微生物含量对瓜尔胶水溶液黏度的影响研究,瓜尔胶是目前国际上最为廉价而又广泛应用的 天然植物类胶粘剂之一，具有优良的特性，可用于食 品增稠剂、造纸增强剂、印花糊料和冶金絮凝剂等领 域1M。但是，瓜尔胶水溶液易滋生微生物，而微生物 的生长会影响瓜尔胶溶液的性质。

本文从瓜尔胶中含有的菌落总数人手，对其水 溶液的黏度随时间的变化规律进行了研究。通过 分析杀菌剂对瓜尔胶溶液黏度降低的抑制效果， 从中优选出适宜的杀菌剂种类和用量。本研究为 防止工业生产过程中因瓜尔胶放置时间过长、胶 液黏度过度降低而影响后续产品的质量，提供了 理论依据。

1试验部分

1.1试验原料

瓜尔胶，胶粘剂市场收集;苯甲酸、苯甲酸钠，分 析纯，南京米兰化工有限公司；D580、D581,工业级， 山东济南多吉利工贸有限公司。

1.2试验仪器

NDJ-1型旋转黏度计，上海精密科学仪器有限

公司。 1.3瓜尔胶水溶液制备

将3.5 g胶粉样品溶于550 mL无菌水中，高速 搅拌5 min左右，配成浓度(质量分数)为0.6%的瓜 尔胶水溶液。

1.4测试与表征

1.4.1菌落总数（无菌操作）测定

将1.00 g瓜尔胶粉置于100 mL三角瓶中，加入 99 mL无菌生理盐水，加塞剧烈震荡摇匀，使瓜尔胶 完全溶解，配制成体积比为1:100的溶液•，然后将瓜 尔胶溶液(梯度)稀释至体积比为1:1 〇〇〇、1:1〇〇〇〇, 分别吸取1 mL上述溶液于培养皿中，加入25 mL左 右营养琼脂（1%质量分数），加盖并摇勻；待琼脂冷 却凝固后密封,倒置于37尤培养箱中，培养48 h后 计数，并计算菌落总数值。

1.4.2瓜尔胶水溶液的黏度测定

采用旋转黏度计测定不同瓜尔胶水溶液(见表1) 的黏度(Y转子，转速12r/min,测试温度25^)。刚 配制好的胶液黏度最高（以初始黏度为100%表

表1瓜尔胶水溶液的样品编号与苗落总数值示），计算每间隔6 h时所测定的黏度与初始黏度 之比。

1.4.3杀菌剂的应用性能

(1)不同种类杀菌剂的应用效果：在样品1#中 分别加人0.5%(质量分数)的苯甲酸、苯甲酸钠、D580 和D581，混合均勻后配制成0.6%浓度的水溶液，每 间隔6 h测定黏度。

(2)同种杀菌剂的应用效果:在样品1#中分别 加入质量分数为0.1%、0.2%、0.3%和0.5%的D581, 混合均匀后配制成0.6%浓度的水溶液，每间隔6 h 测定黏度。

2结果与讨论

2.1微生物含量对瓜尔胶水溶液黏度的影响

微生物含量对瓜尔胶溶液黏度的影响如图1所 示。由图1可知：当放置时间相同时，瓜尔胶水溶液 黏度的降低速率随着菌落总数的增加而增大，在48 h 内样品1#~6#溶液的平均每小时黏度降低速率分别 为 2%、1.7%、1.3%、0.79%、0.66%、0.46%;对同一样 品而言，当放置时间>36 h时，微生物含量对瓜尔胶水溶液黏度的影响研究,瓜尔胶溶液的黏度降 幅较大。

120r

2.2杀菌剂种类对瓜尔胶水溶液黏度的影响

在样品1#中分别加人0.5%的杀菌剂（如苯甲 酸、苯甲酸钠、D580和D581等）,则杀菌剂种类对 胶液黏度的影响如图2所示。由图2可知:4种杀菌 剂均能有效抑制微生物的生长，表现为瓜尔胶水溶 液的黏度降幅均低于未加入杀菌剂的溶液；当放置 时间相同时，含苯甲酸、苯甲酸钠、D580和D581的 胶液黏度在48 h内平均每小时降低了 0.92%、 0.64%、0.58%、0.43% ;4种杀菌剂抑制微生物 生长的效果依次为D581>D580«苯甲酸钠>苯 甲酸。

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放置时间/h

图2杀菌剂种类对瓜尔胶溶液黏度的影响

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

2.3杀菌剂浓度对瓜尔胶水溶液黏度的影响

在样品1*中分别加人0.1%、〇.2%、〇.3%和 0.5%的D581,则D581浓度对胶液黏度的影响如 图3所示。由图3可知:杀菌剂用量越大，对微生物 生长的抑制效果越明显，表现为胶液黏度的降低幅 度越小；含0.1%、0.2%、0.3%、0.5% D581的胶液黏 度在48 h内平均每小时分别降低了 1.0%、0.71%、 0.5%、0.43%;不同浓度的D581杀菌剂对微生物生 长的抑制效果依次为0.5%»0.3%>0.2%>0.1%。

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放置时间/H

图3 D581浓度对瓜尔胶溶液黏度的影响 Fig.3 Effect of D581 concentration on viscosity of guar gum solution

2.4瓜尔胶水溶液黏度下降的原因分析

瓜尔胶的主要组分为半乳甘露聚搪，半乳甘露 聚糖的主键为甘露糖单位，侧键由单 个的a-Z)-半乳糖以（1—6)键与主键相连接。在主 键上平均每两个甘露糖单位中有一个半乳糖单位在 C-6位与之相连,re(甘露糖々(半乳糖)=1.8:1(见 图4)。当瓜尔胶溶于水后，长链的多糖分子呈舒展 状，使多种基团充分裸露;各种极性基团与极性水分 子以氢键或偶极作用力相互制约形成内层水膜，内 层水再与外层水发生缔合作用，并且以体积极大的 多糖分子为骨架，大量水被束缚住；因此，介质的自 由移动受阻，从而产生层流间的阻力,在表观上表现

-12 -中阐肢第19卷第3期

出黏稠性，即溶液出现量化值上的黏度w。微生物的生 长致使瓜尔胶的多糖链发生降解，表现为瓜尔胶水溶 液的黏度降低；微生物含量越高,黏度降低速率越快。

选择在瓜尔胶中添加杀菌剂D581来防止胶液黏度 的过快降低，但是D581为工业产品，不能用于食品 中;而苯甲酸钠的杀菌效果相对较好,并且可以适量 用于食品中。

(4)杀菌剂浓度越高，抑制微生物生长的效果越 好，胶液黏度降幅越小。不同浓度的D581对微生物 生长的抑制效果依次为0.5%»0.3%>0.2%>0.1%。 考虑到成本因素，实际生产中选择《；(D581)=0.3% 时较适宜。

3结论

(1)瓜尔胶中含有的微生物会导致其水溶液久 置后黏度降低。微生物含量对瓜尔胶水溶液黏度的影响研究,微生物含量越高，黏度下降速率 越快。

(2)当微生物含量低于3 000 CFU/g时，胶液黏 度降幅较小(<0.8%),故用此胶粉配制的瓜尔胶溶 液在12 h内使用时，对后续产品的质量影响不大。

(3)将杀菌剂加入到微生物含量较高的瓜尔胶 粉(6X104 CFU/g)中并配制成溶液，则各种杀菌剂均 能抑制胶液黏度的下降，并且其抑制效果依次为 D581>D580«苯甲酸钠> 苯甲酸。苯甲酸在水中不易 溶解，导致其杀菌效果不理想。在工业生产中，可以

(5)除了在瓜尔胶的生产过程中带人微生物外， 在生产应用过程中，胶液储存罐中所残留的液体也 能持续滋生微生物，从而导致后续添加进来的胶液 黏度骤降。因此，在防止胶液放置时间过长的同时， 还要经常清洗储液罐，以保证后续产品的质量。

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