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1、高酰基结冷胶发酵生产工艺优化探究结冷胶(GellanGum)是一种细胞外生物高分子多糖类物质，以葡萄糖等单糖或双糖为原料，以少动鞘脂单胞菌为产生菌，经特定的生物发酵制成［1］。我国在1996年批准其作为食品增稠剂、稳定剂使用，2011年发布实施了结冷胶国家标准GB25535-2010E2］。经少动鞘脂单胞菌发酵后的发酵液,未经脱酰基处理所得到的即为高酰基结冷胶，而直接加热加碱脱去酰基的为低酰基结冷胶。作为一种新型的微生物胞外多糖，高酰基结冷胶具有生产周期短、不受地理环境和气候条件的限制、理化性质独特、安全无毒等优势，且其凝胶性
2、能优越，在食品、制药、化工等领域有着广泛的应用前景［3］,具有重要的商业价值。近年来，国内低酰基结冷胶性能大部分已达到美国Kelco水平，而对高酰基结冷胶研究较少［4］,高酰基结冷胶生产工艺研究方面，仅有张士楚等［5］、张禹等［6］、王学刚等［7］专利3篇。笔者通过对结冷胶发酵配方的优化改进,筛选出一种适合生产高酰基结冷胶的发酵配方，为其规模化生产奠定了一定的基础。1材料与方法1.1试验材料与仪器1.1.1供试材料。菌种：结冷胶菌种G11.3-9(实验室保藏)。试剂：豆粉(自制)、牛肉膏、蔗糖、鱼蛋白脇、葡萄糖，乳糖，KH2P
3、04,KC1,MgS04-7H20,FeS04-4H20,CaC03,CaC12,CaS04-2H20,试剂均为分析纯。种子培养基：葡萄糖1.0%,NaCl0.5%,鱼蛋白腺0.6%,牛肉膏0.3%,pH值为7.0〜7.2。发酵培养基：蔗糖2.75%,鱼蛋白豚0.25%,磷酸盐0.10%o1.1.2供试仪器。HIQ-150型生物摇床，武汉江城生物科技有限公司生产；微生物发酵罐，江苏科海生产；LS-30型立式压力蒸汽灭菌器，上海博讯实业有限公司医疗设备厂生产；DV-II型粘度计，美国Brookfield公司生产；电子显微镜，CX
4、21FS1,日本OLYMPUS公司生产；精确到0.001g的电子天平；精密酸度计，PHS-3C型，上海大普仪器有限公司生产；均质机；质构仪，BROOKFIELDCT3型。1.2试验方法1.2.1培养方法。①种子液制备。取实验室保藏的结冷胶菌种菌悬液0.5mL,接入装有100mL种子培养基的250mL三角瓶中，置恒温摇床培养，转速260r/min,温度(30±l)°Co②发酵摇瓶培养。取5mL活化好的种子液，接入装有100mL发酵培养基的500mL三角瓶中，转速为260r/min,温度为(30±1)°C,于摇床中培养。③发酵罐培
5、养。装培养基40L于50L发酵罐，温度(30±1)°C,pH值7.0〜7.2,接种量5%(v/v),调节空气流量和转速控制溶氧，为控制pH值,过程添加20%Na0H溶液。1.2.2测定方法。①发酵液粘度测定。除有说明外，在25°C,4号转子，30r/min条件下测定；②还原糖测定(GB50097-85)；③胶体收率测定。采用乙醇沉淀法。④胶体纯度测定参见GB25535-2010[8]胶体性能测其悬浮性能以及弹性。1.2.3单因素试验。①碳源。分别用葡萄糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖、可溶性淀粉作为碳源，其他组分相同，制成发酵培养基进行
6、摇瓶发酵培养，60h后测定发酵液粘度、胶体收率、胶体性能，确定最佳碳源。②氮源。分别用豆粉、豆饼粉、鱼蛋白豚、玉米浆、鱼蛋白豚作为氮源，其他组分相同，制成发酵培养基进行摇瓶发酵培养，60h后测定发酵液粘度、胶体收率、胶体性能，确定最佳氮源。③无机盐。分别用KH2P04、MgS04・7H20、FeS04・4H20、KC1、Na2HP04作为无机盐，其他组分相同，制成发酵培养基进行摇瓶发酵培养，60h后测定发酵液粘度、胶体收率、胶体性能，确定最佳无机盐。④钙盐。分别用CaC03、CaC12、CaS04・2H20、Ca(NO3)2・
7、4H20作为钙盐，其他组分相同，制成发酵培养基进行摇瓶发酵培养，60h后测定发酵液粘度、胶体收率、胶体性能，确定最佳钙盐。1.2.4正交试验。根据高酰基结冷胶发酵条件单因素优化试验结果，选出最佳的碳源、氮源、无机盐、钙盐，设计4因素3水平正交试验，选用L9(34)正交表进行正交试验(表l)o2结果与分析1.1发酵培养及优化1.1.1碳源。如表2所示，以蔗糖、葡萄糖作为碳源，结冷胶的发酵粘度均较高，分别达到17300、15300cp,粗胶收率均较高，分别达到1.65%和1.59%,说明蔗糖是结冷胶发酵的最佳碳源，葡萄糖次之。2.
8、1.2氮源。结冷胶产生菌在以鱼蛋白脓作为氮源时，如表3所示，其胶体的发酵粘度及粗胶收率明显高于其他氮源，故结冷胶发酵最佳氮源为鱼蛋白腺。2.1.3无机盐。KH2P04作为无机盐时，如表4所示，结冷胶的发酵粘度及粗胶收率均最高，分别达到18000cp和1.64%,其次是MgS0
