蛋白酶高产菌株的筛选及其发酵芝麻粕制备芝麻多肽的研究

摘要

芝麻多肽是芝麻蛋白经水解后得到的有生物活性的小分子肽的混合物，有较强的体外抗氧化活性，易被人体吸收利用，有降低胆固醇、降血压、抗菌、调节免疫等生理活性，在药物、饲料添加剂、保健食品和食品添加剂等领域有较好的应用前景。微生物发酵法是一种有效制备芝麻多肽的方法，利用微生物生长繁殖快，发酵条件易控制等特点，可在短时间内获得大量多肽，大大降低了生产成本。本文从芝麻油加工厂下脚料、芝麻粕沤肥土壤及芝麻粕中筛选出产蛋白酶菌株，通过优化筛选菌株的培养基组分和摇瓶发酵条件，进一步提高筛选菌株所产蛋白酶的酶活力。并将筛选菌株用于芝麻粕的液体发酵制备芝麻多肽，以DPPH·清除率和·OH自由基清除能力为指标，测定发酵产物的抗氧化活性。探究微生物发酵芝麻粕的工艺特点、单菌发酵与混菌发酵，综合比较单菌与混菌发酵芝麻粕所得芝麻多肽含量及体外抗氧化活性，为芝麻榨油后的副产物芝麻粕的高值化利用提供实验依据。主要内容与结果如下：
　　（1）采用平板稀释分离法从芝麻油加工厂下脚料、芝麻粕沤肥土壤及芝麻粕中分离到52株产蛋白酶的菌株，其中3株在酪蛋白培养基上有明显水解圈。从中选出一株产蛋白酶活力较高且稳定的细菌，命名为Y1，通过16S rDNA和生理生化鉴定，该菌株为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens），并研究发酵所得粗酶液的性质。
　　（2）对筛选菌株Y1进行摇瓶发酵条件优化，优化后的培养基的组成：1.5%的可溶性淀粉，0.5%的酵母粉，0.5%的硫酸铵，0.5%的氯化钠。优化后的发酵条件：最适初始pH值6.5，最适发酵温度37℃，接种量1.5%，发酵培养时间72h。经过上述优化实验，解淀粉芽孢杆菌的蛋白酶活力得到了大幅度的提高，由57.70U/mL提升到363.57U/mL，提高了近7倍。
　　（3）将筛选菌株解淀粉芽孢杆菌用于发酵芝麻粕，所得芝麻多肽粗提液有较好的体外抗氧化活性，发酵36h时DPPH·清除率为71.38%，·OH清除率为68.43%自由基，可用作发酵芝麻粕制备芝麻多肽的菌种。
　　（4）利用植物乳杆菌和解淀粉芽孢杆菌混和发酵芝麻粕制备芝麻多肽，并与两菌株分别发酵芝麻粕对比，研究两种发酵条件下发酵酶解液的体外抗氧化活性。结果表明，解淀粉芽孢杆菌、植物乳杆菌单菌及混菌发酵芝麻粕36h，发酵液中，芝麻多肽的浓度分别达到9.841mg/mL，11.620mg/mL，14.412mg/mL，DPPH·清除率分别是71.378%，77.013%，87.622%，·OH清除率分别是68.427%，82.507%，92.46%。因此，芝麻多肽具有较强的体外抗氧化活性，芝麻粕是制备抗氧化活性肽的良好原料；微生物发酵制备芝麻多肽时，解淀粉芽孢杆菌与植物乳杆菌的混菌发酵显著优于单菌发酵，其多肽产量及DPPH·与·OH清除能力均优于相应的单菌发酵。

目录

声明

1 绪 论

1.1 微生物蛋白酶及其研究进展

1.2 芝麻粕及其综合利用

1.3 本文立项依据与研究内容

2 产蛋白酶菌株的筛选及鉴定

2.1 实验材料

2.2 实验方法

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

3 解淀粉芽孢杆菌产蛋白酶发酵条件优化

3.1 实验材料

3.2 实验方法

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

4 解淀粉芽孢杆菌在发酵芝麻粕制备芝麻多肽中的应用

4.1 实验材料

4.2 实验方法

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

5 混菌发酵芝麻粕制备芝麻多肽及其体外抗氧化活性研究

5.1 实验材料

5.2 实验方法

5.3 结果与讨论

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 下一步工作计划

参考文献

附录

致谢

在读期间公开发表论文（著）及科研情况