CN117265040A - 高协同性能黄原胶及其制备方法与应用 - Google Patents

高协同性能黄原胶及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高协同性能黄原胶及其制备方法与应用。本发明提供一种改善产品白度并提高黄原胶协同性能及粘度指标的黄原胶制备方法，通过发酵配方和工艺的调整，得到粘度高、稳定性好，且与其他胶体复配使用协同性高的黄原胶产品，将其应用于果冻产品并与卡拉胶、魔芋胶复配，制作的果冻凝胶强度好，脆性高，硬度降低且咀嚼性好。

Description

高协同性能黄原胶及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及食品工程领域，具体地说，涉及一种高协同性能黄原胶及其制备方法与应用。
背景技术
黄原胶是由野油菜黄单胞菌以碳水化合物(如葡萄糖、淀粉)为主要原料，经有氧发酵产生的一种胞外多糖；具有独特的理化性质，集增稠、悬浮、乳化、稳定、假塑、协同性能于一体，是性能极为优越的生物胶，可作为增稠剂、悬浮剂、乳化剂、稳定剂广泛应用于食品、石油、医药等20多个行业，是目前世界上生产规模最大且用途极为广泛的微生物多糖。
黄原胶结构由五糖重复单元构成，除规则的一级结构外，侧链通过氢键、疏水键相互作用、范德华力和静电作用力等反向缠绕主链形成其双螺旋二级结构。单螺旋和双螺旋又通过氢键、范德华力、静电作用力、疏水键和空间位阻等相互作用形成螺旋复合体三级结构。黄原胶在水溶液中有双螺旋、单螺旋、双螺旋与单螺旋共存三种构象，并在一定条件下可以相互转化。其构象受温度、pH、胶浓度、侧链基团含量和盐等因素影响。因黄原胶分子侧链上葡萄糖醛酸中羧基使黄原胶分子带负电，当溶液中加入带正电荷阳离子之后，阳离子除中和黄原胶侧链上负电荷之外，还会通过“盐桥”作用联接黄原胶分子而使其由单螺旋向双螺旋转变，而二价阳离子“盐桥”作用强于一价阳离子。
黄原胶发酵多采用葡萄糖、淀粉、蔗糖作为碳源，豆饼粉、酵母膏、蛋白胨等有机氮和硝酸钠、硫酸铵等无机氮作为氮源，碳酸钙、硫酸镁等作为无机盐发酵生产而来。以淀粉作为碳源时一般采用分批发酵，以蔗糖、葡萄糖发酵时一般多采用分批补料发酵，发酵控制条件主要有温度、搅拌速度、溶氧、pH、接种量、补料方式等方面。黄原胶的提取一般采用乙醇、异丙醇等有机溶剂萃取。为将杂质洗脱，单独使用有机试剂用量大、成本高；可溶性金属离子可降低黄原胶极性从而降低其水溶性，盐离子强度越高，效果越明显，从而大量降低有机溶剂使用量。加入低浓度二价盐后进行有机试剂提取是目前较为通用方法。
现有的黄原胶发酵配方或工艺调整，如CN101560537B通过配方和工艺调整生产高黏度黄原胶的方法，利用单糖和水解蛋白等作为基础培养基并依次流加玉米淀粉、玉米浆干粉、柠檬酸和玉米粉、柠檬酸作为补料培养基，逐步增加碳氮比。CN112111423A通过调节搅拌转速与通气量并自动流加葡萄糖，实现了豆渣的绿色应用。CN114015612A公开了一种无色素黄原胶的生产菌株和方法，对于产品品质的提升有很大贡献。
尽管如此，上述技术在培养基配方中，要么使用淀粉，要么以葡萄糖作为碳源，存在灭菌要求高(淀粉不易灭菌彻底，易染菌风险)，或美拉德反应强烈(葡萄糖具有还原性，极易与蛋白质发生美拉德反应，特别是在玉米浆干粉，玉米浆等颜色深，蛋白氨基酸残基容易暴露等氮源，以及硫酸铵，硝酸钠等速效无机氮源)而影响产品白度。高浓度的葡萄糖还容易产生较高的渗透压，从而抑制菌体的生长和产胶速度；淀粉由于粘度较大，对初始打料和降温设备要求较高。
酵母膏、豆渣酶解液等质量相对较稳定，但其颜色较深，用量过大会造成发酵液颜色深，提取洗脱不彻底会影响产品白度及纯度。同时，洗脱的色素随提取过程集中在酒精中，影响酒精再利用，造成污水处理压力大。
此外，现有技术在各个配方中均会不同程度添加钙、镁盐作为发酵原料，这有利于提高产量，提升产品粘度，但生产出的产品会存在大量钙、镁等二价离子。这些离子作为盐桥，可使发酵液中黄原胶分子结构网络密集，因此易将培养基中杂质或未耗尽的培养基组分包裹。同时会造成提取洗脱不彻底，影响产品纯度、白度和粘度指标；如培养基组分存在不可溶的碳酸钙，发酵不彻底会导致残留到成品中，这使所得产品的水粘度较高，但与其它半乳甘露聚糖类亲水胶体的协同性能极差。
发明内容
本发明的目的是提供一种高协同性能黄原胶及其制备方法与应用。
黄原胶独特的侧链结构使其与其它亲水胶体，如刺槐豆胶、瓜尔胶、卡拉胶及魔芋胶等混合使用具有良好的协同增效性。当黄原胶与其他亲水胶体协同使用时，在一定温度的作用下，双方分子螺旋结构打开，黄原胶侧链伸展暴露与刺槐豆胶或卡拉胶等半乳甘露聚糖类胶体分子主链无半乳糖的光滑区嵌合，从而使复配胶体溶液粘度增加或胶凝化形成协同增效现象。这种增效性能受黄原胶分子中阳离子的影响：当黄原胶分子中存在二价阳离子时因其自身形成网络结构密集，双螺旋结构更牢固不易解开，侧链暴露少，与其他胶体光滑区嵌合度不够，形成的三维网络结构不牢固，因此粘度增加较少或形成的凝胶弱；反之，复配胶体粘度更高凝胶强度更强。
为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供一种高协同性能黄原胶的制备方法，发酵培养野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)，并从发酵液中提取黄原胶。
所用发酵培养基中，以麦芽糊精作为碳源，鱼蛋白胨和酵母粉共同作为氮源，氯化钠和/或氯化钾作为培养基的无机盐组分。
本发明中，所述麦芽糊精选自MD5、MD10、MD15、MD20、MD25等中的至少一种。
进一步地，所述方法包括以下步骤：
(1)将黄单胞菌进行一、二级种子培养，所得二级种子液按6-12％v/v接种量，接种到含有发酵培养基的发酵罐中，于培养温度27-35℃，pH6.5-7.4，转速200-800rpm(以发酵液能够湍动，液面形成漩涡为标准调整转速)的条件下培养50-68h，得到发酵液；
(2)向发酵液中加入氯化钠，使其终浓度0.4-0.9％，搅拌处理20-60min后，将发酵液的pH调至7.0-8.0，然后用80-95％乙醇提取，分离机分离后压榨、烘干、粉碎即得钾钠型黄原胶产品。
步骤(1)中进行一、二级种子培养所用的种子培养基配方为：蔗糖和/或葡萄糖10-15g/L，鱼蛋白胨2-5g/L，酵母粉1-4g/L，氯化钠和/或氯化钾4-7g/L。
所用发酵培养基配方为：麦芽糊精40-65g/L，鱼蛋白胨2-5g/L，酵母粉3-7g/L，氯化钠和/或氯化钾3-10g/L。
步骤(1)中进行一、二级种子培养所采用的培养条件为：27-32℃，pH6.9-7.5，培养13-17h，转速200-600rpm，DO控制20-30％；所得二级种子液的菌含量为2.4×107-4.2×107CFU/mL。
优选地，所述黄单胞菌为野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)。
第二方面，本发明提供按照所述方法制备的钾钠型黄原胶产品。
第三方面，本发明提供所述钾钠型黄原胶产品在食品领域(如果冻)中的应用。
第四方面，本发明提供一种新型果冻产品，其配方中包含所述的钾钠型黄原胶产品以及亲水胶体；所述亲水胶体选自刺槐豆胶、瓜尔胶、卡拉胶、魔芋胶等中的至少一种。
需要说明的是，本发明中钾钠型黄原胶与亲水胶体复配时所选择的亲水胶体主要为半乳甘露聚糖类亲水胶，如刺槐豆胶、卡拉胶、瓜尔豆胶，这是由于黄原胶侧链结构可与半乳甘露聚糖类亲水胶体结构中的平滑区相互嵌合使复配胶液粘度提高或者凝胶，因瓜尔豆胶自身降解快，本发明以刺槐豆胶和卡拉胶作为示例，但将本发明的黄原胶与瓜尔豆胶进行复配粘度协同增加是显而易见的。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：
(一)本发明采用成品麦芽糊精作为碳源，原料稳定，相较于淀粉易溶解，易灭菌，避免了染菌所引起的成品菌落数超标；相较于现有技术中利用葡萄糖或蔗糖发酵，本发明一次投入底料无需流加，操作简单、设备投资低，同时由于糊精中含有少量单糖、寡糖和多糖可同时满足菌体生长和产物合成所需，产胶指标更高。
(二)本发明采用鱼蛋白胨、酵母粉共同作为氮源，产品质量稳定，营养物质充足，菌体生长快，且均为可溶性营养物质，杂质含量低，发酵提取获得的产品纯度高；原料相较于现有技术中的酵母膏、豆渣酶解液等颜色浅，发酵提取获得的产品白度高，提取使用后的酒精颜色浅，容易回收再利用。
(三)在发酵配方中，采用氯化钠、氯化钾作为培养基的无机盐组分，钠、钾阳离子在发酵过程中可直接结合到黄原胶分子结构上，整个发酵过程无碳酸钙添加，避免了提取过程中因钙离子大量存在引起的黄原胶盐桥网络结构过于密集，包裹杂质，洗脱不彻底问题；且均为可溶性无机盐，不会因残留而影响产品指标。
(四)本发明获得的产品为钾型或钠型以及钾钠混合型黄原胶，离子强度低于钙型产品，溶解时易水合、溶解速度快，不易结团；但产品氯化钾粘度高，特别是在高盐体系使用时粘度高，稳定性好；在与其他胶体复配使用时具有协同性能高。经验证，与刺槐豆胶共同使用，协同增效性能强，凝胶强度高；与卡拉胶魔芋胶复配在果冻产品中应用时，果冻脆性高，硬度低，咀嚼性得到提升。
具体实施方式
针对目前国内黄原胶产品协同性能差的问题，本发明提供一种高协同性能黄原胶，本发明制备的黄原胶具有高氯化钾粘度，且与刺槐豆胶、卡拉胶等胶体复配使用时协同性好，即同刺槐豆胶复配凝胶时凝胶强度更高。在与卡拉胶复配使用时，相较普通黄原胶，复配粘度更大。应用此黄原胶进行果冻生产时，低添加量即可达到相同的应用效果。
为此，本发明的第一个目的是提供一种高协同性黄原胶的制备方法。
本发明的第二个目的是提供用于制备高协同性能黄原胶的发酵培养基配方。
本发明的第三个目的是提供一种制备高协同黄原胶的发酵方法。
本发明的第四个目的是提供高协同性能的黄原胶的用途。
本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种高协同性能黄原胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将黄单胞菌进行一二级种子培养，温度27-32℃，pH6.9-7.5，培养13-17h，获得二级种子液。再以6-12％(v/v)接种量，接种到含有发酵培养基的全自动发酵罐中，培养温度27-35℃，pH6.5-7.4，培养50-68h，获得发酵液；
(2)发酵液中加入0.4-0.9％氯化钠(以发酵液体积计)，搅拌处理20-60min后，将发酵液的pH调至7.0-8.0，然后80-95％乙醇提取，分离机分离后压榨、烘干、粉碎得到钾钠型黄原胶产品。
本发明还提供所述钾钠型黄原胶产品在果冻中的应用。
进一步地，按照果冻配方制备果冻。
步骤(1)中所述的种子培养，接种量优选为0.9～1.1％；发酵培养基组分为：麦芽糊精为MD5、MD10、MD15、MD20、MD25中一种或几种，40-65g/L；鱼蛋白胨2-5g/L；酵母粉3-7g/L；氯化钠和/或氯化钾3-10g/L。
优选地，果冻配方按照重量百分比为：白砂糖7-10％，全脂乳粉1-2％，脱脂乳粉3-5％，柠檬酸0.03-0.05％，柠檬酸钠0-0.02％，黄原胶0.08-0.2％，魔芋胶0.1-0.2％，卡拉胶0.2-0.35％，山梨酸钾0.03％，其余为水。
为进一步验证产品的性能和本发明的效果，采用如下方法对产品指标进行测定：
一、产品氯化钾溶液粘度的测定(含1％质量黄原胶的1％KCl溶液)
参考GB1886.41-2015进行相关测定，超出量程时改用S64转子检测。
二、产品白度测定
1.仪器和设备
白度计(型号：WSB-3)
2.操作规程
1)开机预热30分钟；
2)左手小心按下试样座滑筒压板，右手将黑筒放在试样座上(放黑筒时使黑筒下方的卡壳处与试样座加好吻合)，然后让滑筒缓缓升至测量孔口，稍等待显示值稳定后按调零键，使显示值自动归零(允差±0.1)；
3)将黑筒取下，将工作标准白板盖旋开，放上工作标准白板，待显示值稳定后，按校正键进行校正，使显示值与工作标准白板上的白度值一致(允差±0.1)；
4)将黄原胶样品盛放在粉末器中，用表面光洁的玻璃板或刮片将样品表面用力压平，再继续将样品倒在粉末器中，再用力压平，重复此项操作2-3次，保证样品表面光滑平整；
5)将粉末器中已经压平的黄原胶样品小心的放在白度计卡槽上，带屏幕上示数稳定后第一次读数，手将卡槽下压，转动黄原胶样品粉末器进行第二次读数，重复上述操作一次，测定三次后按“平均”键，此时屏幕显示值为样品白度值，记录数据即可。
6)再次按“平均”键，退出“平均状态”，可以测量下一个样品。结果保留2位小数。
三、产品协同性能测定
a)黄原胶与刺槐豆胶复配凝胶强度测定
1.仪器与设备
分析天平：精确至0.001g。
电动搅拌器。
1000mL玻璃烧杯，6cm×6cm×6cm塑料方盒
物性测定仪(质构仪)，采用博勒飞CT-3，或同等型号。
水浴锅(控温范围：室温至100℃)。
2.测试条件
探头形状与尺寸：P/0.5柱形探头。
探头测试移动速度：10mm/s。
3.检测方法及步骤
称取0.5g黄原胶样品、0.5g刺槐豆胶混匀，1000mL烧杯量取蒸馏水500mL水浴加热至90℃，600rpm搅拌转速下加入胶混合样品，搅拌60min后补水还原质量搅拌均匀，倒入塑料方盒中，放置至室温，然后放入10℃冰箱放置16h。取出后用质构仪测定，测定3个平行样并取算术平均值。
b)黄原胶与卡拉胶和魔芋胶复配制备果冻，果冻硬度、脆性、弹性、咀嚼性测定。
1.仪器与设备
分析天平：精确至0.001g。
电动搅拌器。
1000mL玻璃烧杯，结晶皿(6cm×7cm)。
物性测定仪(质构仪)，采用博勒飞CT-3，或同等型号。
水浴锅(控温范围：室温至100℃)。
2.测试条件
探头形状与尺寸：P/0.5柱形探头。
探头测试移动速度：1mm/s。
3.检测方法及步骤
按照果冻配方称取各胶体原料与糖、乳粉混合均匀，加入至500mL蒸馏水中，700rpm转速下冷水溶解60min，加入柠檬酸、柠檬酸钠，搅拌溶解20min，置于85℃的水浴锅内加热15min，还原质量搅拌均匀，倒入结晶皿中，自然冷却至凝胶后，室温静置20h，用质构仪测定3个平行样，取算术平均值。
四、产品金属元素检测、菌落总数测定
钾、钠元素检测依照GB5009.91-2017，钙元素依照GB 5009.92-2016进行检测；菌落总数依照《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》(GB4789.2-2016)中记载的方法进行检测。
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。
以下实施例中使用的黄单胞杆菌为保藏编号CGMCC No.16101的野油菜黄单胞菌，可参见CN109385391B。
实施例1高协同性能黄原胶的制备方法及其应用
1、培养基
发酵种子罐配方：蔗糖15g/L，鱼蛋白胨4g/L，酵母粉2g/L，氯化钠4g/L；
发酵罐配方：MD10麦芽糊精50g/L，鱼蛋白胨2g/L，酵母粉7g/L，氯化钠10g/L。
2、黄原胶制备方法
包括如下步骤：
(1)发酵培养
将黄单胞杆菌菌种接种入种子罐中进行一、二级种子培养，接种量均为1％，在温度为30℃，pH7.2的条件下，培养13h，所得二级种子液的菌含量为3.00×107CFU/mL。按10％接种量转入发酵罐中培养，温度30℃，pH6.8-7.2，通风比1:1vvm条件下培养55h，得到发酵液；采用流加NaOH的方式调控发酵过程的pH，其加入量以维持发酵液的pH在7.0±0.2为标准进行流加。
(2)发酵液提取
将氯化钠加入到上述发酵液中，使其终浓度为0.5％，搅拌20min，将发酵液的pH调至7.50，再加入到浓度为90％的酒精中，黄原胶呈沉淀析出，然后用离心机分离、干燥，最后粉碎包装，得到本发明的产品，检测产品粘度及菌落数指标。
(3)协同性能检测
a)所制备的黄原胶与刺槐豆胶复配检测凝胶强度
参见指标检测方法三。
b)按如下配方将所得黄原胶与卡拉胶和魔芋胶复配制备果冻，检测果冻硬度、脆性、弹性、咀嚼性(参见指标检测方法三)。
果冻配方按照重量百分数为：白砂糖10％，全脂乳粉1.5％，脱脂乳粉3％，柠檬酸0.05％，柠檬酸钠0.02％，黄原胶0.1％，魔芋胶0.1％，卡拉胶0.3％，山梨酸钾0.03％，其余为水。
实施例2高协同性能黄原胶的制备方法及其应用
1、培养基
发酵种子罐配方：蔗糖10g/L，鱼蛋白胨4g/L，酵母粉2g/L，氯化钠5g/L；
发酵罐配方：MD25麦芽糊精60g/L，鱼蛋白胨3g/L，酵母粉6g/L，氯化钠7g/L。
2、黄原胶制备方法
包括如下步骤：
(1)发酵培养
将黄单胞杆菌菌种接种入种子罐中进行一、二级种子培养，接种量同实施例1。在温度为27℃，pH 7.4的条件下，培养15h，所得二级种子液的菌含量为3.57×107CFU/mL。然后按8％接种量转入发酵罐中培养，温度32℃，pH 6.6-7.0，通风比1:0.8vvm培养65h，得到发酵液；采用流加NaOH的方式调控发酵过程的pH，其加入量以维持发酵液的pH在6.8±0.2为标准进行流加。
(2)发酵液提取
将氯化钠加入到上述发酵液中，使其终浓度为0.7％，搅拌40min，将发酵液的pH调至7.02，再加入到浓度为85％的酒精中，黄原胶呈沉淀析出，然后用离心机分离、干燥，最后粉碎包装，得到本发明的产品，检测产品粘度及菌落数指标。
(3)协同性能检测
a)所制备的黄原胶与刺槐豆胶复配检测凝胶强度
同实施例1操作。
b)按照配方将所得黄原胶与卡拉胶和魔芋胶复配制备果冻，检测果冻硬度、脆性、弹性、咀嚼性，同实施例1操作。
果冻配方按照重量百分数为：白砂糖7％，全脂乳粉2％，脱脂乳粉2.5％，柠檬酸0.03％，柠檬酸钠0％，黄原胶0.2％，魔芋胶0.1％，卡拉胶0.35％，山梨酸钾0.03％，其余为水。
实施例3高协同性能黄原胶的制备方法及其应用
1、培养基
发酵种子罐配方：蔗糖10g/L，鱼蛋白胨5g/L，酵母粉2g/L，氯化钾7g/L；
发酵罐配方：MD15麦芽糊精40g/L，鱼蛋白胨4g/L，酵母粉5g/L，氯化钾6g/L。
2、黄原胶制备方法
包括如下步骤：
(1)发酵培养
将黄单胞杆菌菌种接种入种子罐中进行一、二级种子培养，接种量同实施例1。在温度为30℃，pH 6.9的条件下，培养13h，所得二级种子液的菌含量为3.28×107CFU/mL。然后按6％接种量转入发酵罐中培养，温度27℃，pH7.0-7.4，通风比1:1.2vvm培养50h，得到发酵液；采用流加NaOH的方式调控发酵过程的pH，其加入量以维持发酵液的pH在7.2±0.2为标准进行流加。
(2)发酵液提取
将氯化钠加入到上述发酵液中，使其终浓度为0.9％，搅拌50min，将发酵液的pH调至7.35，再加入到浓度为95％的酒精中，黄原胶呈沉淀析出，然后用离心机分离、干燥，最后粉碎包装，得到本发明的产品，检测产品粘度及菌落数指标。
(3)协同性能检测
a)所制备的黄原胶与刺槐豆胶复配检测凝胶强度
同实施例1操作。
b)按照配方将所得黄原胶与卡拉胶和魔芋胶复配制备果冻，检测果冻硬度、脆性、弹性、咀嚼性，同实施例1操作。
果冻配方按照重量百分数为：白砂糖10％，全脂乳粉1％，脱脂乳粉4％，柠檬酸0.05％，柠檬酸钠0.02％，黄原胶0.15％，魔芋胶0.2％，卡拉胶0.3％，山梨酸钾0.03％，其余为水。
实施例4高协同性能黄原胶的制备方法及其应用
1、培养基
发酵种子罐配方：蔗糖15g/L，鱼蛋白胨4g/L，酵母粉2g/L，氯化钾4g/L；
发酵罐配方：MD5麦芽糊精50g/L，鱼蛋白胨2g/L，酵母粉3g/L，氯化钾10g/L。
2、黄原胶制备方法
包括如下步骤：
(1)发酵培养
将黄单胞杆菌菌种接种入种子罐中进行一、二级种子培养，接种量同实施例1。在温度为32℃，pH7.5的条件下，培养14h，所得二级种子液的菌含量为2.43×107CFU/mL。然后按10％接种量转入发酵罐中培养，温度29℃，pH6.5-6.9，通风比1:1vvm条件下培养60h，得到发酵液；采用流加KOH的方式调控发酵过程的pH，其加入量以维持发酵液的pH在6.7±0.2为标准进行流加。
(2)发酵液提取
将氯化钠加入到上述发酵液中，使其终浓度为0.7％，搅拌60min，将发酵液的pH调至7.83，再加入到浓度为80％的酒精中，黄原胶呈沉淀析出，然后用离心机分离、干燥，最后粉碎包装，得到本发明的产品，检测产品粘度及菌落数指标。
(3)协同性能检测
a)所制备的黄原胶与刺槐豆胶复配检测凝胶强度
同实施例1操作。
b)按照配方将所得黄原胶与卡拉胶和魔芋胶复配制备果冻，检测果冻硬度、脆性、弹性、咀嚼性，同实施例1操作。
果冻配方按照重量百分数为：白砂糖10％，全脂乳粉1.5％，脱脂乳粉3％，柠檬酸0.05％，柠檬酸钠0.02％，黄原胶0.08％，魔芋胶0.15％，卡拉胶0.2％，山梨酸钾0.03％，其余为水。
实施例5高协同性能黄原胶的制备方法及其应用
1、培养基
发酵种子罐配方：蔗糖15g/L，鱼蛋白胨2g/L，酵母粉2g/L，氯化钠4g/L；
发酵罐配方：MD10麦芽糊精65g/L，鱼蛋白胨2g/L，酵母粉7g/L，氯化钾3g/L，氯化钠3g/L。
2、黄原胶制备方法
包括如下步骤：
(1)发酵培养
将黄单胞杆菌菌种接种入种子罐中进行一、二级种子培养，接种量同实施例1。在温度为29℃，pH7.2的条件下，培养17小时，所得二级种子液的菌含量为4.14×107CFU/mL。然后按12％接种量转入发酵罐中培养，温度35℃，pH7.0-7.4，通风比1:1.2vvm条件下培养68h，得到发酵液；采用流加KOH的方式调控发酵过程的pH，其加入量以维持发酵液的pH在7.2±0.2为标准进行流加。
(2)发酵液提取
将氯化钠加入到上述发酵液中，使其终浓度为0.4％，搅拌20min，将发酵液的pH调至8.00，再加入到浓度为83％的酒精中，黄原胶呈沉淀析出，然后用离心机分离、干燥，最后粉碎包装，得到本发明的产品，检测产品粘度及菌落数指标。
(3)协同性能检测
a)所制备的黄原胶与刺槐豆胶复配检测凝胶强度
同实施例1操作。
b)按照配方将所得黄原胶与卡拉胶和魔芋胶复配制备果冻，检测果冻硬度、脆性、弹性、咀嚼性，同实施例1操作。
果冻配方按照重量百分数为：白砂糖8％，全脂乳粉1.5％，脱脂乳粉5％，柠檬酸0.04％，柠檬酸钠0.01％，黄原胶0.15％，魔芋胶0.15％，卡拉胶0.2％，山梨酸钾0.03％，其余为水。
对比例1
1、培养基
发酵种子罐配方：蔗糖15g/L，鱼蛋白胨4g/L，酵母粉2g/L，氯化钠4g/L；
发酵罐配方：MD10麦芽糊精50g/L，豆渣酶解液60g/L，氯化钠10g/L。
2、黄原胶制备方法
包括如下步骤：
(1)发酵培养
种子培养方法参见实施例1，区别在于所得二级种子液的菌含量为2.86×107CFU/mL。
发酵方法参见实施例1。
(2)发酵液提取
提取方法参见实施例1，区别在于将发酵液的pH调至7.49。
(3)协同性能检测
a)所制备的黄原胶与刺槐豆胶复配检测凝胶强度
同实施例1操作。
b)按照配方将所得黄原胶与卡拉胶和魔芋胶复配制备果冻，检测果冻硬度、脆性、弹性、咀嚼性，同实施例1操作。
果冻配方参见实施例1。
对比例2
1、培养基
发酵种子罐配方：蔗糖10g/L，鱼蛋白胨4g/L，酵母粉2g/L，氯化钠5g/L。
发酵罐配方：参见CN114015612A说明书实施例3。
玉米淀粉50g/L、豆粉5g/L、碳酸钙0.5g/L、硫酸镁0.5g/L，其他为蒸馏水，pH7.0～7.2。
2、黄原胶制备方法
包括如下步骤：
(1)发酵培养
种子培养方法参见实施例2，区别在于所得二级种子液的菌含量为3.39×107CFU/mL。
发酵方法参见实施例2。
(2)发酵液提取
提取方法参见实施例2，区别在于将发酵液的pH调至7.02。
(3)协同性能检测
a)所制备的黄原胶与刺槐豆胶复配检测凝胶强度
同实施例2操作。
b)按照配方将所得黄原胶与卡拉胶和魔芋胶复配制备果冻，检测果冻硬度、脆性、弹性、咀嚼性，同实施例2操作。
果冻配方参见实施例2。
对比例3
1、培养基
发酵种子罐配方：蔗糖10g/L，鱼蛋白胨5g/L，酵母粉2g/L，氯化钾7g/L。
发酵罐配方：淀粉40g/L，鱼蛋白胨4g/L，酵母粉5g/L，氯化钾6g/L。
2、黄原胶制备方法
包括如下步骤：
(1)发酵培养
种子培养方法参见实施例3，区别在于所得二级种子液的菌含量为3.28×107CFU/mL。
发酵方法参见实施例3。
(2)发酵液提取
提取方法参见实施例3，区别在于将发酵液的pH调至7.36。
(3)协同性能检测
a)所制备的黄原胶与刺槐豆胶复配检测凝胶强度
同实施例3操作。
b)按照配方将所得黄原胶与卡拉胶和魔芋胶复配制备果冻，检测果冻硬度、脆性、弹性、咀嚼性，同实施例3操作。
果冻配方参见实施例3。
对比例4
1、培养基
发酵种子罐配方：蔗糖15g/L，鱼蛋白胨4g/L，酵母粉2g/L，氯化钾4g/L。
发酵罐配方：MD5麦芽糊精50g/L，鱼蛋白胨2g/L，酵母粉3g/L，碳酸钙10g/L。
2、黄原胶制备方法
包括如下步骤：
(1)发酵培养
种子培养方法参见实施例4，区别在于所得二级种子液的菌含量为2.61×107CFU/mL。
发酵方法参见实施例4。
(2)发酵液提取
提取方法参见实施例4，区别在于将发酵液的pH调至7.74。
(3)协同性能检测
a)所制备的黄原胶与刺槐豆胶复配检测凝胶强度
同实施例4操作。
b)按照配方将所得黄原胶与卡拉胶和魔芋胶复配制备果冻，检测果冻硬度、脆性、弹性、咀嚼性，同实施例4操作。
果冻配方参见实施例4。
对比例5
1、培养基
发酵种子罐配方：蔗糖15g/L，鱼蛋白胨2g/L，酵母粉2g/L，氯化钠4g/L。
发酵罐配方：参见CN112111423A中说明书实施例1。
葡萄糖40g/L、玉米淀粉60g/L、豆渣酶解液100g/L、油酸10g/L、碳酸钙3g/L、七水硫酸镁1g/L、磷酸氢二钾1g/L、黄腐酸20mg/L、VB1 20mg/L，调pH7.0-7.2。
2、黄原胶制备方法
包括如下步骤：
(1)发酵培养
种子培养方法参见实施例5，区别在于所得二级种子液的菌含量为4.26×107CFU/mL。
发酵方法参见实施例5。
(2)发酵液提取
提取方法参见实施例5，区别在于将发酵液的pH调至7.92。
(3)协同性能检测
a)所制备的黄原胶与刺槐豆胶复配检测凝胶强度
同实施例5操作。
b)按照配方将所得黄原胶与卡拉胶和魔芋胶复配制备果冻，检测果冻硬度、脆性、弹性、咀嚼性，同实施例5操作。
果冻配方参见实施例5。
各实施例和对比例制备的黄原胶粘度、白度及菌落总数指标、金属元素测定结果见表1。
表1黄原胶粘度、白度及菌落总数指标、金属元素测定
从表1可以看出，本发明具体实施例中发酵培养基配方和提取方式不同，所获得的黄原胶成品金属元素组成不同，形成钠型或钾钠型、钙型产品；因此，相较对比例，因其离子状态不同而导致的黄原胶产品在提取过程中对杂质的包裹能力不同，故产品白度有明显改善。同时，实施例1-5成品氯化钾粘度均高于对比例2和对比例5基于现有技术采用的葡萄糖、淀粉、豆渣酶解液、碳酸钙等发酵配方结果，以及高于对比例1、3、4含现有技术原料发酵配方结果；另外，本发明实施例采用不同配方，最终产品菌落总数更低。
各实施例和对比例制备的黄原胶与刺槐豆胶、卡拉胶、魔芋胶复配协同指标测定结果见表2。
表2黄原胶与刺槐豆胶、卡拉胶、魔芋胶复配协同指标测定
从表2可以看出，本发明实施例和对比例中，采用不同无机盐制备的黄原胶与刺槐豆胶复配，凝胶强度明显不同。具体表现为：发酵培养基配方中采用钾盐或钠盐作为无机盐，其产品凝胶强度明显高于发酵配方中采用钙盐获得的产品，这是由于凝胶强度受金属元素影响。实施例中不同配方工艺制备的黄原胶与卡拉胶和魔芋胶复配并制备果冻，其脆性明显优于对比例中以现有技术配方或原料制备的果冻，同时硬度降低，咀嚼性得到明显改善。
本发明提供的黄原胶产品，其白度、氯化钾粘度、微生物菌落总数，以及与刺槐豆胶和卡拉胶等协同性能等均具有明显优势。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.高协同性能黄原胶的制备方法，其特征在于，发酵培养野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)，并从发酵液中提取黄原胶；
所用发酵培养基中，以麦芽糊精作为碳源，鱼蛋白胨和酵母粉共同作为氮源，氯化钠和/或氯化钾作为培养基的无机盐组分。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述麦芽糊精选自MD5、MD10、MD15、MD20、MD25中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将黄单胞菌进行一、二级种子培养，所得二级种子液按6-12％v/v接种量，接种到含有发酵培养基的发酵罐中，于培养温度27-35℃，pH6.5-7.4，转速200-800rpm的条件下培养50-68h，得到发酵液；
(2)向发酵液中加入氯化钠，使其终浓度0.4-0.9％，搅拌处理20-60min后，将发酵液的pH调至7.0-8.0，然后用80-95％乙醇提取，分离机分离后压榨、烘干、粉碎即得。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中进行一、二级种子培养所用的种子培养基配方为：蔗糖和/或葡萄糖10-15g/L，鱼蛋白胨2-5g/L，酵母粉1-4g/L，氯化钠和/或氯化钾4-7g/L；
所用发酵培养基配方为：麦芽糊精40-65g/L，鱼蛋白胨2-5g/L，酵母粉3-7g/L，氯化钠和/或氯化钾3-10g/L。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中进行一、二级种子培养所采用的培养条件为：27-32℃，pH6.9-7.5，培养13-17h，转速200-600rpm，DO控制20-30％；所得二级种子液的菌含量为2.4×107-4.2×107CFU/mL。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述黄单胞菌为野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)。
7.按照权利要求1-6任一项所述方法制备的钾钠型黄原胶产品。
8.权利要求7所述钾钠型黄原胶产品在食品领域中的应用。
9.果冻，其特征在于，其配方中包含权利要求7所述的钾钠型黄原胶产品以及亲水胶体；所述亲水胶体选自刺槐豆胶、瓜尔胶、卡拉胶、魔芋胶中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的果冻，其特征在于，其配方为：白砂糖7-10％，全脂乳粉1-2％，脱脂乳粉3-5％，柠檬酸0.03-0.05％，柠檬酸钠0-0.02％，钾钠型黄原胶产品0.08-0.2％，魔芋胶0.1-0.2％，卡拉胶0.2-0.35％和山梨酸钾0.03％。
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