【摘要】：水蘇糖是唇形科水蘇屬植物中天然存在的非還原性功能性低聚糖,具有增殖腸道益生菌、抑制腐敗菌生長,促進(jìn)腸道蠕動等眾多功能。同時,水蘇糖具有天然、綠色、使用量低、無副作用的優(yōu)點(diǎn),其作為功能性食品的配料受到廣泛關(guān)注,有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的開發(fā)價值。從天然原料中直接提取生產(chǎn)的水蘇糖產(chǎn)品純度較低,“雜糖”的存在降低了水蘇糖的功能特性,限制了它的使用。因此,開發(fā)一種提高水蘇糖純度的新技術(shù)對于開拓水蘇糖的應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義。本文旨在建立一套提高水蘇糖純度的工藝技術(shù),為高純度水蘇糖的大規(guī)模生產(chǎn)提供理論及實(shí)踐指導(dǎo)。本實(shí)驗(yàn)以干基草石蠶為原料,以總糖和蛋白含量為指標(biāo),篩選并確定最佳的復(fù)水時間為3 h,通過高溫提取草石蠶獲得水蘇糖糖液,分別以黑曲霉、米曲霉、乳酸菌和乳桿菌為發(fā)酵菌株,對提取液進(jìn)行發(fā)酵,以水蘇糖保留率和蔗糖降解率篩選單菌發(fā)酵的菌株,研究表明,與乳酸菌相比,曲霉降解蔗糖的能力較強(qiáng),但消耗果糖的能力較差,在曲霉菌發(fā)酵過程中易造成“果糖”堆積,而乳酸菌(嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌)和鼠李糖乳桿菌能快速消耗果糖,但蔗糖利用率低。其中黑曲霉和乳酸菌(嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌)純化水蘇糖的潛力相對較高,黑曲霉發(fā)酵36 h后,水蘇糖的保留率為91.23%,蔗糖的降解率為65.59%,乳酸菌在發(fā)酵36 h后,水蘇糖保留率為94.33%,蔗糖降解率為28.39%,宜被選用作為發(fā)酵純化的菌株。同時研究表明,果糖基轉(zhuǎn)移酶與微生物發(fā)酵法聯(lián)合純化水蘇糖不可行�；诟骶陮�、葡萄糖、蔗糖、水蘇糖等的利用規(guī)律,選擇合適的菌株組合進(jìn)行混菌發(fā)酵,分析、優(yōu)化混菌發(fā)酵工藝。研究顯示,低接種量更有利于水蘇糖純化,最優(yōu)的混菌發(fā)酵組合為0.01%黑曲霉和0.01%乳酸菌,混菌發(fā)酵純化水蘇糖的效果要優(yōu)于單菌發(fā)酵。乙二胺四乙酸(EDTA)二鈉能使微生物分泌的胞外酶水解糖的速度和微生物消耗單糖的速度處于平衡狀態(tài),減緩了水蘇糖的降解。同步發(fā)酵純化水蘇糖的效果優(yōu)于滯后發(fā)酵,在發(fā)酵36 h后,同步發(fā)酵的水蘇糖保留率高于滯后發(fā)酵的10.12%;嚴(yán)格控制發(fā)酵液pH在5.5-7.0,有利于減緩水蘇糖的降解,且不影響蔗糖的發(fā)酵;相比靜置發(fā)酵,搖床發(fā)酵可為微生物提供充足的氧氣以及減緩糖化酶的作用,更有利于水蘇糖的純化;帶渣發(fā)酵純化水蘇糖的效果好于傳統(tǒng)提取液單獨(dú)發(fā)酵,水蘇糖不斷溶出及草石蠶渣中殘留維生素和礦物質(zhì)等為微生物生長提供了充足的營養(yǎng),使微生物生長更協(xié)調(diào)。最后探究了活性炭、膜處理及離子交換樹脂等純化工藝,對糖液的脫色、脫蛋白和除鹽效果影響。研究顯示,高溫高壓提取草石蠶所得蛋白類物質(zhì)多為小分子肽和氨基酸,其游離氨基酸組成中帶電荷氨基酸占較高比例,經(jīng)發(fā)酵后谷氨酸含量顯著增加。活性炭脫色條件:1%添加量,55℃,90 min。D001型大孔強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂和D301型大孔弱堿性陰離子交換樹脂最適宜水蘇糖中雜質(zhì)的去除。在料液溫度為35℃,以3.77BV/H流速對提取液進(jìn)行離交,蛋白和灰分脫除率高達(dá)93.70%、97.81%,脫色率達(dá)99.5%。草石蠶提取液凍干樣中鐵、銅含量較低。鈉含量較高,但樹脂對其脫除效率較好,脫除率高達(dá)98.57%。草石蠶提取液凍干樣中富含酚酸類物質(zhì),經(jīng)微生物發(fā)酵、活性炭脫色及樹脂純化后,這些酚酸類物質(zhì)可全部吸附去除。草石蠶提取液經(jīng)0.01%黑曲霉+0.01%乳酸菌混菌組合發(fā)酵36 h后,進(jìn)行離心過濾、活性炭脫色、100 KDa膜包過濾,使用D001和D301樹脂床串聯(lián)離交,冷凍干燥后,樣品水蘇糖含量高達(dá)78.13%。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ920.6

【參考文獻(xiàn)】

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1 楊闖;王俊玲;周詩珈;;功能性低聚糖的制備研究進(jìn)展及其應(yīng)用[J];農(nóng)業(yè)與技術(shù);2015年20期

2 薛瀚;李理;;菠蘿酸豆奶的理化性質(zhì)及糖代謝研究[J];中國釀造;2015年12期

3 鄭美娟;張洪;馬明霞;林筑;;草石蠶研究文獻(xiàn)綜述[J];廣東化工;2015年13期

4 汪清美;楊海軍;趙志軍;;功能性低聚糖的發(fā)展及其生理功能[J];天津農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年06期

5 張德純;;草石蠶[J];中國蔬菜;2015年06期

6 張麗紅;謝三都;徐芳;林曉燕;高寧;;紫蘇葉多糖活性炭脫色工藝優(yōu)化[J];食品與機(jī)械;2015年03期

7 王啟為;;草石蠶中水蘇糖的提取技術(shù)[J];寧夏大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年04期

8 陳靜廷;卜登攀;馬露;楊永新;李發(fā)弟;;不同等電點(diǎn)沉淀法和超速離心法提取牛奶乳清蛋白的雙向電泳分析[J];食品科學(xué);2014年20期

9 馬俊陽;諸葛斌;方慧英;宗紅;孫進(jìn);龔星慧;諸葛健;樓笑笑;馮倩;;米曲霉蛋白酶的分離純化及酶學(xué)性質(zhì)研究[J];微生物學(xué)通報;2014年01期

10 萬鳳英;;離子交換樹脂的鐵污染及再生[J];化工管理;2012年S1期

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2 田俠;用改性中空纖維超濾膜技術(shù)回收甘薯淀粉生產(chǎn)廢水中蛋白質(zhì)的研究[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

3 施孝活;植物酚酸類物質(zhì)影響嚙齒動物代謝組的NMR研究[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢物理與數(shù)學(xué)研究所）;2012年

4 徐仲偉;甜菊糖甙的提取精制新工藝及酶法改性研究[D];華南理工大學(xué);2009年

5 張艷芳;多菌株制曲促進(jìn)酶系優(yōu)化與提高醬油質(zhì)量的研究[D];江南大學(xué);2009年

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3 張玲;微生物發(fā)酵法去除小麥麩皮低聚糖中阿拉伯糖的研究[D];河南工業(yè)大學(xué);2015年

4 唐雪娟;香蕉低聚糖的分離、結(jié)構(gòu)鑒定及品種比較[D];華南理工大學(xué);2014年

5 白瑞;草石蠶多糖的提取及其性質(zhì)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

6 田海源;混合固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)β-木糖苷酶及其酶學(xué)性質(zhì)研究[D];北京化工大學(xué);2012年

7 姚紅;草石蠶水蘇糖制備工藝的研究[D];江南大學(xué);2010年

8 柳洪良;甘蔗渣發(fā)酵飼料中乳酸菌復(fù)合系的篩選及其發(fā)酵特征的研究[D];延邊大學(xué);2010年

9 蔡艷;離子交換樹脂在廢水處理中的綜合應(yīng)用[D];安徽大學(xué);2010年

10 王佳;鼠李糖乳桿菌與干酪乳桿菌發(fā)酵大豆乳工藝研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

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本文編號：2709766