粗壮脉纹孢菌发酵对豆渣营养成分的影响及多糖分离纯化研究

摘要

从江西传统发酵豆渣食品中分离目标菌株，经鉴定其为Neurospora．crassa(实验室已有研究)。本论文旨在通过实验，确定Neurospora．Crassa发酵豆渣后豆渣中营养成分的变化，同时探索低聚糖、多糖的提取工艺，实现对发酵豆渣产物的新利用，为大豆豆渣的综合利用提供理论指导。 1．比较了新鲜豆渣和发酵豆渣中的水分、灰分、脂肪、水溶性糖、异黄酮、脂肪酸、类胡萝卜素等营养成分的变化情况。豆渣发酵后，脂肪从8.07％下降到5.76％，可溶性多糖从28.86％升高到62.50％，异黄酮从0.60mg/g增加到0.66mg/g，β-胡萝卜素色素产量达8.06μg/g。 2．采用微量凯氏定氮法测定了Neurospora．crassa发酵豆渣前后总蛋白质含量，Neurospora．crassa 发酵使新鲜豆渣粗蛋白含量由24.66％升高至32.59％，采用胃蛋白酶．胰蛋白酶复合法测定了 Neurospora．crassa 发酵豆渣前后蛋白质消化率：经过发酵后豆渣蛋白质消化率由 6.86％升高至 14.97％。采用 WatersAccQ-Tag 法测定了 Neurospora．crassa 发酵豆渣前后氨基酸及游离氨基酸种类和含量，发酵后豆渣氨基酸和游离氨基酸含量均有明显提高，提示发酵豆渣蛋白质营养价值得到提高。 3．采用改良的 Southgate 法测定了豆渣及粗壮脉纹孢菌(Neurospora．Crassa)发酵后豆渣中总膳食纤维的含量，同时分别测定了水溶性非消化性多糖、水不溶性非纤维素多糖、纤维素、木质素的含量，分别为0.2595％、37.1387％、12.8710％、3.2358％和0.1848％、0.5384％、7.7261％、3.1729％。发现粗壮脉纹孢菌主要针对豆渣中水不溶性非纤维素多糖和纤维素有显著分解效果，而对木质素几乎无作用。 4．以低聚糖的含量及其得率为指标，考查提取条件对发酵豆渣低聚糖及多糖提取率的影响，确定最佳工艺提取条件，最佳工艺为：15倍量水煮沸提取2次，每次 1h。并将 AB-8 大孔树脂吸附杂质法、有机溶剂萃取法用于发酵豆渣低聚糖的精制工艺，为工业化生产发酵豆渣低聚糖工艺提供了实验基础。 5．提取的Neurospora．crassa发酵豆渣多糖经过除蛋白、脱色、透析得到多糖S。采用DEAE Sephadex A-25 柱层析对发酵豆渣多糖进行纯化，得到多糖S1、S5。分别经 Sephacryl S-200 柱层析进一步纯化，得到多糖SM1、SM5、SP5。采用Sephacryl S-300 柱层析鉴定纯化后的多糖的纯度。凝胶过滤法测定分子量分别为：137809、105468、95693。IR 分析多糖的结构特点，结果表明 SM1、SM5、SP5均具有典型的多糖特征吸收峰。GC确定SM1、SM5、SP5的单糖组成，结果表明主要由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖六种单糖组成。Neurospora．crassa发酵豆渣提高了豆渣蛋白质和氨基酸含量、提高了体外消化率；发酵豆渣粗纤维下降，可溶性多糖和低聚糖增加；发酵豆渣大豆异黄酮含量相对提高，且 Neurospora．crassa 发酵过程产生大量β-胡萝卜素。这些结果表明，Neurospora．crassa 发酵豆渣可大大提高豆渣的营养和功能价值，可以用于豆渣传统食品工业化生产。

目录

文摘

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论文说明：缩略符号注释

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.2大豆及豆渣中的营养和功能性成分

1.2.1碳水化合物类

1.2.2蛋白质及氨基酸类

1.2.3大豆异黄酮类

1.2.4其他功能成分

1.3豆渣的抗营养因子

1.3.1蛋白酶抑制剂

1.3.2大豆抗原

1.3.3植酸

1.4豆渣的开发应用

1.5豆渣发酵制品的功能作用

1.5.1抗氧化功能研究

1.5.2降压功能研究

1.5.3治疗糖尿病作用研究

1.5.4降血糖血脂功能研究

1.5.5降低胆固醇功能研究

1.6粗壮脉纹孢菌

1.6.1粗壮脉纹孢菌产纤维素酶类

1.6.2粗壮脉纹孢菌合成类胡萝卜素

1.6.3对粗壮脉纹孢菌富集金属元素

1.6.4其它

1.7本课题研究的目的、意义及主要内容

1.7.1研究价值与意义

1.7.2主要研究内容

第二章 Neurospora.crassa发酵对豆渣营养成分的影响

2.1引言

2.2试剂和实验设备

2.2.1试剂

2.2.2试验设备

2.3实验原料

2.3.1菌种

2.3.2原料

2.4实验方法

2.4.1直接干燥法测定水分的含量（RB/T 5009.3-2003）

2.4.2灼烧质量法测定灰分的含量(RB/T 5009.4-2003)

2.4.3索氏抽提法测定粗脂肪的含量(RB/T 5009.6-2003)

2.4.4可溶性糖含量测定

2.4.5黄酮类物质含量

2.4.6脂肪酸的GC分析

2.4.7 Neurospora.crassa所产类胡萝卜素种类的定性及含量测定

2.5结果与分析

2.5.1水分的含量

2.5.2灰分的含量

2.5.3脂肪的含量

2.5.4总糖含量

2.5.5异黄酮的含量

2.5.6脂肪酸的GC测定结果

2.5.7 Neurospora.crassa所产类胡萝卜素种类及含量的研究

2.6讨论

2.6.1发酵对豆渣常规成分的影响

2.6.2发酵对豆渣脂肪酸组成的影响

2.6.3粗壮脉纹孢菌发酵豆渣可产生类胡萝卜素

2.7本章小结

第三章 Neurospora.Crassa发酵对豆渣蛋白质、氨基酸及其体外消化率的影响

3.1试剂和实验设备

3.1.1药品与试剂

3.1.2试验设备

3.2实验原料

3.2.1菌种

3.2.2原料

3.3实验方法

3.3.1新鲜豆渣及发酵豆渣总蛋白含量的测定

3.3.2新鲜豆渣及发酵豆渣体外消化率的测定

3.3.3新鲜豆渣及发酵豆渣氨基酸及游离氨基酸的测定

3.4结果与分析

3.4.1新鲜豆渣与发酵豆渣总蛋白质含量

3.4.2新鲜豆渣与发酵豆渣体外消化率

3.4.3新鲜豆渣与发酵豆渣中氨基酸及游离氨基酸的研究

3.5讨论

3.5.1豆渣经Neurospora Crassa发酵后蛋白质营养得到改善

3.5.2渣蛋白质可能是和纤维或多糖结合的糖蛋白

3.6本章小结

第四章 新鲜豆渣及Neurospora.Crassa发酵豆渣中膳食纤维的研究

4.1材料与方法

4.1.1原料与试剂

4.1.2仪器与设备

4.2方法和步骤

4.3结果与分析

4.3.1葡萄糖标准曲线

4.3.2戊糖标准曲线

4.3.3糖醛酸标准曲线

4.3.4新鲜豆渣及发酵后豆渣样品中膳食纤维各成分的测定结果

4.3.5木质素含量的测定

4.3.6样品膳食纤维的计算

4.4讨论

4.5本章小结

第五章 Neurospora.Crassa发酵豆渣低聚糖提取工艺研究

5.1引言

5.2试剂与实验设备

5.2.1药品与试剂

5.2.2设备

5.3实验原料

5.4实验方法

5.4.1低聚糖及多糖提取流程

5.4.2提取条件的优化

5.4.3发酵豆渣低聚糖的精制

5.5结果与讨论

5.5.1加水量和提取时间对总糖提取得率的影响

5.5.2 AB-8大孔树脂精制低聚糖效果

5.5.3有机溶剂萃取的影响

5.6讨论

5.7本章小结

第六章 Neurospora.Crassa发酵豆渣中多糖的分离纯化与结构初探

6.1引言

6.2实验材料

6.2.1材料

6.2.2主要试剂

6.2.3主要仪器

6.3实验方法

6.3.1发酵豆渣水溶性多糖的制备

6.3.2紫外光谱鉴定

6.3.3发酵豆渣多糖的柱层析

6.3.3发酵豆渣多糖的纯度鉴定

6.3.4发酵豆渣多糖的分子量测定

6.3.5气相色谱法测定单糖组成

6.3.6红外光谱测定

6.4实验结果与讨论

6.4.1 AB-8大孔吸附树脂对发酵豆渣多糖的脱色效果

6.4.2精制发酵豆渣多糖的理化性质

6.4.3紫外吸收光谱分析

6.4.4精制发酵豆渣多糖的柱层析

6.4.5发酵豆渣多糖的纯度鉴定

6.4.6发酵豆渣多糖的分子量测定

6.4.7纯化单糖组成的测定结果

6.4.8发酵豆渣多糖的红外光谱分析结果

6.5讨论

6.6本章小结

第七章 结论与展望

7.1结论

7.1.1 Neurospora.crassa发酵对豆渣部分营养成分的影响

7.1.2 Neurospora.crassa发酵对豆渣蛋白质含量、消化率及氨基酸的影响

7.1.3 Neurospora.crassa发酵豆渣中膳食纤维的研究

7.1.4 Neurospora.crassa发酵豆渣中低聚糖的提取工艺研究

7.1.5 Neurospora.crassa发酵豆渣中多糖的分离、纯化

7.1.6 Neurospora.crassa发酵豆渣中纯多糖的结构初探

7.2进一步工作方向

创新之处

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢