微生物含量對瓜爾膠水溶液黏度的影響研究,瓜爾膠是目前國際上最為廉價而又廣泛應用的 天然植物類膠粘劑之一，具有優(yōu)良的特性，可用于食 品增稠劑、造紙增強劑、印花糊料和冶金絮凝劑等領 域1M。但是，瓜爾膠水溶液易滋生微生物，而微生物 的生長會影響瓜爾膠溶液的性質(zhì)。

本文從瓜爾膠中含有的菌落總數(shù)人手，對其水 溶液的黏度隨時間的變化規(guī)律進行了研究。通過 分析殺菌劑對瓜爾膠溶液黏度降低的抑制效果， 從中優(yōu)選出適宜的殺菌劑種類和用量。本研究為 防止工業(yè)生產(chǎn)過程中因瓜爾膠放置時間過長、膠 液黏度過度降低而影響后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量，提供了 理論依據(jù)。

1試驗部分

1.1試驗原料

瓜爾膠，膠粘劑市場收集;苯甲酸、苯甲酸鈉，分 析純，南京米蘭化工有限公司；D580、D581,工業(yè)級， 山東濟南多吉利工貿(mào)有限公司。

1.2試驗儀器

NDJ-1型旋轉黏度計，上海精密科學儀器有限

公司。 1.3瓜爾膠水溶液制備

將3.5 g膠粉樣品溶于550 mL無菌水中，高速 攪拌5 min左右，配成濃度(質(zhì)量分數(shù))為0.6%的瓜 爾膠水溶液。

1.4測試與表征

1.4.1菌落總數(shù)（無菌操作）測定

將1.00 g瓜爾膠粉置于100 mL三角瓶中，加入 99 mL無菌生理鹽水，加塞劇烈震蕩搖勻，使瓜爾膠 完全溶解，配制成體積比為1:100的溶液•，然后將瓜 爾膠溶液(梯度)稀釋至體積比為1:1 〇〇〇、1:1〇〇〇〇, 分別吸取1 mL上述溶液于培養(yǎng)皿中，加入25 mL左 右營養(yǎng)瓊脂（1%質(zhì)量分數(shù)），加蓋并搖勻；待瓊脂冷 卻凝固后密封,倒置于37尤培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)48 h后 計數(shù)，并計算菌落總數(shù)值。

1.4.2瓜爾膠水溶液的黏度測定

采用旋轉黏度計測定不同瓜爾膠水溶液(見表1) 的黏度(Y轉子，轉速12r/min,測試溫度25^)。剛 配制好的膠液黏度最高（以初始黏度為100%表

表1瓜爾膠水溶液的樣品編號與苗落總數(shù)值示），計算每間隔6 h時所測定的黏度與初始黏度 之比。

1.4.3殺菌劑的應用性能

(1)不同種類殺菌劑的應用效果：在樣品1#中 分別加人0.5%(質(zhì)量分數(shù))的苯甲酸、苯甲酸鈉、D580 和D581，混合均勻后配制成0.6%濃度的水溶液，每 間隔6 h測定黏度。

(2)同種殺菌劑的應用效果:在樣品1#中分別 加入質(zhì)量分數(shù)為0.1%、0.2%、0.3%和0.5%的D581, 混合均勻后配制成0.6%濃度的水溶液，每間隔6 h 測定黏度。

2結果與討論

2.1微生物含量對瓜爾膠水溶液黏度的影響

微生物含量對瓜爾膠溶液黏度的影響如圖1所 示。由圖1可知：當放置時間相同時，瓜爾膠水溶液 黏度的降低速率隨著菌落總數(shù)的增加而增大，在48 h 內(nèi)樣品1#~6#溶液的平均每小時黏度降低速率分別 為 2%、1.7%、1.3%、0.79%、0.66%、0.46%;對同一樣 品而言，當放置時間>36 h時，微生物含量對瓜爾膠水溶液黏度的影響研究,瓜爾膠溶液的黏度降 幅較大。

120r

2.2殺菌劑種類對瓜爾膠水溶液黏度的影響

在樣品1#中分別加人0.5%的殺菌劑（如苯甲 酸、苯甲酸鈉、D580和D581等）,則殺菌劑種類對 膠液黏度的影響如圖2所示。由圖2可知:4種殺菌 劑均能有效抑制微生物的生長，表現(xiàn)為瓜爾膠水溶 液的黏度降幅均低于未加入殺菌劑的溶液；當放置 時間相同時，含苯甲酸、苯甲酸鈉、D580和D581的 膠液黏度在48 h內(nèi)平均每小時降低了 0.92%、 0.64%、0.58%、0.43% ;4種殺菌劑抑制微生物 生長的效果依次為D581>D580«苯甲酸鈉>苯 甲酸。

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放置時間/h

圖2殺菌劑種類對瓜爾膠溶液黏度的影響

Fig,2 Effect of antiseptic types on viscosity of guar gum solution

2.3殺菌劑濃度對瓜爾膠水溶液黏度的影響

在樣品1*中分別加人0.1%、〇.2%、〇.3%和 0.5%的D581,則D581濃度對膠液黏度的影響如 圖3所示。由圖3可知:殺菌劑用量越大，對微生物 生長的抑制效果越明顯，表現(xiàn)為膠液黏度的降低幅 度越??；含0.1%、0.2%、0.3%、0.5% D581的膠液黏 度在48 h內(nèi)平均每小時分別降低了 1.0%、0.71%、 0.5%、0.43%;不同濃度的D581殺菌劑對微生物生 長的抑制效果依次為0.5%»0.3%>0.2%>0.1%。

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放置時間/H

圖3 D581濃度對瓜爾膠溶液黏度的影響 Fig.3 Effect of D581 concentration on viscosity of guar gum solution

2.4瓜爾膠水溶液黏度下降的原因分析

瓜爾膠的主要組分為半乳甘露聚搪，半乳甘露 聚糖的主鍵為甘露糖單位，側鍵由單 個的a-Z)-半乳糖以（1—6)鍵與主鍵相連接。在主 鍵上平均每兩個甘露糖單位中有一個半乳糖單位在 C-6位與之相連,re(甘露糖々(半乳糖)=1.8:1(見 圖4)。當瓜爾膠溶于水后，長鏈的多糖分子呈舒展 狀，使多種基團充分裸露;各種極性基團與極性水分 子以氫鍵或偶極作用力相互制約形成內(nèi)層水膜，內(nèi) 層水再與外層水發(fā)生締合作用，并且以體積極大的 多糖分子為骨架，大量水被束縛住；因此，介質(zhì)的自 由移動受阻，從而產(chǎn)生層流間的阻力,在表觀上表現(xiàn)

-12 -中闡肢第19卷第3期

出黏稠性，即溶液出現(xiàn)量化值上的黏度w。微生物的生 長致使瓜爾膠的多糖鏈發(fā)生降解，表現(xiàn)為瓜爾膠水溶 液的黏度降低；微生物含量越高,黏度降低速率越快。

選擇在瓜爾膠中添加殺菌劑D581來防止膠液黏度 的過快降低，但是D581為工業(yè)產(chǎn)品，不能用于食品 中;而苯甲酸鈉的殺菌效果相對較好,并且可以適量 用于食品中。

(4)殺菌劑濃度越高，抑制微生物生長的效果越 好，膠液黏度降幅越小。不同濃度的D581對微生物 生長的抑制效果依次為0.5%»0.3%>0.2%>0.1%。 考慮到成本因素，實際生產(chǎn)中選擇《；(D581)=0.3% 時較適宜。

3結論

(1)瓜爾膠中含有的微生物會導致其水溶液久 置后黏度降低。微生物含量對瓜爾膠水溶液黏度的影響研究,微生物含量越高，黏度下降速率 越快。

(2)當微生物含量低于3 000 CFU/g時，膠液黏 度降幅較小(<0.8%),故用此膠粉配制的瓜爾膠溶 液在12 h內(nèi)使用時，對后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量影響不大。

(3)將殺菌劑加入到微生物含量較高的瓜爾膠 粉(6X104 CFU/g)中并配制成溶液，則各種殺菌劑均 能抑制膠液黏度的下降，并且其抑制效果依次為 D581>D580«苯甲酸鈉> 苯甲酸。苯甲酸在水中不易 溶解，導致其殺菌效果不理想。在工業(yè)生產(chǎn)中，可以

(5)除了在瓜爾膠的生產(chǎn)過程中帶人微生物外， 在生產(chǎn)應用過程中，膠液儲存罐中所殘留的液體也 能持續(xù)滋生微生物，從而導致后續(xù)添加進來的膠液 黏度驟降。因此，在防止膠液放置時間過長的同時， 還要經(jīng)常清洗儲液罐，以保證后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量。

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