黃原膠作為一種可溶性雜多糖，長(zhǎng)期以來(lái)主要依靠黑根霉（Xanthomonas campestris）發(fā)酵蔗糖進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。憑借優(yōu)異的流變學(xué)特性，該物質(zhì)在食品工業(yè)及石油開(kāi)采的三次采油領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。然而，隨著蔗糖等石化原料成本上升，傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的經(jīng)濟(jì)性面臨挑戰(zhàn)，尋找替代碳源成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。巴西圣卡塔琳娜州作為該國(guó)重要的蘋(píng)果產(chǎn)區(qū)，年產(chǎn)蘋(píng)果約100萬(wàn)噸，隨之產(chǎn)生的大量果汁加工廢料若直接排放將造成環(huán)境負(fù)擔(dān)，若能變廢為寶，將具有巨大的商業(yè)價(jià)值。

來(lái)自巴西圣卡塔琳娜大學(xué)（UNOESC）與巴伊亞聯(lián)邦大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，以富士蘋(píng)果汁加工廢料為研究對(duì)象，探索其作為黃原膠發(fā)酵底物的可行性。實(shí)驗(yàn)將黑根霉菌株在YM培養(yǎng)基中活化，隨后在兩種不同的發(fā)酵培養(yǎng)基（I號(hào)和II號(hào)）中進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。其中，I號(hào)培養(yǎng)基以蔗糖為對(duì)照，II號(hào)培養(yǎng)基則嘗試引入蘋(píng)果廢料作為替代碳源。發(fā)酵過(guò)程控制在28°C、150轉(zhuǎn)/分鐘的搖床條件下進(jìn)行，Zui終通過(guò)酒精沉淀法分離出黃原膠。

研究結(jié)果顯示，當(dāng)在II號(hào)培養(yǎng)基中使用70%的蘋(píng)果廢料替代蔗糖，并添加0.05%尿素和0.5%磷酸二氫鉀時(shí)，黃原膠產(chǎn)量達(dá)到45克/升。這一數(shù)據(jù)是傳統(tǒng)蔗糖發(fā)酵工藝（約4.5克/升）的10倍，即便與優(yōu)化后的蔗糖工藝相比，產(chǎn)量也提升了3倍。氣相色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）分析證實(shí)，Zui終產(chǎn)物的純度極高，由44.53%甘露糖、34.76%葡萄糖和20.71%葡萄糖醛酸組成，表明廢料中的果膠已被微生物完全轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的黃原膠結(jié)構(gòu)，未殘留雜質(zhì)。

這一突破不僅解決了蘋(píng)果加工廢料的環(huán)境污染問(wèn)題，更為生物制造行業(yè)提供了一條極具潛力的低成本技術(shù)路線。對(duì)于中國(guó)相關(guān)從業(yè)者而言，隨著國(guó)內(nèi)食品與能源行業(yè)對(duì)生物基材料需求的持續(xù)增長(zhǎng)，關(guān)注此類“農(nóng)業(yè)廢棄物高值化利用”技術(shù)，探索利用本土豐富的果蔬加工副產(chǎn)物（如柑橘皮、果渣等）替代昂貴碳源，將是降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)力的重要方向。