高丙酮酸黄原胶的发酵研究

为得到高丙酮酸黄原胶,进行了黄原胶的除细胞法发酵研究.采用单因素法和正交实验法,对发酵液pH、发酵温度以及发酵培养基成分进行了优化,并考察了游离丙酮酸和NH4Cl的加入量对丙酮酸含量的影响.结果表明:发酵培养基的组成为蔗糖50g/L、酵母膏0.08g/L、KCl 15g/L、KH2PO4 0.06g/L、MgSO40.8g/L、CaCO3 6.0g/L、柠檬酸0.015g/L、游离丙酮酸2.0g/L、NH4Cl 3.0g/L时,在pH 7.2,温度32℃下进行发酵实验,丙酮酸含量可达到4.82%.     

突变型黄单胞杆菌产黄原胶条件的优化

该文对从甘蓝腐烂根部的土壤中分离选育的黄单胞杆菌C2发酵产黄原胶的条件进行了优化。通过单因素试验对培养基（碳源、氮源及碳氮源的浓度）和发酵条件（接种量、发酵时间、温度、pH、装液量）进行优化;为提高黄原胶的胶体性能,在培养中添加不同量的游离丙酮酸。结果表明,液态发酵生产黄原胶的最佳碳源、氮源分别为蔗糖55 g/L,鱼粉10 g/L。黄单胞杆菌C2菌株在接种量为4%,pH值为7,于28 ℃、130 r/min条件下发酵60 h时,黄原胶产量达到34 g/kg。添加游离丙酮酸2 g/L时发酵液黏度为16.0 Pa·s,此时胶体性能最好。     

提高黄原胶丙酮酸含量的发酵实践

丙酮酸是黄原胶分子中最重要的官能团。不同菌种、不同工艺、配方生产的黄原胶丙酮酸含量差别很大。黄单胞菌XC-XH99是经过诱变的黄原胶菌株,溶氧水平是刺激该菌种代谢产物中丙酮酸含量增加的重要因子。生产培养基中的有机酸能有效地提高黄原胶的产率,但会不同程度地抑制丙酮酸含量的合成。     

不同搅拌体系下黄原胶发酵的研究

本实验通过对三种不同搅拌体系下黄原胶发酵动力学参数：野油菜黄单细胞菌XG-101 菌体浓度、黄原胶浓度、黏度、平均分子质量、丙酮酸功能基团以及残糖的测定,验证了冷模条件下组合桨(上层下压式双折叶圆盘涡轮,下层六叶布鲁马金)体系和最大叶片式桨体系具有高气含率和优良传质性能的结论,更重要的是为工业上提高黄原胶发酵产量和发酵质量(黄原胶平均分子质量和丙酮酸功能基团的含量)提供理论指导,具有一定的实际意义。     

发酵因素对黄原胶丙酮酸含量的影响

本文报道了发酵因素对黄原胶丙酮酸含量的影响。研究结果表明,碳源、氮原、无机盐和摇瓶振荡培养速度是影响黄原胶丙酮酸含量的极显著因索,接种量是不显著因素。经正交设计统计学分析,产生高丙酮酸含量黄原胶的摇瓶发酵培养基是:蔗糖2％、玉米淀粉2％、豆饼粉0.5％、K2HPO_40.5％、Mg—SO_4·7H_2O 0.02％、pH7.0,摇瓶发酵的接种量是2％,摇瓶振荡培养速度是240rpm。     

高丙酮酸黄原胶发酵与流变特性研究

研究了高丙酮酸含量黄原胶的发酵液的流变学特性,发现黄原胶平均分子质量和丙酮酸含量均随发酵时间变化,并在对数生长期结束时都达到最大,此时平均分子质量为6.0×106u,丙酮酸质量分数为5.9%。黄原胶平均分子质量和丙酮酸含量对黄原胶溶液的流变学特性均有明显影响;在电解质(1%KCl)溶液中,黄原胶的丙酮酸含量越高,其粘度越大,剪切变稀性能越显著,且高丙酮酸黄原胶具有低浓度下高表观粘度的特性。     

携氧剂(H2O2)对野油菜黄单胞菌合成黄原胶的影响

黄原胶(Xanthan Gum)是由野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)碳水化合物为主要底物，经发酵产生的‘种酸性胞外杂多糖。发酵中后期黏度增大，氧的传质能力下降，从而影响了黄原胶的产量。本课题研究黄原胶生物合成过程中，H2O2对供氧和提高产胶率的影响。根据添加H2O2实验得出，H2O2添加量为1ml即在发酵液中浓度为4．4mmol／L左右为最适的添加量，最佳添加时刻为48h左右。得出低浓度的H2O2能提高黄原胶的产量，产胶率平均提高了3．28％。     

一株野油菜黄单胞菌产黄原胶的性质

通过发酵一株野油菜黄单胞菌得到黄原胶,进而测定该黄原胶在不同质量浓度、pH值、氯化钠质量浓度、温度下黏度变化,分析黄原胶流变特性、丙酮酸质量分数和黏均分子质量。结果表明：本实验菌株的黄原胶产量达到28.4 g/L,黄原胶黏度在质量浓度高于4.0 g/L时迅速升高,黄原胶黏度在pH 3.0～10.0之间稳定。氯化钠质量浓度由10 g/L增加到70 g/L时,使1.0 g/L黄原胶黏度提高20%,而温度高于35 ℃时使1.0 g/L黄原胶黏度降低。黄原胶的丙酮酸质量分数达到6.35%,黏均分子质量为5.7×106 D。1.0 g/L黄原胶的稠度系数和流体指数分别为26.94和0.765 5,5.0 g/L黄原胶的稠度系数和流体指数分别为489.65和0.328 1。研究表明该株野油菜黄单胞菌具有较大的潜在应用价值。     

工业化发酵法生产丙酮酸

发酵法生产丙酮酸,是我国科技工作者10年来研究和关注最多的有机酸生产工艺,工业化发酵生产丙酮酸更是我国发酵工业期待已久的目标。我们于2007年12月实施了我国首次丙酮酸工业化发酵生产,在145m^3发酵罐中取得了丙酮酸发酵产酸56．2g／L,糖酸转化率0．65g/g的成绩,实现了我国丙酮酸生产历史性的突破。     

葡萄糖对光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸的影响

在30L发酵罐中研究了初始葡萄糖质量浓度和补料方式对光滑球拟酵母WSH-IP303发酵生产丙酮酸的影响．实验确定116.4g/L左右是较为适宜的初始葡萄糖质量浓度,发酵58h时丙酮酸质量浓度和产率分别为58.0g/L和0.516g/g．采用初始葡萄糖质量浓度为53.4g/L,发酵24h分批补料至葡萄糖总质量浓度为115g/L的培养方式,发酵64h时丙酮酸质量浓度和产率分别为60.2g/L和0.559g/g;采用初始葡萄糖质量浓度为62.6g/L,发酵24h开始连续补料至葡萄糖总质量浓度为115g/L的培养方式,发酵72h时丙酮酸质量浓度和产率分别为63.3g/L和0.586g/g,与葡萄糖总质量浓度相似(115g/L)的分批发酵相比,丙酮酸产量分别提高了3.8%和9.1%．实验结果表明适宜的初始葡萄糖质量浓度能促进光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸;尽管葡萄糖补料培养可适度提高丙酮酸的产量及产率,但生产强度却有所下降．     

麦胚双歧杆菌发酵饮料工艺优化及稳定性研究

以麦胚为主要原料,以pH、总酸、游离氨基氮含量、持水力为主要指标,通过单因素和正交优化试验,研究料液比、发酵时间、发酵温度、低聚木糖添加量对发酵工艺的影响;采用单因素和正交试验,以离心沉淀率为指标,研究麦胚双歧杆菌发酵饮料的稳定性。结果表明:料液比6∶100 (g/mL),发酵温度37℃,发酵时间12 h,低聚木糖添加量9%为最佳发酵工艺条件;确定最佳复配稳定剂配方为瓜尔豆胶0.35%、卡拉胶0.03%、魔芋胶0.06%,黄原胶0.05%。     

EFFECTS OF INTERMOLECULAR INTERACTIONS AND MOLECULAR ORIENTATION ON THE FLUX BEHAVIOR OF XANTHAN GUM SOLUTIONS DURING ULTRAFILTRATION

Conformational changes of xanthan gum as a function of concentration were investigated to elucidate its unusual flux behavior during ultrafiltration (UF). The contribution of hydrogen bonding on structure formation and the molecular orientation of xanthan gum on the flow characteristics were studied rheomechanically and rheo-optically. Known to affect xanthan structure at low concentrations, hydrogen bonding unexpectedly did not show significant influence on xanthan rheological properties up to 2 wt %. The ordered layers formed on the membrane surface proved responsible for the enhanced water removal during UF. This unique behavior could be attributed to the formation of aligned molecular orientation in addition to the viscosity increases during the biphasic region. Significant differences were observed between xanthan fermentation broth and solutions made of commercial xanthan, suggesting the need to control the salt concentration in fermentation broth in order to make UF an effective recovery process for xanthan gum after fermentation.

PRACTICAL APPLICATIONS

The knowledge gained from the present study strengthens fundamental understandings on the conformational changes of xanthan biopolymers during the recovery of xanthan gum from fermentation broth using ultrafiltration (UF). By taking advantage of the aligned molecular orientation, along with controlling the salt concentration in the fermentation broth, UF could be operated at elevated flux to speed up the removal of water from the viscous fermentation broth. The technology should find broad applications in the fermentation industry, especially where viscosity is of concern during the separation and purification of the product.     

响应面法优化益生菌发酵香蕉金针菇饮料的工艺研究

以香蕉和金针菇为原料,植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）和副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）为发酵菌种,在单因 素试验的基础上,采用Box-Behnken响应面法对香蕉金针菇饮料的工艺进行优化。 结果表明,最佳发酵工艺条件为香蕉汁∶金针菇汁 为4∶1（mL/mL）,发酵剂接种量4%,蔗糖添加量5.5%,发酵时间20 h,发酵温度37 ℃,在此工艺条件下得到的香蕉金针菇饮料的感官评 分为93分,乳酸含量为7.21 g/L。稳定剂羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、黄原胶和卡拉胶的添加量分别为0.20%、0.04%和0.4%。     

黄原胶发酵生产培养基优化研究

黄原胶发酵生产培养基的组成对黄原胶产品质量有较大影响.通过测定发酵液粘度、粗胶含量,研究不同碳源、氮源及无机盐对黄原胶产量和粘度的影响.研究结果表明,碳源对黄原胶质量影响较大,不同碳源之间最终发酵水平有明显差别,当玉米淀粉:蔗糖2∶1时黄原胶产量和粘度最高.氮源的影响次于碳源,确定最佳氮源为黄豆粉.CaCO3能明显提高黄原胶的产量粘度,是无机盐中最大影响因子,CaCO3最优添加量为0.3g/100mL.KH2PO4影响作用不大,差别不显著,当KH2PO4添加量为0.5g/100mL时,黄原胶产量和粘度达到最大.通过正交试验,确定培养基最优配方为:玉米淀粉5g/100mL,蛋白胨0.5g/100mL,KH2PO4 0.4g/100mL,MgSO4 0.05g/100mL,FeSO4 0.025g/100mL,柠檬酸0.025g/100mL,在此条件下,28℃,180r/min发酵培养72h,黄原胶的产量可达到29.88g/L,粘度达到6002mPa/s.     

THE CONCENTRATION AND SIGNIFICANCE OF PYRUVATE IN BEER

Excretion of pyruvate takes place during the yeast-growth phase of fermentation, and, in batch fermentation, the extent of its accumulation varies directly with the extent of growth. Pyruvate excretion is not related to the content of pyruvate decarboxylase in the cells and is not influenced by the addition of thiamine or alanine to the wort; the pH of the wort exerts a slight influence on pyruvate excretion. Pyruvate may be metabolized by yeast towards the end of fermentation and during conditioning, so that the quantity present in beer is influenced by the extent and timing of yeast separation. The addition of sodium pyruvate to beer alters beer flavour by affecting the ‘mouth feel’ aspect of flavour; the minimum quantity required to do this varies in different beers over a range of 50–400 mg/litre.     

镁、锰离子对黄原胶生物合成的影响

通过添加不同浓度镁、锰的一系列摇瓶实验,研究野油菜黄单胞菌代谢过程中的关键酶：葡萄糖-6- 磷酸脱氢酶(G-6-PDH)和丙酮酸激酶(PYK)的活性变化,确定最佳单因素金属离子添加方案：Mg2+ 添加量0.4g/100ml、Mn2+ 添加量0.04g/100ml,随后进行罐发酵实验,从而对摇瓶实验结果进行验证并研究金属离子对黄原胶罐发酵生物合成的影响。实验结果表明：0.4g/100ml Mg2+ 可以较大程度提高G-6-PDH 的活性,与摇瓶实验结果基本一致;0.04g/100ml Mn2+ 大大提高了PYK 的活性,与摇瓶实验结果一致;5L 发酵罐中发酵液残糖总体呈下降趋势,在60h以后趋向平稳,Mg2+、Mn2+ 会一定程度上增加发酵液中残糖含量,从而降低碳源的利用率。     

镁、钼对野油菜黄单胞菌代谢关键酶的影响

野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)是一种利用碳水化合物为主要底物发酵产生酸性胞外杂多糖黄原胶的革兰氏阴性菌。本实验研究了通过添加不同浓度的Mg2+、MoO2-对野油菜黄单胞菌代谢过程中关键酶:葡萄糖-6-磷酸脱氢酶,丙酮酸激酶在不同发酵时期的活性变化。结果表明,Mg2+添加量为1ml即在发酵液中为0.5g/50ml时葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性明显提高,MoO2-在发酵液中浓度为0.20g/50ml时丙酮酸激酶活性提高,表明适量的镁、钼对上述酶活性有调控作用。     

混合烷烃对野油菜黄单胞菌合成黄原胶的影响

本实验研究野油菜黄单胞菌以玉米淀粉作为碳源进行黄原胶生物合成过程中,添加作为携氧剂的混合烷烃对提高产胶率的影响,同时电镜观察不同发酵时期野油菜黄单胞菌的产胶情况。在摇瓶发酵的基础上,进行发酵罐实验。添加8%混合烷烃发酵66h后,黄原胶产胶率和碳源转化率明显提高。结果显示:摇瓶发酵产胶率可达3.84%(对照组为2.58%),碳源转化率为76.8%(对照组为51.6%);发酵罐产胶率可达4.18%(对照组为2.90%),碳源转化率为83.6%(对照组为58.0%)。     

冷冻华夫面团保质期内品质提升的研究

研究了冷冻华夫面团冻藏期间的水分质量分数、水分分布、酵母含量、产气能力、持气能力等指标的变化,阐明冷冻面团品质变化的机制。实验表明,冷冻华夫面团冻藏时间对产品品质具有显著影响,当冻藏时间为3个月时,酵母含量、产气能力、持气能力分别下降了28%、23%和36%。通过研究不同类型添加剂(谷朊粉、黄原胶、羟丙基甲基纤维素、结冷胶)对冷冻面团冻藏期间品质的影响,发现适量加入添加剂对于产品品质的提升具有一定效果,其中谷朊粉和黄原胶在降低冰晶体机械损伤、提高面团发酵能力方面效果显著。与对照相比,谷朊粉提升酵母含量131%,发酵能力210%,黄原胶提升酵母含量107%,发酵能力181%。