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可得然胶是由根瘤菌(Rhizobium sp.)或土壤杆菌(Agrobacterium sp.)合成的,由β-1,3-D-葡萄糖苷连接而成的葡聚糖聚合物。可得然胶具有独特的加热形成凝胶的特性,可以用于改善多种食品的质构、持水性能和热稳定性;其作为食品添加剂广泛应用于面条、酱料、冷冻食品和包装肉类中。可得然胶修饰后的衍生物具有抗肿瘤抗HIV活性而在制药行业中也具有较大潜力。为了满足可得然胶的市场需求,在工业化过程中需要筛选出高产菌种,并进一步优化其生产工艺,提高其产量。本研究先通过摇瓶发酵筛选出高产菌株,并对高产菌株的代谢特征进行了研究;其次对高产菌株的发酵工艺进行优化,并探究了可得然胶的性质;最后研究了添加不同水溶性多糖对菌株合成的可得然胶的影响。主要的研究结果如下:(1)菌种筛选及高产菌株在发酵罐中的代谢特征曲线研究:首先筛选出一株产量较对照提高25.08%的高产菌株29#,其产生的可得然胶凝胶强度为873g/cm2,高于对照株的815g/cm2。在10L和50L发酵罐中,29#菌株明显分为12h前的长菌期和12h后的产胶期,发酵96h后可得然胶的产量分别达45.02g/L和46.78g/L。电镜照片显示了29#菌株在发酵过程中菌体的变化与分泌可得然胶的形态结构变化,在Oh时菌体呈单一杆状,12h时已经有少数菌产生可得然胶,24h菌体明显变短变粗,48h绝大多数菌株都产胶,到96h时胶将菌体致密的缠绕在一起,但也有出现个别菌株周围没有胶包被。(2)29#菌株产可得然胶发酵工艺的优化及性质的研究:以可得然胶产量和凝胶强度为指标,发酵培养基Ⅱ为最优的培养基。与对照相比,添加MnSO4后发酵上清液中β-1,3-葡聚糖酶活提高,而CoCl2对酶活有抑制作用。FeSO4和ZnCl2对β-1,3-葡聚糖酶的酶活影响不显著;对照可得然胶的重均分子量为853KDa,添加MnSO4发酵后减小为833KDa,凝胶强度最低为708g/cm2;而添加CoCl2后却增大为892KDa,凝胶强度最高为902g/cm2。因此确定在发酵培养基I中单独添加5.0g/LCoCl2的培养基为最优培养基。可得然胶凝胶强度和重均分子量(Mw)正相关,相关系数为0.85。(3)可得然胶感官评定与质构分析回归模型的建立:感官评定中的韧性与TPA测试中硬度、内聚性、咀嚼性3个指标强正相关,相关模型为:Y1=123.574-0.033X1-282.413X2+0.109X3。脆性与TPA测试中硬度、内聚性、咀嚼性3个指标强负相关,相关模型为:Y2=-159.201+0.044X1+405.06X2-0.148X3。这一结果表明用TPA测试中的硬度、内聚性、咀嚼性三个指标可以部分替代感官评定,以减少人为的误差,便于实现产品的标准化。(4)水溶性多糖对发酵可得然胶的研究:添加0.1%~0.5%的CMC-Na和0.05%~0.15%的黄原胶发酵可得然胶产量均比对照提高,添加0.3%大豆多糖和0.075%黄原胶产可得然胶的凝胶强度均比对照增加,原因是重均分子量也由对照1295KDa分别增大到1682KDa和1380KDa。添加0.3%大豆多糖和0.075%及0.15%的黄原胶发酵后凝胶在硬度和咀嚼性上与对照相比增加。添加0.1%~0.4%羧甲基纤维素钠发酵产可得然胶复水性和持水性较对照明显提高。电子扫描电镜分析显示添加不同可溶性多糖发酵产生的可得然胶的微观结构也有所不同。