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第 1 期 商 峰，等: 玉米黄粉酶解液在发酵生产黄原胶中的应用 ·55·

目前国内外文献报道及生产企业的常用 4 种氮源。
玉米黄粉采用碱性蛋白酶酶解、酶添加量为 6.0 kU/g，
酶解条件同 1.2.3 节，然后将 25 mL 的玉米黄粉酶
解液与 2.0 g 的植物蛋白〔大豆蛋白（豆浆）、蛋白
棉籽粉、花生粉、豆粕粉〕复配，定容至 50 mL，
获得复配质量比为 1∶1 的 4 种复配氮源酶解液。然
后按 10%（以培养液总体积为基准，下同）将 4 种
复配氮源酶解液分别添加到黄原胶发酵培养基中，
考察其对发酵黄原胶黏度和产胶率的影响，结果见

图 4。
图 3 碱性蛋白酶添加量对可溶性蛋白含量（a）、氨基酸

态氮含量（b）、黄原胶黏度和产胶率（c）的影响
Fig. 3 Effects of enzyme addition on the soluble protein
content (a), amino acid nitrogen content (b) and
viscosity and gum productive rate of xanthan (c)

加量的增大而下降。这是由于培养基中的氨基酸水
平太高，当氨基酸快速消耗后，发酵液中 pH 大幅
度变化，不利于菌体生长，导致产胶率下降。因此，
采用碱性蛋白酶添加量为 6.0 kU/g 进行后续实验。
2.5 玉米黄粉与大豆蛋白的氨基酸组成比较
分析了玉米黄粉与大豆蛋白的氨基酸组成，结
果见表 3。由表 3 可知，玉米黄粉氨基酸组成丰富 [8,18] ，
但玉米黄粉与大豆蛋白相比，其赖氨酸和色氨酸组 图 4 不同氮源对发酵生产的黄原胶黏度和产胶率的影响
成存在极显著差异（P<0.01），与陆恒 [22] 等研究结果 Fig. 4 Effect of different nitrogen source on the viscosity
and gum productive rate of xanthate by fermentation
基本一致，因此推测赖氨酸、色氨酸可能限制了玉
结果表明，玉米黄粉酶解液发酵生产黄原胶的
米黄粉发酵黄原胶的活性。 产胶明显高于玉米黄粉（未酶解），但与大豆蛋白相

表 3 玉米黄粉与大豆蛋白中的氨基酸组成比较 比还存在一定的差距。还考察了 4 种植物蛋白及其
Table 3 Comparison of amino acid composition between 与玉米黄粉酶解液复配物（质量比 1∶1）为氮源对
CGM and soy protein
发酵黄原胶黏度和产胶率的影响，结果见图 5。图 5
氨基酸种类 玉米黄粉酶解液 大豆蛋白
表明，大豆蛋白与玉米黄粉酶解液复配后发酵黄原
苏氨酸 Thr 2.89±0.03 4.05±0.02 胶的产胶率（32.4 g/L）显著高于其他 4 种植物蛋白
缬氨酸 Val 5.70±0.06 5.10±0.01
赖氨酸 Lys 1.44±0.03 6.31±0.02 及其复配物组（P<0.05），与单独添加大豆蛋白组基
异亮氨酸 Ile 4.28±0.02 5.23±0.02 本持平（P>0.05）。结合表 3 可知，玉米黄粉酶解液
苯丙氨酸 Phe 5.87±0.07 5.20±0.03 与大豆蛋白复配应用于黄原胶发酵培养基，与氨基
亮氨酸 Leu 15.66±0.03 7.96±0.01 酸互补有利于降低生产成本，提高玉米黄粉资源的
蛋氨酸 Met 2.10±0.01 1.09±0.02 利用率。
色氨酸 Trp 0.38±0.02 1.29±0.01
2.7 玉米黄粉酶解液部分替代大豆蛋白对发酵黄
天冬氨酸 Asp 6.13±0.04 11.28±0.01
丝氨酸 Ser 4.77±0.07 5.21±0.01 原胶黏度和产胶率的影响
谷氨酸 Glu 23.30±0.12 17.66±0.06 按表 1 进行复配将玉米黄粉酶解液添加到黄原
甘氨酸 Gly 2.58±0.06 4.52±0.02 胶发酵培养基，考察了玉米黄粉（酶解液）与大豆
丙氨酸 Ala 9.14±0.31 4.35±0.01 蛋白复配质量比对发酵黄原胶黏度和产胶率的影
半胱氨酸 Cys 1.06±0.00 1.46±0.02
组氨酸 His 1.65±0.03 2.73±0.02 响，结果见图 6。
精氨酸 Arg 2.96±0.04 8.01±0.02 由图 6 可知，当玉米黄粉（酶解液）添加量不
脯氨酸 Pro 5.70±0.04 5.25±0.03 高于 30%（以玉米黄粉与大豆蛋白的总质量为基准，
酪氨酸 Tyr 4.39±0.01 3.30±0.03 下同）时，发酵黄原胶的产胶率和黏度与单独大豆蛋
注：数据均为相应氨基酸的质量分数，%。 白为氮源均无显著性差异（P>0.05）；当玉米黄粉含

2.6 玉米黄粉酶解液与不同蛋白复配对发酵黄原 量为 30%~60%时，发酵黄原胶的产胶率无明显差异，
胶黏度和产胶率的影响 但是黄原胶的黏度不断下降。有学者认为 [9,12,15-18] ，
大豆蛋白（豆浆）、棉籽粉、豆粕粉、花生粉是 黄原胶的黏度与其相对分子质量呈正相关，而发酵