啤酒废酵母中提取核糖核酸工艺的研究

摘要

啤酒酵母细胞中含有丰富的蛋白质、核糖核酸、维生素等利用价值很高的组分，搞好啤酒废酵母的资源化利用具有重要的意义。本论文详细研究了啤酒废酵母的资源化利用——提取核糖核酸的工艺技术，并建立了弱碱盐法提取核糖核酸的工艺技术路线。主要研究结果如下： 1.啤酒废酵母预处理技术的研究。研究确定了啤酒废酵母预处理技术及参数：啤酒废酵母用2倍体积去离子水洗涤2次，过120目筛；用2倍体积的0.5％碳酸氢钠水溶液洗涤10min，2倍体积去离子水洗涤2次。 2.考察了不同工艺方法和条件对核糖核酸提取的影响，建立了弱碱盐法提取核糖核酸的工艺技术路线。采用单因素实验和正交试验相结合的方法，详细研究考察了NaCl用量、pH值、抽提时间、抽提温度、酵母浓度等因素对核糖核酸提取的影响，建立了弱碱盐法提取核糖核酸的工艺技术路线，确定了较优提取工艺参数：抽提温度85℃，抽提pH值7.5，NaCl用量6.5％，抽提时间3h。核糖核酸提取率对啤酒废酵母(干基)和对酵母细胞中核糖核酸分别达到5.76％和91.14％，粗样品纯度达90.3％。 3.对核糖核酸纯化、精制技术进行了研究。详细研究比较了等电点沉淀、硫酸铵沉淀、蛋白酶处理三种去除蛋白质以及脱盐、脱色的工艺方法，确定了采用蛋白酶法去除蛋白质和酒精洗涤纯化、精制工艺方案，蛋白酶的适宜用量为40U/g，75％的酒精洗涤四次，蛋白质去除率达70.1％，核糖核酸样品纯度达92.3％。经紫外、红外扫描图谱分析，核糖核酸样品与标准品图谱基本一致。 4.对提取过程废水、脱核啤酒酵母等副产物的处理和综合利用进行了探讨，提出了处理和综合利用方案。酒精和NaCl可回收再利用，脱核啤酒酵母可用于提取蛋白或生产蛋白饲料添加剂、混合饲料等。 本文对啤酒行业节能减排、搞好资源利用、提高经济效益具有重要的实用价值，为搞好啤酒废酵母的资源化利用奠定了基础。

目录

论文说明：符号说明

声明

摘要

1前言

1.1我国啤酒工业的发展和生产现状

1.2啤酒废酵母综合利用的国内外发展现状

1.3啤酒酵母的营养价值与功能

1.3.1啤酒酵母细胞的组成

1.3.2啤酒酵母中的蛋白质以及氨基酸组成

1.3.3啤酒酵母中的维生素及生理活性物质

1.3.4啤酒酵母中的微量元素

1.4啤酒废酵母的应用

1.4.1啤酒废酵母在饲料工业中的应用

1.4.2啤酒废酵母在食品工业中的应用

1.4.3啤酒废酵母在生物制药工业上的应用

1.5核糖核酸分子结构及物理化学性质

1.5.1核糖核酸分子结构

1.5.2核糖核酸的物理化学性质

1.6核糖核酸的应用

1.6.1核糖核酸在医药方面的应用

1.6.2核糖核酸在保健和食品方面的应用

1.6.3核糖核酸在农业和环保方面的应用

1.7啤酒废酵母提取核糖核酸的研究现状

1.8立题背景及研究的目的意义

1.9论文的主要研究内容

1.9.1啤酒废酵母的预处理技术

1.9.2核糖核酸提取工艺的研究

1.9.3核糖核酸纯化技术的研究

1.9.4过程废水及脱核酵母的回收利用

2材料与方法

2.1实验材料

2.1.1主要材料和试剂

2.1.2主要仪器设备

2.2实验方法

2.2.1啤酒废酵母的预处理

2.2.2浓盐法提取核糖核酸

2.2.3碱法提取核糖核酸

2.2.4核糖核酸的测定方法

2.2.5核糖核酸样品中蛋白质的测定

2.2.6核糖核酸提取率的计算

2.2.7核糖核酸纯度的计算

2.2.8脱核啤酒酵母的成分分析

2.2.9透射电镜观察酵母细胞结构

2.2.10扫描电镜观察酵母细胞结构

3结果与分析

3.1啤酒废酵母的预处理

3.2啤酒废酵母中核糖核酸提取方法的研究

3.2.1浓盐法提取核糖核酸

3.2.2碱法提取核糖核酸

3.3弱碱盐法提取核糖核酸的提出及初步实验

3.4酵母细胞结构的变化与核糖核酸抽提之间的关系

3.5弱碱盐法提取核糖核酸条件的优化

3.5.1NaCl浓度对核糖核酸提取的影响

3.5.2提取pH值对核糖核酸提取的影响

3.5.3抽提时间对核糖核酸提取的影响

3.5.4抽提温度对核糖核酸提取的影响

3.5.5酵母浓度对核糖核酸提取的影响

3.5.6主要影响因子的正交试验

3.5.7较优提取工艺及参数的验证试验

3.6抽提液中核糖核酸的沉淀与纯化

3.6.1抽提液pH值对核糖核酸沉淀的影响

3.6.2核糖核酸粗制样品的纯度与蛋白质含量

3.6.3抽提液中蛋白质的去除

3.6.4核糖核酸样品的脱色、脱盐

3.7弱碱盐法提取核糖核酸的工艺过程及工艺参数

3.8纯化核糖核酸样品的鉴定

3.9过程废水及脱核啤酒废酵母的回收利用

3.9.1过程废水的回收处理和利用

3.9.2脱核啤酒废酵母的成分分析与利用方案

4讨论

4.1关于酵母细胞壁破坏与核糖核酸的提取

4.2关于氯化钠的用量问题

4.3关于核糖核酸样品纯化问题

4.4关于脱核啤酒酵母的应用探讨

4.5进一步研究的方向

5结论

5.1研究建立了啤酒废酵母的预处理方案

5.2弱碱盐法提取核糖核酸的工艺技术路线的提出

5.3揭示了酵母细胞结构变化与核糖核酸抽提之间的关系

5.4确定了弱碱盐法提取核糖核酸的工艺过程和控制参数

5.5研究确定了抽提液蛋白去除与核糖核酸纯化技术方案

5.6初步探讨了提取过程副产物的处理和综合利用方案

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文