白原胶基因工程菌株Xanthomonas campestris ΔrpfBΔxanK发酵工艺优化

黄原胶是一种亲水杂多糖,广泛应用于食品、药品、化妆品等领域,但因其自身带有菌黄素而呈黄色, 限制了其应用范围。野油菜黄单胞菌工程菌株Xanthomonas campestris ΔrpfBΔxanK可以生产不含有菌黄素的黄原胶,命名为“白原胶”,具有极其广阔的市场应用前景,但其发酵培养条件亟待进一步优化。本研究通过单因素实验和正交实验对Xanthomonas campestris ΔrpfBΔxanK菌株发酵培养基进行优化,以提升胶体产量,并用15 L机械搅拌发酵罐进行放大验证,对最终生产的胶体和市售黄原胶通过红外光谱进行比对验证。结果表明,最佳发酵培养基为玉米淀粉蔗糖（31,质量比）5%（质量分数,下同）,蛋白胨0.2%,K₂HPO₄ 0.4%,CaCO₃ 0.5%,大豆0.3%,初始pH 8,接种量5%（体积分数）,摇床转速220 r/min,发酵温度28 ℃,发酵时间72 h。摇瓶产量可以达到33.8 g/L。经15 L机械搅拌发酵罐扩大实验,前期通气量1 vvm,后期逐渐增大到2 vvm,前36 h 转速250 r/min,后36 h 转速400 r/min,发酵72 h最终产量为38.4 g/L。红外光谱分析显示,白原胶结构与市售黄原胶结构吻合,证明两者具有相同的结构。本研究为Xanthomonas campestris ΔrpfBΔxanK菌株的工业化应用提供了科学合理的发酵策略,为白原胶进一步的工业应用提供参考。