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可得然胶是土壤杆菌等细菌在碳源过量、氮源不足的条件下产生的一种水不溶性β-D-1,3-葡聚糖。该多糖具有独特的热凝胶性和良好的生物活性，在食品、医药等领域受到了广泛的关注，市场前景广阔。在可得然胶的发酵生产中，碳源是主要原料，蔗糖和葡萄糖是常用碳源，用量通常在70g/L以上，使得可得然胶生产成本较高。为了降低可得然胶生产成本，需要探索其它来源广、价格低廉的碳源。同时，作为一种均一葡聚糖，可得然胶分子大小对其特性及应用影响显著。而目前的研究很少关注碳源对可得然胶分子量等特性的影响。本文以土壤杆菌DH39为对象，主要考察了不同糖类、木薯淀粉、糖蜜等为碳源时对可得然胶合成及特性的影响。
首先考察了包括蔗糖、麦芽糖、葡萄糖、果糖、乳糖、半乳糖和木糖在内的七种糖类碳源对土壤杆菌DH39可得然胶发酵的影响。结果表明，蔗糖和麦芽糖是合成可得然胶的最有效碳源，可得然胶产量分别为38.10g/L和37.37g/L。葡萄糖虽然是常用碳源，但以其为碳源时可得然胶产量仅为27.27g/L，半乳糖作为碳源几乎不产可得然胶。葡糖基转移酶活性与可得然胶的产量正相关。扫描电镜观察表明，在生长期，菌体表面光滑；在可得然胶合成阶段，菌体被可得然胶覆盖。碳源影响可得然胶分子量，不同糖为碳源时可得然胶分子量在1.10×106~1.59×106Da之间，其中木糖为碳源产生的可得然胶分子量最大，为1.59×106Da。不同糖类为碳源所产可得然胶的凝胶强度在671.39~989.20g/cm2之间，凝胶强度和分子量之间具有良好的相关性，分子量大导致高的凝胶强度。FTIR分析表明，不同糖类为碳源所产可得然胶与商品可得然胶结构一致。TG-DTG分析表明，不同碳源所产可得然胶有相似的分解温度，在293~310℃之间。
其次，考察了以木薯淀粉为原料发酵制备可得然胶的可行性。通过对木薯淀粉的液化和糖化酶解条件的优化，得到适合用于可得然胶合成的木薯淀粉酶解条件为：木薯淀粉浆的浓度为300g/L，加3.6U高温α-淀粉酶/g淀粉，90℃液化2min，冷却后，同时加210Uβ-淀粉酶/g淀粉和3U普鲁兰酶/g淀粉，60℃糖化9h，DE值为79.29±0.28%。TLC和HPLC分析表明，酶解液中麦芽糖占53.71%，麦芽三糖占31.77%，另含少量葡萄糖、四糖及以上低聚糖。用优化的木薯淀粉酶解条件分别酶解马铃薯淀粉、玉米淀粉和小麦淀粉，DE值分别为79.24%、71.04%和64.62%，酶解液糖组分与木薯淀粉酶解液中糖组分相同。淀粉酶解液为碳源发酵产可得然胶的结果表明，木薯淀粉酶解液为碳源所产可得然胶产量最高，为28.40g/L，小麦淀粉酶解液为碳源所得可得然胶产量最低，为18.62g/L。以木薯淀粉酶解液为碳源时，可得然胶分子量与培养基中所用酶解液的糖浓度密切相关，随培养基糖浓度增加，合成的可得然胶分子量逐渐增加，同时分子量随着发酵时间延长而逐渐降低。小麦淀粉酶解液所产可得然胶有较低的分子量（1.09×106Da）及凝胶强度（513.47g/cm2），其他各种淀粉酶解液发酵所得可得然胶分子量为1.26×106Da，凝胶强度在640.53~804.83g/cm2之间。TG-DTG结果表明，不同种类淀粉酶解液为碳源所产可得然胶热稳定性相近，分解温度在303~310℃之间。
最后，考察了以甘蔗糖蜜为碳源对可得然胶产量和特性的影响。比较了7种糖蜜预处理方法，发现树脂法、活性炭法和磷酸三钙法处理的糖蜜为碳源时有可得然胶产生，可得然胶产量分别为1.61g/L、1.53g/L和1.32g/L，其它方法处理的糖蜜为碳源不能产生可得然胶。进一步采用磷酸-活性炭法、磷酸三钙-活性炭法、磷酸-树脂法、磷酸三钙-树脂法四种组合处理方法对糖蜜进行处理，发现磷酸-活性炭法处理的糖蜜更适合可得然胶合成，可得然胶产量达到5.31g/L。该法能有效去除糖蜜中的金属离子，去除率达到66.59%，去除的金属元素主要为Mn、Cd、Fe、Mg、Na。通过单因素实验和正交实验优化了糖蜜为碳源时的培养基组成，确定糖蜜培养基组成为：60g/L处理糖蜜、1g/L磷酸氢二铵。在该培养基上，经96h发酵，可得然胶的产量为13.65g/L。糖蜜为碳源所产可得然胶的分子量为4.94×105Da，凝胶强度为104.38g/cm2。TG-DTG分析表明，糖蜜为碳源所得可得然胶和商品可得然胶（CS）有相似的分解温度，但糖蜜为碳源的可得然胶分解速率更快。
首先考察了包括蔗糖、麦芽糖、葡萄糖、果糖、乳糖、半乳糖和木糖在内的七种糖类碳源对土壤杆菌DH39可得然胶发酵的影响。结果表明，蔗糖和麦芽糖是合成可得然胶的最有效碳源，可得然胶产量分别为38.10g/L和37.37g/L。葡萄糖虽然是常用碳源，但以其为碳源时可得然胶产量仅为27.27g/L，半乳糖作为碳源几乎不产可得然胶。葡糖基转移酶活性与可得然胶的产量正相关。扫描电镜观察表明，在生长期，菌体表面光滑；在可得然胶合成阶段，菌体被可得然胶覆盖。碳源影响可得然胶分子量，不同糖为碳源时可得然胶分子量在1.10×106~1.59×106Da之间，其中木糖为碳源产生的可得然胶分子量最大，为1.59×106Da。不同糖类为碳源所产可得然胶的凝胶强度在671.39~989.20g/cm2之间，凝胶强度和分子量之间具有良好的相关性，分子量大导致高的凝胶强度。FTIR分析表明，不同糖类为碳源所产可得然胶与商品可得然胶结构一致。TG-DTG分析表明，不同碳源所产可得然胶有相似的分解温度，在293~310℃之间。
其次，考察了以木薯淀粉为原料发酵制备可得然胶的可行性。通过对木薯淀粉的液化和糖化酶解条件的优化，得到适合用于可得然胶合成的木薯淀粉酶解条件为：木薯淀粉浆的浓度为300g/L，加3.6U高温α-淀粉酶/g淀粉，90℃液化2min，冷却后，同时加210Uβ-淀粉酶/g淀粉和3U普鲁兰酶/g淀粉，60℃糖化9h，DE值为79.29±0.28%。TLC和HPLC分析表明，酶解液中麦芽糖占53.71%，麦芽三糖占31.77%，另含少量葡萄糖、四糖及以上低聚糖。用优化的木薯淀粉酶解条件分别酶解马铃薯淀粉、玉米淀粉和小麦淀粉，DE值分别为79.24%、71.04%和64.62%，酶解液糖组分与木薯淀粉酶解液中糖组分相同。淀粉酶解液为碳源发酵产可得然胶的结果表明，木薯淀粉酶解液为碳源所产可得然胶产量最高，为28.40g/L，小麦淀粉酶解液为碳源所得可得然胶产量最低，为18.62g/L。以木薯淀粉酶解液为碳源时，可得然胶分子量与培养基中所用酶解液的糖浓度密切相关，随培养基糖浓度增加，合成的可得然胶分子量逐渐增加，同时分子量随着发酵时间延长而逐渐降低。小麦淀粉酶解液所产可得然胶有较低的分子量（1.09×106Da）及凝胶强度（513.47g/cm2），其他各种淀粉酶解液发酵所得可得然胶分子量为1.26×106Da，凝胶强度在640.53~804.83g/cm2之间。TG-DTG结果表明，不同种类淀粉酶解液为碳源所产可得然胶热稳定性相近，分解温度在303~310℃之间。
最后，考察了以甘蔗糖蜜为碳源对可得然胶产量和特性的影响。比较了7种糖蜜预处理方法，发现树脂法、活性炭法和磷酸三钙法处理的糖蜜为碳源时有可得然胶产生，可得然胶产量分别为1.61g/L、1.53g/L和1.32g/L，其它方法处理的糖蜜为碳源不能产生可得然胶。进一步采用磷酸-活性炭法、磷酸三钙-活性炭法、磷酸-树脂法、磷酸三钙-树脂法四种组合处理方法对糖蜜进行处理，发现磷酸-活性炭法处理的糖蜜更适合可得然胶合成，可得然胶产量达到5.31g/L。该法能有效去除糖蜜中的金属离子，去除率达到66.59%，去除的金属元素主要为Mn、Cd、Fe、Mg、Na。通过单因素实验和正交实验优化了糖蜜为碳源时的培养基组成，确定糖蜜培养基组成为：60g/L处理糖蜜、1g/L磷酸氢二铵。在该培养基上，经96h发酵，可得然胶的产量为13.65g/L。糖蜜为碳源所产可得然胶的分子量为4.94×105Da，凝胶强度为104.38g/cm2。TG-DTG分析表明，糖蜜为碳源所得可得然胶和商品可得然胶（CS）有相似的分解温度，但糖蜜为碳源的可得然胶分解速率更快。