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豆粕发酵制备活性大豆肽工艺研究

作　者: 王文平
导　师: 肖美添
学　校: 华侨大学
专　业: 微生物学
关键词: 大豆肽豆粕枯草芽孢杆菌抗氧化性脱色
分类号: TQ929
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

大豆蛋白经化学水解、微生物发酵或蛋白酶酶解作用，再经过分离和精制等工艺制得的大豆肽，具有母体蛋白所不可比拟的生物活性和良好的加工特性，是一种有益的大豆深加工产品，因此被广泛应用于食品、医药、化妆品等多个领域。但加工大豆肽的得率低，生产成本高，制约大豆肽市场的发展。本文以豆粕为原料，筛选发酵降解大豆蛋白生产大豆肽的合适菌株，并系统考察发酵条件、脱色和分离纯化工艺及大豆肽的抗氧化活性和理化性质，为开发豆粕发酵生产大豆肽奠定基础。从4类菌株中筛选出水解蛋白能力最强的枯草芽孢杆菌。以大豆肽浓度为指标，首先采用Plackett-Burman，最陡爬坡设计和Box-Behnken设计相结合的方法对发酵培养基进行优化，得出最佳发酵培养基：豆粕浓度65.46g/L、葡萄糖浓度3.87g/L、碳酸钙浓度2.47g/L。该条件下大豆肽浓度39.47g/L，比优化前提高了32.67%。在优化培养基的基础上，选用单因素实验对其它发酵条件进行优化，得出最佳发酵条件为：发酵温度37℃，摇床转速220r/min，发酵时间48h，得到大豆肽浓度达40.26g/L。空间排阻色谱法分析表明，发酵液的大豆肽分子量分布集中在300~5000Da之间，占比达87.23%。选用活性炭吸附法对发酵液进行脱色，通过单因素实验对脱色条件进行优化。获得最佳条件确定为：活性炭用量4%（w/v），时间30min，温度50℃，浓缩液大豆肽浓度为72mg/mL。在此条件下浓缩液的脱色率为82.12%，大豆肽的损失率为19.12%。选用SephadexG-15凝胶层析法分离大豆肽，通过单因素实验对分离条件进行优化，得出最佳分离条件为：柱高48cm，流速2mL/min，上样量4mL，大豆肽浓度为80mg/mL。此条件下分离得到三个组分，其分子量主要分布范围在5000~1818Da、1764~1398Da和325~276Da。选用抑制脂质过氧化反应能力法、ABTS法、FRAP法、ORAC法和金属螯合能力，研究大豆肽组分I、II和酶解肽组分IV的抗氧化性，证明抗氧化能力的大小：组分II＞组分I＞组分IV。对比大分子肽组分和酶解肽，小分子大豆肽具有更强的抗氧化性。浓缩肽液经冷冻干燥制得粉末产品，分析产品基本成分，三氯乙酸溶解度92.56±0.75%，产品分子量分布在300-5000Da之间的占89.5%，所测的各项指标符合国标（GB/T22492-2008）二级大豆肽标准。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-12
第1章前言  12-22
  1.1 大豆肽简介  12
  1.2 大豆肽的理化性质和生物活性  12-15
  1.3 大豆肽的应用  15-16
  1.4 大豆肽的制备工艺  16-17
  1.5 大豆活性肽的研究进展及产业现状  17-19
  1.6 本论文的研究内容以及意义  19-22
    1.6.1 主要研究内容  19
    1.6.2 本论文研究的意义  19-22
第2章材料和方法  22-32
  2.1 实验材料  22-25
    2.1.1 菌种来源  22
    2.1.2 实验试剂  22-23
    2.1.3 培养基配方  23-24
    2.1.4 实验仪器及设备  24-25
  2.2 实验方法  25-27
    2.2.1 发酵培养基的优化方法  25
    2.2.2 大豆肽的分离方法  25-26
    2.2.3 酶解大豆肽组分 IV 的制备方法  26
    2.2.4 各组分大豆肽的抗氧化实验方法  26-27
  2.3 分析方法  27-32
    2.3.1 大豆肽的测定方法  27-30
    2.3.2 脱色率的测定  30-31
    2.3.3 其它成分的测定方法  31-32
第3章结果与讨论  32-74
  3.1 菌种的筛选  32-34
    3.1.1 不同菌株对蛋白水解度的影响  32-33
    3.1.2 混菌发酵对蛋白水解度的影响  33-34
  3.2 培养基和培养条件优化  34-46
    3.2.1 初始发酵培养基中主要影响因子的确定  34-35
    3.2.2 最陡爬坡试验  35-36
    3.2.3 响应面分析法（RSM）优化培养基组成  36-40
    3.2.4 回归方程的验证  40-41
    3.2.5 培养条件的单因素实验设计  41-44
    3.2.6 发酵液大豆肽相对分子量分布测定  44
    3.2.7 离心沉降物中大豆肽的回收  44-46
  3.3 发酵液脱色工艺实验  46-53
    3.3.1 豆粕发酵液全波长扫描  47-48
    3.3.2 比色法确定发酵液中色素的最佳吸收波长  48
    3.3.3 脱色材料筛选  48-50
    3.3.4 脱色工艺单因素试验  50-53
  3.4 葡聚糖凝胶柱分离大豆肽条件优化  53-61
    3.4.1 大豆肽浓度对大豆肽分离效果的影响  54-55
    3.4.2 洗脱液流速对大豆肽分离效果的影响  55-57
    3.4.3 柱高对大豆肽分离效果的影响  57-59
    3.4.4 大豆肽组分分子量的分布  59-61
    3.4.5 脱色和过柱对盐及可溶性糖脱除效果的影响  61
  3.5 大豆肽的抗氧化活性研究  61-70
    3.5.1 大豆肽抑制脂质过氧化反应  62-63
    3.5.2 大豆肽清除 ABTS+自由基的效果  63-64
    3.5.3 大豆肽的 FRAP 抗氧化能力  64-67
    3.5.4 ORAC 法测定大豆肽的抗氧化能力  67-69
    3.5.5 以金属螯合能力法(MCC)测定抗氧化能力  69-70
  3.6 大豆肽产品的理化性质分析  70-74
    3.6.1 大豆肽总得率计算  70
    3.6.2 大豆肽基本成分的分析  70-71
    3.6.3 大豆肽分子量分布的测定  71-74
第4章结论和展望  74-76
  4.1 结论  74
  4.2 进一步研究的展望  74-76
参考文献  76-80
致谢  80-82
个人简历、硕士期间发表论文  82

豆粕发酵制备活性大豆肽工艺研究

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