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提高黄原胶热稳定性的发酵实践

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  提高黄原胶热不变性的发酵实践_医药卫生_专业材料。190 2007.Vol.28.NO.07 食物研究与开辟 添加剂 提高黄原胶热不变性的发酵实践 吴小军, 童群义 (江南大学食物学院, 江苏 无锡 214036) 摘 要: 黄原胶是一种具有

  190 2007.Vol.28.NO.07 食物研究与开辟 添加剂 提高黄原胶热不变性的发酵实践 吴小军, 童群义 (江南大学食物学院, 江苏 无锡 214036) 摘 要: 黄原胶是一种具有普遍用处的微生物多糖。 以野油菜黄单胞菌 1.1781 (Xanthomonas campestris) 为出产菌株, 进行了摇瓶前提下黄原胶发酵前提的优化研究, 获得耐热性黄原胶构成的最佳前提为: 蔗糖 50.0 g/L, 卵白胨 5.0 g/L, ? 柠檬酸 2.0 g/L, 碳酸钙 3 g/L, K2HPO4 3H2O 4.0 g/L, MgSO? pH 为 7.0。所得黄原胶成品经 121 ℃高温处 4 7H2O 0.2 g/L, 理 3 h, 测得的粘度为 31.17 mPa ? 比根基培育前提提高了 24.13 %。通过采用热重阐发仪 (TGA) 对其耐热性进行研 s, 究, 成果表白, 黄原胶是一种热不变性好的食物胶。 环节词: 黄原胶; 发酵; 热不变性; 热重阐发 INCREASING EFFECT OF FERMENTATION CONDITIONS ON THERMAL STABILITY OF XANTHAN GUM WU Xiao- jun, TONG Qun- yi (School of Food Science and Technology, Southern Yangtze University, Wuxi 214036, Jiangsu, China) Abstr acts: Xanthan gum is a widely used microbial polysaccharide. Xanthomonas campestris 1.1781 was used as production strain to study the optimization of fermentation conditios of xanthan gum in shaking flaves. And ? the optimum fermentation conditions were as follows: sugar 50.0 g/L, peptone 5.0 g/L, K2HPO4 3H2O 4.0 g/L, ? 7H2O 0.2 g/L,citric acid 2.0 g/L, CaCO3 3 g/L, pH7.0.After heat processing (121 ℃) 3 h,viscosity of MgSO4 finished products were 31.17 mPa? s,which increasedby 24.13 % compared with the basic culture conditions. Then thermogravimetric apparatus (TGA)of xanthan gum have been investigated, Xanthan gum was recognized as a thermally stable food gum. xanthan gum; fermentation; thermal stability; thermogravimetry Key wor ds: 黄原胶 (Xanthan gum) 是以碳水化合物为次要底 物,由甘蓝黑腐黄单胞菌或野油菜黄单胞菌发酵而成 的一种酸性胞外杂多糖。 它是一种生物高分子聚合物, 具有纤维素的主链和低聚糖的侧链, 由 D- 葡萄糖、 D- 甘露糖、 D- 葡萄糖酸、 乙酸和丙酮所构成的 “五糖反复 单元” 聚合而成。因其奇特的分子布局, 而使其具有独 特的流变性、 优良的水溶性、 对热酸碱的不变性、 与各 种盐类的相溶性等很多优异的理化机能,已被普遍应 用于食物、 饮料、 化妆品、 洗涤剂、 陶瓷、 石油开采、 化工 涂料、 丛林灭火等三十多种行业 [1- 4] 件来提高黄原胶热不变性的路子,对提高黄原胶的质 量具有主要意义[5- 6]。 1 材料与方式 野油菜黄单胞菌 (Xanthomonas campestris) 1.1781: 购自中国通俗微生物保藏办理核心。 1.2 培育基 1.2.1 固体斜面培育基 牛肉浸膏 3.0 g, NaCl 5.0 g,卵白胨 10.0 g,琼脂 15.0 g, 蒸馏水 1 000 mL, pH7.0。 1.2.2 种子培育基 卵白胨 8.0 g, 酵母膏 1.5 g, 牛肉浸膏 蔗糖 10.0 g, 3.0 g, 蒸馏水 1 000 mL, pH7.0。 1.2.3 发酵培育基 蔗糖 50.0 g,卵白胨 5.0 g,CaCO3 3.0 g, K2HPO4? 3H2O 2.5 g, MgSO? 蒸馏水 1 000 mL, pH7.0。 4 7H2O 0.1 g, 1.1 菌种 。 黄原胶成品的热不变性凹凸是评价黄原胶质量好 坏的主要目标之一,可是因为国产黄原胶溶液在高温 下不不变, 易发生热氧化降解感化, 使粘度严峻丧失, 即热不变性远低于进口黄原胶。 因而, 通过改善发酵条 作者简介: 吴小军 (1981- ) , 女 (汉) , 硕士研究生, 研究标的目的: 制糖工 程。 添加剂 1.3 次要试剂和仪器 食物研究与开辟 2007.Vol.28.NO.07 191 所得黄原胶成品经 121 ℃高温处置 3 h, 测得的粘 图 1 所示[7- 8]。 度作为正交试验的成果。其成果如表 2、 4 表 2 L( 正交试验成果 9 3) 4 Table 2 Results of L( or thogonal exper iment 9 3) NaCl、 Ca- 牛肉浸膏、 酵母膏、 卵白胨、 蔗糖、 琼脂、 CO3、 K2HPO4 ? 3H2O、 MgSO4 ? 7H2O、 乙醇 (95 %)、 氢氧化 钠、 盐酸等: 以上试剂均为阐发纯; 电子天平、 无菌间、 恒温生化培育箱、 电热手提压力蒸汽消毒器、 恒温调速 摇瓶柜等。 1.4 溶液粘度的测定 (η) 。 采用 NDJ- 1 型扭转粘度计测定粘度 1.5 黄原胶溶液热不变性的测定方式 插手热不变 将黄原胶溶液装于 250 mL 三角瓶中, 剂, 用牛皮纸封口, 放入电热手提压力蒸汽消毒器内, 经 121 ℃高温处置 3 h, 测定粘度 (η) 。确定黄原胶溶 液的热不变性大小。 1.6 用 DTA 和 TG 察看黄原胶的热不变性 1.6.1 试样 黄原胶成品 (正交试验最佳前提) 、阿拉伯胶、 CMC: 广饶中印工贸无限公司 1.6.2 仪器 TGA/SDTA 85/e, 制造商: 瑞士。 1.6.3 尝试前提 (DTA 和 TG) 称分量程≤1 g, 称重活络度为 0.1 μ 扫描温度为 g, 30 ℃ ̄700 ℃, 升温速度 10 ℃/min, 静态空气。 2 成果和会商 在单要素试验的根本上, 选择碳源 (蔗糖) , 氮源 (卵白胨) , K2HPO4 ? 3H2O, MgSO4 ? 7H2O, 柠檬酸为因子, 每因子选择三程度, 用 L( 正交表设想 9 组摇瓶发 9 3) 4 试验号 No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 R A 1 1 1 2 2 2 3 3 3 68.00 77.64 63.92 13.72 B 1 2 3 1 2 3 1 2 3 58.74 78.73 72.09 19.99 C 1 2 3 2 3 1 3 1 2 77.48 78.14 53.94 24.20 D 1 2 3 3 1 2 2 3 1 69.96 63.02 76.58 13.56 粘度 η/(mPa ? s) 21.54 26.11 20.35 27.18 23.57 26.89 10.02 29.05 24.85 在现有的范畴内, 无机盐含量对耐 由图 1 可知, 热性黄原胶的构成影响较大, 其次是氮源, 柠檬酸和 碳源的影响。耐热性黄原胶构成的最佳前提为: 蔗糖 50.0 g/L, 卵白胨 5.0 g/L, K2HPO4 ? 3H2O 4.0 g/L, MgSO4 ? 7H2O 0.2 g/L, 柠檬酸 2.0 g/L, 碳酸钙 3 g/L, pH 为 7.0。 所得黄原胶成品经 121 ℃高温处置 3 h, 测得的粘度为 31.17 mPa ? s。比根基培育前提提高了 24.13 %。 2.2 热重阐发 热重阐发是研究聚合物的降解模式和热不变性 的一种简单而切确的方式。 本文对黄原胶成品 (正交试 验最佳前提) 进行热重阐发, 成果如图 2 所示。 2.1 耐热性黄原胶构成的最佳前提 酵试验, 见表 1。 4 表 1 正交试验 L( 要素程度表 9 3) 4 ( ) Table 1 L 9 3 or thogonal exper iment design for factor s and levels 程度 Level 要素 Factor / g/L)C K2HPO4 ? 3H2O/ (g/L)D 柠檬酸 ( / g/L) A 蔗糖 ( / g/L) B 卵白胨 ( (g/L) MgSO4 ? 7H2O/ (g/L) Citric acid/ (g/L) Sucrose acid/ (g/L) Peptone/ 4.0 2.5 0.1 0 40.0 1 5.0 4.0 0.2 1.0 50.0 2 6.0 5.5 0.3 2.0 60.0 3 粘度 η ( ? / mPa s) 图2 黄原胶 (正交试验最佳前提) 的 TGA 曲线 TGA cur es for finished pr oducts 按照热重试验,表 3 列出了黄原胶和其他胶的热 图 1 正交数据阐发图 Fig.1 Intuitive analysis of or thogonal exper iment 参数。样品最起头少量的质量丧失是因为胶布局平分 子连系水的解吸。 和其他胶一样, 黄原胶的热重曲线 食物研究与开辟 果表白, 黄原胶是一种热不变性好的食物胶。 参考文献: 添加剂 是由两个降解过程所构成的。胶的最次要的降解温度 一般都大于 200 ℃,黄原胶的最次要的降解温度为 242.17 ℃。 通过比力可知, 黄原胶是一种热不变性好的 微生物胶[9- 10] 。 表 3 黄原胶和其他食物胶热重参数 Table 3 TG char acter istic temper atur e of Xanthan gum and other food gums 食物胶 分化阶段 Food gum of weight Stages of analysis 黄原胶 1 Xanthan gum 2 阿拉伯胶 1 Gum Arabic 2 CMC 1 2 温度范畴 /℃ 降解最快温度 /℃ 分量丧失 /% Range of Temperature declining Losses/% temperature/℃ quickest/℃ 30.3 ̄188.3 129.8 6.52 200.4 ̄448.2 298.5 56.23 32.9 ̄161.4 73.4 7.8 228.7 ̄361.2 310.9 57.9 41.9 ̄188.1 139.3 7.5 258.9 ̄317.6 300.4 51.1 通过采用热重阐发仪 (TGA) 对其耐热性进行研究, 结 [1] 杜风光, 陈伟红, 闫德冉, 等.我国黄原胶出产的现状、 具有的问 题及对策[J] .食物科学, 2001, 22 (10) : 97- 99 [2] 王学艳, 赵振宇, 寇欣, 等.黄原胶的性质及在制剂中的使用 [J] . 中国药学杂志, 1996, 31 (10) : 581- 584 [3] 闫德冉, 胡元森, 闫振丽, 等.黄原胶摇瓶发酵前提的优化研究[J]. 河南农业大学学报, 2001, 35 (S1) : 23- 25 [4] F.Garcia- Ochoa et al. Xanthan gum: production, recovery, and prop- erties[J]. Biotechnology Advances 2000, 12: 549- 579 [5] 张禹, 张国佩, 张茶, 等.提高黄原胶丙酮酸含量的发酵实践[J].食 品工业科技, 2002, 23 (9) : 30- 31 [6] 梁凤来, 王玉香, 田义英. 黄原胶溶液热不变剂的研究[J]. 南开大 2000, 33 (2) : 99- 101 学学报: 天然科学, [7] 张玲, 张芬琦, 姚卫蓉.β- 葡萄糖苷酶发生菌原生质体的诱变 2006, 27 (10) : 62- 64 研究[J].食物研究与开辟, [8] 姚仕义, 张信娣, 王金生.XCCNAU- 92 出产黄原胶的发酵培育基 1998, 25(2): 191- 195 配方的研究[J].安徽农业大学学报, [9] 刘敦华, 谷文英.沙蒿胶热不变性的研究[J].食物工业科技, 2006, 27 (4) : 159- 161 [10] 胡国华.功能性食物胶[M].北京: 化学工业出书社, 2003: 217- 222 收稿日期: 2007- 01- 18 3 结论 本 文 以 野 油 菜 黄 单 胞 菌 1.1781(Xanthomonas campestris) 为出产菌株, 进行了摇瓶前提下黄原胶发 酵前提的优化研究, 获得具有较高耐热性的黄原胶, 其成 ? s, 比 品经 121 ℃高温处置 3 h,测得的粘度为 31.17 mPa 根基培育前提提高了 24.13 %。因而, 间接研究发酵条 件对黄原胶成品热不变性大小的影响具有现实意义。 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 接待订阅 《食物研究与开辟》 《食物研究与开辟》 是由天津市食物研究所和天津市食物工业出产力推进核心主办, 国表里公开辟 行的食物专业科技期刊, 于 1980 年创刊, 现为月刊。采用国际风行开本大 16 开, 共 12 个印张 (192 页) 。 其专业凸起, 内容丰硕, 印刷精彩, 是一本既有根本理论研究, 又包罗适用手艺的刊物。 本刊已被 “万方数 据库” 、 “中文科技期刊数据库” 等出名媒体收录, 并被北京大学藏书楼列入 “中文焦点期刊” 。次要栏目 有: 科学研究、 食物工艺、 食物开辟、 检测阐发、 养分健康、 食物保鲜、 添加剂、 食物机械和综述等。 国际刊号 ISSN 1005- 6521; 邮发代号: 本刊国内同一刊号 CN 12- 1231/TS; 6- 197。全国各地邮局及 本编纂部均可订阅。2007 年订价: 全年 180 元。 15 元/册, 为答谢新老读者, 本编纂部现举办 “过刊 (2007 年以前) 优惠” 勾当! 本编纂部常年打点邮购, 订阅法子如下: (1) 邮局汇款。地址: 天津市南开区卫津南路 36 号; 收款人: 《食物研究与开辟》 编纂部; 邮政编码: 300381。 银行汇款。开户银行: 天津银行天马支行; (2) 账号: 单元: 食物研究与开辟编纂部。 704; 《食物研究与开辟》 编纂部 E- mail: tjfood@vip.163.com 德律风 (传线

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