸含量的測定按文獻^所述的酶法測定并按標準曲線計算黃 原膠樣品中的丙酮酸含量。

　　

　　2結果與討論2.1單因素法初步確定培養基成分和接種ft 2.1.1最佳破源的ii擇分別采用蔗糖、葡萄糖和淀粉作為培養基的碳源 進行發酵。為觀察淀粉水解情況，分別于發酵24h、 48h及72h取少許發酵液用KI- 12溶液測試，看到 24h時四種濃度淀粉發酵液均呈深紫色時3% 和4%淀粉發酵液為淡紫色，5%和696的紫色仍較 深;至72h前兩種發酵液已無紫色出現，說明淀粉被 黃單胞菌J -12分泌的淀粉酶完全水解，而后兩種淀 粉濃度發酵液仍出現不同深淺的紫色，提示有不同程 度的淀粉殘留。測定各組發酵液粘度，提取黃原膠并 稱重，計算出碳源轉化率和黃原膠產率，結果見表1。

　　

　　表1不同破源培養基的發酵結果 碳傾（％) 粘度(mPa，s) ?轉化豐(％)?  *產率(％)

　　

　　47.562.0044.061.8364.301.9948.362.0341.832.3143,492.78接種量與發酵產物的產率間存在一定的關系。 接種量過少會使菌體生長期延長，不僅增加能耗和 影響設備利用率，而且增加染菌的機會;加大接種量 可使菌體生長期縮短，但有可能在短時內使底物消 耗太快等原因影響細菌的代謝和產膠能力。所以在 黃原膠生產中同樣應選擇適宜的接種量。依據圖1 的實驗結果，初步選擇發酵培養基的接種量為5 96? 2.1.3檸樣酸對黃原膠產率的影響據報道[6]，各種有機酸的加入會導致多糖中膠 產量明顯提高，這可能是因為在多糖合成的過程中， 有機酸作為某一別構酶的抑制劑而起作用。與谷氨 酸、丙酮酸、延胡索酸相比，檸樣酸的作用更大。圖 1的實驗提示培養基中檸樣酸的加人有利于提髙黃 原膠產率，因此對檸檬酸的加人量進一步進行研究， 結果(圖2)證實檸檬酸能較大程度地提髙膠產量， 以0.025%的添加量最佳。

　　

　　2.卯r0.025 0.050 0.100 0.200 檸檬酸含fi(%)

　　

　　囷2件樣酸對黃原肢產率的影響2.：。4無機鹽對黃原肢生產的影響將J _ 12分別接種于不加或添加0. 5% KH2P04及的培養基中發酵，觀察到 發酵液粘度從7920 mPa_S增至8400 mPa_s,黃原膠 產率自2.03%提高到2.53%，說明加人瑰鹽和鎂鹽2.90 -62.80 - 「2,60蜃 2.7000.0100.0250.0500.1C0FeS04 含圖3 FeS04對黃原膠產率的影響有利于J -12黃單胞菌的生長及其代謝產物的分泌。

　　

　　此外，圖1的結果提示培養基中添加FeSQ亦 使J -12的產膠率增加，通過研究不同含量FeS04 對黃原膠產率的影響(圖3)，初步確定FeS04的最 佳含量為0.025%。

　　

　　2.2培養基的優化研究在上述單因素法的基礎上采用正交試驗設計11] 優化黃原膠發酵培養基。以碳源、氮源、CaCOb、 KHJP04 + MgS04、接種量為發酵因素，每因素選擇 3水平，用1^313正交表設計27組搖瓶發酵實驗，并 對碳源和氮源、碳源和CaCOj、氮源和CaCA用量 的交互作用進行考察(表2)。分別測定了 27種不 同培養基條件下發酵液粘度和黃原膠產率，結果見 表3。

　　

　　表2正交試驗表頭設計表頭斷A BAXBC AXC BXCD Bxc E列號1 2345 67 89 10 11 1213A碳源（％)A,蔗糖4Ai葡萄糖4Aj淀粉4B氮源(％)玖魚粉0.602豆餅粉0,6Bj魚粉0.3 +豆餅粉0-3C CaOCbC%)QO.OQ0.15QjO.3D KH^+MgSO^%)Di 0,5 + 0.25Dz 0.5 + 0,025Da 0.05 + 0.025E接種ft(%)Ei 2E2 5E3 10表3優化實驗結果實驗號粘度(mIVS)產率(％) 實驗號粘度(mPa_S) 產率<%)

　　

　　實驗號 粘度(mPa_s)產率(％)

　　

　　?0000208020*00140 a57674140621145*5200291126630^4356131-2-2'1-1-2'0-2'-012345678 1 1 1 1 1 1 1 1 1823041332223430017192021222324252627340^94068005400320724054401 1607?S7T&&3^19^5734 2少 22ft33zs1-2-2-2-2-2'2-2-2'將以上結果進行統計學方法分析，根據正交試 驗及方差分析結果(表4,表5)，得知因素A、C、D對 發酵有顯著影響，最佳含量為因素B無 顯著性影響，考慮到豆餅粉中含有生物素，對代謝 途徑及菌體細胞膜的通透性有調節作用，故選擇 氏;因素E無顯著性影響，根據單因素實驗結果選 擇由此確定最優培養基配方為、Ej, 即黃單胞菌J - 12的最佳培養基組成為4%淀粉、 0. 3% 魚粉 + 0. 3% 豆餅粉、0. 3% CaC〇3、〇。 5%KH2PO4 + 0.25%MgSO4,5%接種量。在此基礎 上，綜合單因素實驗結果，配制加人0. 025%梓様 酸、0.025% FeS04的發酵培養基。采用此培養基 配方，在消前pH7.2?7. 5,接種量5%，發酵溫度 28t：，搖床轉速18〇r/miti,發酵時間72h的實驗條件 下進行搖瓶發酵，測定發酵液粘度為8740 mPa-s， 用酒精直接沉淀法提取黃原膠的產率為2.91 %,產 品的丙酮酸含量為3.32%,三項指標均較單因素實 驗的結果有所提高，接近或髙于文獻報道值[8、9]。