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产γ-氨基丁酸乳酸菌分离与发酵条件优化及饮料开发

作　者: 陆小雪
导　师: 顾振新
学　校: 南京农业大学
专　业: 农产品加工与贮藏工程
关键词: GABA 乳酸菌 分离 条件优化 饮料
分类号: TQ921.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 322次
引　用: 2次
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内容摘要


本文从食品原料中筛选出产γ-氨基丁酸(GABA)的乳酸菌株。采用糙米、黄豆芽及脱脂牛奶等营养丰富的天然原料,经酶解处理后作为乳酸菌发酵产GABA的基础培养基,以GABA产量为指标,进行发酵条件优化;将发酵液与果汁复配,制作GABA保健饮料。1、从泡菜和酸奶中分离出产GABA乳酸菌10株,筛选得GABA高产菌株B、BY和SS。3个菌株在含10g/L谷氨酸钠(MSG)的MRS培养基中培养6 d,发酵液中GABA含量分别达到3.680、3.341和2.700g/L。通过16S rDNA基因鉴定和生理生化鉴定,确定菌株B和SS为乳酸乳球菌乳酸亚种(Lactococcus lactis subsp.lactis);菌株BY为唾液链球菌嗜热亚种(Streptococcus salivarius subsp.thermophilus)。2、采用D-最优混料设计对组成乳酸菌发酵培养基的糙米汁、黄豆芽汁及酶解牛奶汁混料比进行优化。结果表明:酶解糙米汁、黄豆芽汁、牛奶汁(可溶性固形物均为4°Bix)混料体积比为33∶62∶5时,发酵液中GABA浓度高达6.43 g/L。3、乳酸菌发酵培养条件优化试验结果表明:MSG添加量对GABA产量和MSG摩尔转化率有显著影响。以GABA产量为5.0 g/L和MSG转化率85%为优化目标,优化出的乳酸菌产GABA的培养条件为:接种量1%、培养温度32.69℃、培养基初始pH 7.05、底物添加量7.32g/L,其最大GABA产量和MSG转化率预测值为5.000g/L和83.2%。在此条件下,乳酸菌发酵过程中发酵液中还原糖、游离氨基态氮、pH值、Glu含量呈下降趋势,可滴定酸和GABA产量呈上升趋势。发酵液中GABA含量在发酵60 h时达最高值。4、采用优化的培养基及发酵条件进行上罐(5 L)发酵,再以此发酵液为原料进行保健饮料研制。优化得到的GABA保健饮料配方为:乳酸菌发酵液5%、枸杞汁40%、苹果汁40%、复合甜味剂3%、磷酸0.10%。用0.25%(W/V)的明胶和0.25%(w/v)的单宁进行澄清后,饮料于室温放置60 d未出现浑浊、沉淀等现象。模糊综合评价表明GABA保健饮料符合消费者的饮用要求。

全文目录


缩略词表  8-9
摘要  9-10
ABSTRACT  10-12
引言  12-13
第一章 文献综述  13-28
  1 GABA生理功能  13-15
    1.1 镇静安神  13-14
    1.2 降低血压  14
    1.3 调节激素分泌  14
    1.4 活化肝肾功能  14
    1.5 治疗癫痫、哮喘  14-15
    1.6 改善脑机能  15
    1.7 其它功能  15
  2 GABA富集与制备方法  15-20
    2.1 微生物富集GABA  15-18
      2.1.1 大肠杆菌富集GABA  16
      2.1.2 红曲霉富集GABA  16
      2.1.3 酵母菌富集GABA  16
      2.1.4 乳酸菌富集GABA  16-17
      2.1.5 食用菌富集GABA  17-18
    2.2 植物富集GABA  18-19
      2.2.1 稻米富集GABA  18
      2.2.2 茶叶富集GABA  18-19
      2.2.3 果蔬富集GABA  19
    2.3 化学法制备GABA  19-20
  3 微生物合成GABA的代谢途径和影响因素  20-21
    3.1 微生物合成GABA的代谢途径  20
    3.2 微生物合成GABA的影响因素  20-21
  4 GABA保健饮料开发  21
  5 立题目的意义  21-22
  6 主要研究内容  22-23
  参考文献  23-28
第二章 产γ-氨基丁酸乳酸菌的分离与鉴定  28-45
  1 材料与方法  28-32
    1.1 试验材料  28
    1.2 主要试剂  28-29
    1.3 主要仪器  29
    1.4 培养基  29
    1.5 泡菜制作工艺  29
    1.6 菌株分离与初步鉴定  29-30
      1.6.1 菌株分离  29-30
      1.6.2 形态特征鉴定  30
      1.6.3 需氧试验  30
      1.6.4 接触酶试验  30
      1.6.5 乳酸纸层析定性试验  30
    1.7 产GABA乳酸菌筛选  30-32
      1.7.1 深层发酵试验  30
      1.7.2 GABA及Glu定性与定量分析  30-31
      1.7.3 乳酸菌分子生物学鉴定  31-32
      1.7.4 乳酸菌生理生化特征鉴定  32
  2 结果与分析  32-41
    2.1 菌株的初步鉴定  32
    2.2 乳酸菌菌落特征与细胞形态  32-33
    2.3 乳酸菌株发酵液中GABA含量比较  33-34
      2.3.1 GABA定性与定量分析  33-34
      2.3.2 乳酸菌发酵液中GABA含量  34
      2.3.3 B、SS、BY三株菌发酵过程中GABA含量变化  34
    2.4 菌株B、SS和BY鉴定  34-41
      2.4.1 菌株形态特征  34-35
      2.4.2 分子生物学鉴定  35-40
      2.4.3 菌株B、BY和SS生理生化特征  40-41
  3 讨论  41-43
  4 本章小结  43
  参考文献  43-45
第三章 乳酸菌产γ-氨基丁酸天然发酵培养基优化  45-55
  1 材料与方法  45-49
    1.1 试验材料和仪器  45-46
      1.1.1 试验菌种及材料  45
      1.1.2 主要试剂  45-46
      1.1.3 主要仪器  46
    1.2 发酵培养基的制备  46-47
      1.2.1 糙米汁制备:  46-47
      1.2.2 黄豆芽汁制备  47
      1.2.3 酶解牛奶汁液的制备  47
    1.3 发酵条件  47
    1.4 培养基优化试验设计  47-49
    1.5 测定指标与方法  49
    1.6 统计方法  49
  2 结果与分析  49-52
    2.1 培养基组分主要营养成分  49-50
    2.2 培养基优化  50-52
  3 讨论  52
  4 本章小结  52
  参考文献  52-55
第四章 乳酸菌发酵条件优化及发酵动力学研究  55-72
  1 材料与方法  55-59
    1.1 试验材料和仪器  55-56
      1.1.1 试验菌种及材料  55
      1.1.2 主要试剂  55-56
      1.1.3 主要仪器  56
    1.2 乳酸乳球菌B富集GABA培养条件优化  56-58
      1.2.1 发酵培养基原料制备  56
      1.2.2 发酵条件  56
      1.2.3 试验设计  56-58
    1.3 测定指标与方法  58-59
      1.3.1 乳酸菌菌落计数  58-59
      1.3.2 发酵液中GABA及Glu含量  59
      1.3.3 MSG摩尔转化率(MTP)  59
      1.3.4 其它指标  59
    1.4 统计分析  59
  2 结果与分析  59-69
    2.1 单因素试验结果  59-63
      2.1.1 接种量对GABA产量的影响  59-60
      2.1.2 培养温度对GABA产量的影响  60-61
      2.1.3 培养基初始pH对GABA产量的影响  61
      2.1.4 MSG添加时间对GABA产量的影响  61-62
      2.1.5 MSG添加量对GABA产量和MSG摩尔转化率  62-63
    2.2 响应曲面(RSM)试验结果分析  63-66
      2.2.1 培养温度、培养基初始pH和MSG添加量对GABA产量的影响分析  63-65
      2.2.2 培养温度、初始pH和MSG添加量对MSG摩尔转化率的影响分析  65-66
      2.2.3 乳酸菌乳球菌富集GABA培养参数优化  66
    2.3 乳酸菌富集GABA发酵动力学研究  66-69
      2.3.1 发酵过程中活菌数变化  66-67
      2.3.2 发酵过程中pH及可滴定酸含量的变化  67-68
      2.3.3 发酵过程中GABA及Glu含量的变化  68
      2.3.4 发酵过程中还原糖含量的变化  68-69
      2.3.5 发酵过程中游离氨基态氮含量的变化  69
  3 讨论  69-70
  4 本章小结  70
  参考文献  70-72
第五章 富含γ-氨基丁酸保健饮料研制  72-83
  1 材料与方法  72-77
    1.1 试验材料和仪器  72-73
      1.1.1 试验菌种及材料  72
      1.1.2 主要配料  72-73
      1.1.3 主要仪器  73
    1.2 发酵培养基原料制备  73
    1.3 发酵条件  73
    1.4 饮料制作工艺流程  73
    1.5 试验方法  73-77
      1.5.1 原料预处理  73-74
      1.5.2 甜味剂选择  74
      1.5.3 酸味剂选择  74
      1.5.4 饮料配方试验  74-75
      1.5.5 饮料澄清试验  75-76
      1.5.6 模糊综合评价方法  76-77
      1.5.7 测定指标与方法  77
  2 结果与分析  77-81
    2.1 饮料组分的主要营养成分测定  77-78
    2.2 甜味剂的确定  78
    2.3 酸味剂的确定  78
    2.4 饮料配方优化  78
    2.5 GABA复合饮料澄清工艺选择  78-79
    2.6 饮料模糊综合评价  79-80
    2.7 饮料质量指标  80-81
      2.7.1 感官质量  80
      2.7.2 理化指标  80
      2.7.3 微生物指标  80-81
  3 讨论  81
  4 本章小结  81-82
  参考文献  82-83
全文结论  83-85
致谢  85

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 其他化学工业 > 发酵工业 > 发酵法制有机酸 > 乳酸
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