微生物发酵南极磷虾及其副产物综合利用的研究

摘要

南极磷虾（Antarctic krill）是生活在南大洋中的一种属于节肢动物门（Arthropoda）、甲壳纲（Crustacea）、磷虾目（Euphausiidae）的浮游动物。鉴于南极磷虾生物存储量丰富、资源分布广泛、营养价值高等特点，具有巨大的开发利用潜力。本文为克服传统方法在开发南极磷虾过程中，使用强酸强碱等化学试剂对资源的浪费及对环境的污染，决定采用环境友好资源节约型的微生物发酵技术实现南极磷虾的高值化利用。
　　本研究以深海泥样为样本，分离筛选得到12株能够以南极磷虾粉为唯一营养成分生长代谢的微生物。通过16SrDNA（或18SrDNA）基因序列分析，对菌株进行了初步分类鉴定，并结合形态特征分析和生理生化鉴定，将这些菌株鉴定并命名为Bacillus cereus OKF001、Bacillus licheniformis OKF002、Bacillus amyloliquefaciens OKF003、Bacillus subtilis OKF004、Bacillus meqaterium OKF005、Shewanella baltica OKF006、Psychrobacter aquimaris OKF007、Klebsiella peumoniae OKF008、Macrococcus caseolyticus OKF009、Aeromonas veronii OKF010、Acinetobacter sp. OKF011及Saccharomyces cerevisiae OKF012。
　　以南极磷虾粉为唯一营养成分，利用上述菌株进行发酵，发现南极磷虾粉经过微生物发酵转化之后，其发酵液具有较高抗氧化性能，酚类物质和游离氨基酸都大量存在于发酵液中。其中以M. caseolyticus OKF009发酵上清液中游离氨基酸总量最高，达到2160.20 mg/L，其必需氨基酸占氨基酸总量的47.48％（1025.64 mg/L）。并对抗氧化活性与总酚含量和游离氨基酸的相关性进行了系统分析。此外，对发酵液进行了四种酶活性（蛋白酶活、脂肪酶活、淀粉酶活、几丁质酶活）分析。结果表明可以将微生物发酵技术成功应用于南极磷虾的高值化开发利用领域。
　　选用四种食品级微生物（酵母菌、米曲霉、嗜热链球菌和地衣芽胞杆菌）发酵南极磷虾煮液（不需要添加其它任何附加营养元素）。并对所得发酵煮液进行感官评定，发现发酵煮液色泽鲜艳、口感良好、鲜味十足。鉴于南极磷虾发酵煮液具有良好的感官评定结果，继而对煮液中的有机酸和游离氨基酸的组成及含量进行了深入研究。发现有机酸含量最多的是地衣芽孢杆菌发酵煮液（3044.0mg/100mL），米曲霉发酵煮液中游离氨基酸含量达到1519.45 mg/100mL。总之，各发酵煮液在风味、营养方面都各具特色。以南极磷虾煮液为唯一营养成分进行发酵，不仅可以避免资源的浪费和环境污染，同时还可得到营养丰富、风味独特的煮液发酵产物，为开发功能性调味品提供了理论依据。
　　传统酱油大都以豆粕、麸皮为原料进行发酵生产。本研究决定打破传统，以脱脂豆粕、麸皮辅以脱脂南极磷虾粉为原料，采用低盐固态发酵工艺酿造南极磷虾海鲜酱油，并对制曲工艺进行了简单的优化。确定最优制曲工艺为：脱脂南极磷虾粉用量30%、润水量100%、制曲时间48 h时，蛋白酶活性、氨基态氮含量及还原糖含量均达到最优水平。以该制曲工艺所得酱油，无论从感官评价、有机酸分析还是氨基酸组成（由于本实验提取的酱油并未进行后期浓缩工艺处理，所以氨基肽氮含量略低于市售酱油（≧0.5 g/100mL））方面，相比于普通酿造酱油都有明显提升。本研究首次将南极磷虾应用于发酵生产酱油工艺中，证明了将南极磷虾应用于酱油工业化生产方面的潜力。

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0 前言

0.1 南极磷虾概述

0.2 南极磷虾的研究现状

0.3 微生物转化概述

0.4 微生物发酵转化法在甲壳质原料中的应用

0.5本课题的立题背景和意义、研究内容和创新点

1以南极磷虾粉为唯一营养成分发酵菌株的筛选与鉴定

1.1 引言

1.2 材料与方法

1.3 结果和讨论

1.4 本章小结

2 微生物发酵转化南极磷虾粉生成生物活性物质的研究

2.1 引言

2.2材料与方法

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

3 不同微生物发酵南极磷虾煮液制备调味品的研究

3.1引言

3.2 材料与方法

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

4 低盐固态发酵南极磷虾酱油的研究

4.1 引言

4.2材料与方法

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

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