超聲波對枯草芽孢桿菌液態(tài)發(fā)酵豆粕及其產物功能特性的影響.pdf

1、豆粕是榨取大豆油脂后剩下的副產物，約含50％粗蛋白質，營養(yǎng)豐富，在飼養(yǎng)業(yè)、飼料加工業(yè)等應用廣泛。為充分合理利用豆粕這種優(yōu)質原料，越來越多國內外學者正探索充分發(fā)掘豆粕的高經濟價值。研究發(fā)現，利用豆粕制備的多肽具有抗氧化、降血壓、減肥降脂等多種顯著功效，故人們對利用豆粕生產可直接使用蛋白及功能性多肽十分關注。本論文首先對枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis10160)發(fā)酵豆粕的種子和發(fā)酵培養(yǎng)基進行優(yōu)化；隨后在豆粕發(fā)酵過程中，輔以

2、超聲波刺激，探索超聲波對發(fā)酵效果的影響，尋找其作用時間、功率密度、頻率等參數最佳組合；并對發(fā)酵產物的蛋白結構進行研究，嘗試揭示超聲波影響豆粕發(fā)酵的作用程度及機理；最后對發(fā)酵產物蛋白的加工特性和多肽的抗氧化降血壓活性進行分析，得到超聲過程中可溶性蛋白結構與發(fā)酵產物功能活性之間的關系，闡明超聲波對蛋白和多肽的影響。主要研究工作及結論如下：
　?。?）通過試驗優(yōu)化了Bacillus subtilis10160發(fā)酵豆粕的種子培養(yǎng)基組成、發(fā)

3、酵培養(yǎng)基組成及培養(yǎng)條件，得到最優(yōu)種子培養(yǎng)基組成及培養(yǎng)條件為：1%酵母膏、1%玉米黃粉、1%KH2PO4、培養(yǎng)溫度36oC，與LB培養(yǎng)基相比在最優(yōu)條件下生物量、中性及堿性蛋白酶酶活分別提高210.10%、459.20%及67.50%；豆粕發(fā)酵培養(yǎng)基組成及培養(yǎng)條件為：20%豆粕、2%玉米黃粉、1%KH2PO4、10%接種量、培養(yǎng)溫度36oC，與僅含22%豆粕的發(fā)酵培養(yǎng)基相比在最優(yōu)條件下發(fā)酵液中的生物量、可溶性蛋白及多肽含量分別提高40.90

4、%、28.60%及36.40%。
　　（2）優(yōu)化了豆粕超聲輔助發(fā)酵技術參數并研究了超聲對發(fā)酵液中蛋白質分子結構的影響。得到最佳超聲輔助發(fā)酵參數為：超聲功率密度0.08 W/mL、頻率33 kHz、時間1 h，超聲波在接種后第3天一次性施加。超聲處理后，枯草芽孢桿菌生物量提高141.97%，發(fā)酵所得的可溶性蛋白及多肽含量較空白對照組分別提高15.06%和24.42%，表明超聲波能增強發(fā)酵效果，提高目標產物量。利用紫外吸收光譜、熒光發(fā)

5、射光譜、傅里葉紅外光譜、原子力顯微鏡對發(fā)酵產物進行分析，發(fā)現超聲處理后，蛋白顆粒高度降低，各二級結構含量顯著變化，超聲波能改變發(fā)酵產物可溶性蛋白的空間結構，使其二級結構更為疏松、舒展。
　?。?）研究了超聲對發(fā)酵豆粕產物中蛋白的加工特性和多肽功能活性的影響，并對蛋白結構與加工特性和功能活性之間的相關性和量化關系進行了研究。通過測定發(fā)酵產物蛋白的持水性、持油性、乳化性、乳化穩(wěn)定性，發(fā)現超聲波能改善其加工特性；通過測定發(fā)酵產物多肽4種