固态发酵法制备富含苷元型异黄酮及Glyceollins大豆蛋白的研究

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大豆蛋白的生物活性功效与其所含的功能性成分的含量有关,大豆异戊烯基异黄酮(Glyceollins)作为植物抗毒素家族的一员,具有雌激素受体调节剂活性及防治绝经后骨质疏松症等生物活性。本研究旨在通过固态发酵工艺制备高抗氧化性、高消化性、低植酸且富含苷元型异黄酮及Glyceollins的发酵大豆蛋白,以满足特殊人群对功能性大豆蛋白食品的强大市场需求。研究结果主要如下:(1)以大豆为原料,通过优化固态发酵工艺,实现糖苷型异黄酮向苷元型异黄酮及Glyceollins转化,并对发酵大豆进行体外抗氧化活性评价。结果表明,大豆经过微生物刺激能实现异黄酮糖苷向苷元及Glyceollins的转化及积累,且转化效率受霉菌种类、接种量、发酵时间、损伤程度及发芽前处理影响。选用孢子浓度为107个/g大豆的米曲霉(Aspergillus oryzae)CICC2436对南农99-6大豆固态发酵3 d后可获得富含苷元型异黄酮和Glyceollins的发酵大豆;损伤及发芽前处理均能促进糖苷向苷元的转化,但Glyceollins的积累主要受损伤这一诱导因素的影响,且损伤过度会减少Glyceollins的积累量。DPPH和ABTS自由基清除率及铁还原力证实,发酵大豆具有强的体外抗氧化活性。(2)以发酵大豆为原料,通过碱溶酸沉工艺制备发酵大豆蛋白,并对其理化性质进行表征。结果表明,经过发酵之后,大豆中部分蛋白质降解为小分子肽类,以7S降解得最为明显;利用碱溶酸沉法从发酵大豆中提取蛋白质,得率约为60%左右,纯度均达到82%以上,加热对蛋白的提取影响并不显著,且碱溶酸沉法有利于富集蛋白中的苷元及Glyceollins,其中3 d发酵大豆蛋白中Glyceollins含量达到1154.22±0.08(mg DE/kg DW),同时,经过发酵后,蛋白中植酸含量由1.8%降为1.4%以下,蛋白颜色虽然加深,但发酵3 d的蛋白风味明显得到改善,且发酵大豆蛋白在等电点处溶解度显著提高。(3)以发酵大豆蛋白为原料,评价其抗氧化性质及体外消化性质,并表征消化过程的抗氧化性质变化。DPPH和ABTS自由基清除率及铁还原力证实,发酵大豆蛋白的抗氧化活性随着发酵时间的增长而增强。在模拟胃肠道消化过程中,与未发酵蛋白相比,发酵大豆蛋白中的的7S和11S亚基更容易被降解,氮释放量明显增大,且更容易被胃蛋白酶和胰蛋白酶消化降解为分子量低于3 kDa的小分子多肽或氨基酸,更利人体的消化吸收,且发酵大豆蛋白消化产物的抗氧化能力随着发酵时间和消化时间的增长而增强。
摘要第5-6页
ABSTRACT第6-7页
第一章 绪论第12-24页
    1.1 引言第12页
    1.2 大豆简介第12-13页
    1.3 大豆蛋白的组成及功效第13-14页
    1.4 大豆异黄酮的研究现状第14-15页
    1.5 异戊烯基异黄酮(Glyceollins)研究进展第15-20页
        1.5.1 大豆抗毒素简介第15-16页
        1.5.2 Glyceollins的生物合成原理及诱导因素第16-18页
        1.5.3 Glyceollins的生物活性功效第18-20页
            1.5.3.1 防治骨质疏松第19页
            1.5.3.2 抗癌作用第19页
            1.5.3.3 防治糖尿病第19-20页
            1.5.3.4 降低胆固醇,防治心血管疾病第20页
            1.5.3.5 其他功效第20页
    1.6 固态发酵法制备富含大豆抗毒素蛋白质的研究现状第20-22页
        1.6.1 富含异黄酮及Glyceollins蛋白质的研究现状第20-21页
        1.6.2 固态发酵法发酵的优点第21页
        1.6.3 固态发酵法对大豆蛋白营养性质的影响第21-22页
    1.7 本课题的立题依据和主要研究内容第22-24页
        1.7.1 立题依据和研究意义第22页
        1.7.2 主要研究内容第22-24页
第二章 固态发酵富集异黄酮工艺优化及抗氧化性评价第24-41页
    2.1 引言第24-25页
    2.2 材料与方法第25-27页
        2.2.1 实验原料第25页
        2.2.2 主要仪器第25页
        2.2.3 实验方法第25-27页
            2.2.3.1 大豆刺激诱导的工艺条件优化第25-26页
            2.2.3.2 发酵大豆中Glyceollins的检测及鉴定第26-27页
            2.2.3.3 发酵大豆体外抗氧化活性的测定第27页
            2.2.3.4 数据处理第27页
    2.3 结果与讨论第27-39页
        2.3.1 大豆Glyceollins的诱导及鉴定第27-29页
        2.3.2 固态发酵条件的优化及评价第29-39页
            2.3.2.1 菌种种类对异黄酮转化的影响第29-30页
            2.3.2.2 接种量对异黄酮转化的影响第30-31页
            2.3.2.3 发酵时间对异黄酮转化的影响及抗氧化评价第31-33页
            2.3.2.4 大豆种类对异黄酮转化的影响及抗氧化评价第33-35页
            2.3.2.5 损伤及发芽前处理对异黄酮转化的影响及抗氧化评价第35-38页
            2.3.2.6 大批量损伤处理对异黄酮转化的影响第38-39页
    2.4 本章小结第39-41页
第三章 富含异黄酮发酵大豆蛋白的制备及理化性质表征第41-55页
    3.1 引言第41页
    3.2 材料与方法第41-44页
        3.2.1 实验材料第41-42页
        3.2.2 主要仪器第42页
        3.2.3 实验方法第42-44页
            3.2.3.1 发酵豆粉的制备及其蛋白质降解的SDS-PAGE表征第42-43页
            3.2.3.2 脱脂豆粕及蛋白的制备第43页
            3.2.3.3 发酵大豆中蛋白含量、提取率、得率、回收率及蛋白纯度测定第43页
            3.2.3.4 蛋白质SDS-PAGE电泳表征第43页
            3.2.3.5 蛋白中异黄酮及Glyceollins含量测定第43页
            3.2.3.6 蛋白中植酸含量测定第43-44页
            3.2.3.7 蛋白色泽测定第44页
            3.2.3.8 蛋白风味测定第44页
            3.2.3.9 溶解度第44页
            3.2.3.10 数据处理第44页
    3.3 结果与讨论第44-54页
        3.3.1 不同发酵时间发酵豆粉中蛋白的降解第44-45页
        3.3.2 加热对蛋白提取率、得率和回收率的影响第45-46页
        3.3.3 发酵大豆蛋白的SDS-PAGE图谱第46-47页
        3.3.4 发酵大豆蛋白中异黄酮及Glyceollins的富集第47-48页
        3.3.5 碱溶酸沉处理对异黄酮及Glyceollins富集的影响第48-49页
        3.3.6 发酵时间对发酵大豆蛋白中植酸含量的影响第49-50页
        3.3.7 不同发酵时间发酵大豆蛋白色泽变化第50-51页
        3.3.8 不同发酵时间发酵大豆蛋白风味变化第51-53页
        3.3.9 发酵时间对发酵大豆蛋白溶解度的影响第53-54页
    3.4 章节小结第54-55页
第四章 富含异黄酮发酵大豆蛋白抗氧化及消化性质评价第55-66页
    4.1 引言第55页
    4.2 材料与方法第55-58页
        4.2.1 实验材料第55-56页
        4.2.2 主要仪器第56页
        4.2.3 实验方法第56-58页
            4.2.3.1 发酵大豆蛋白的制备第56页
            4.2.3.2 发酵大豆蛋白抗氧化性评价第56-57页
            4.2.3.3 发酵大豆蛋白体外消化第57页
            4.2.3.4 SDS-PAGE电泳表征第57页
            4.2.3.5 可溶性氮释放量的测定(TCA-NSI法)第57页
            4.2.3.6 凝胶体积排阻色谱(SEC)第57-58页
            4.2.3.7 消化过程中抗氧化性的测定第58页
            4.2.3.8 数据处理第58页
    4.3 结果与讨论第58-65页
        4.3.1 发酵大豆蛋白抗氧化性评价第58-60页
        4.3.2 发酵大豆蛋白体外消化SDS-PAGE图谱第60-61页
        4.3.3 发酵大豆蛋白体外消化过程中可溶性氮释放量变化第61-62页
        4.3.4 发酵大豆蛋白体外消化终产物分子量分布第62-63页
        4.3.5 发酵大豆蛋白体外消化过程的抗氧化性评价第63-65页
    4.4 本章小结第65-66页
结论与展望第66-68页
参考文献第68-76页
攻读硕士学位期间取得的研究成果第76-77页
致谢第77-78页
附件第78页
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