纳豆激酶的发酵、纯化条件的优化及开发应用
纳豆激酶论文 固体发酵论文 盐析法论文 超滤法论文 速溶性论文
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2002年卫生部将纳豆作为普通食品进行管理,纳豆中的有效成分纳豆激酶(Nattokinase,NK)对降低人体血液粘稠度有特殊疗效,目前市场上的NK产品主要从日本、台湾进口,虽然售价高达2000元/kg左右,但是仍然深受血粘稠患者的热捧,因此近年来NK产品研发已成为国内外研究的热门课题。本课题以从中国普通微生物菌种保藏中心(China GeneralMicrobiological Culture Collection Center, CGMCC)购买的来源于美国的一支纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto, ID1.1086)为起始菌种,研究了纳豆激酶的发酵、提纯和应用等方面,主要研究内容包括以下5个方面。(1)纳豆的制备及其质量检测。通过对精选黄豆进行清洗、浸泡、沥水、蒸煮、冷却、接种、发酵、后熟等工艺制得纳豆,同时对其质量进行检测。检测结果表明,纳豆呈淡黄色,具有纳豆特有的滋气味,粘性强、拉丝状态好、豆粒软硬适宜,无肉眼可见杂质;纳豆含水量为57.4g/100g,氨基酸态氮(以氮计)为0.355g/100g,蛋白质为19.56g/100g。以上测定结果符合SB/T10528-2009《纳豆》对纳豆指标的各项要求。(2)NK固体发酵条件的研究。首先对影响NK活力的食盐加入量、大豆初始含水量、大豆蒸煮时间、菌体接种量、发酵时间、发酵温度和后熟时间等7个固体发酵条件进行了单因素实验,确定了每个因素的最佳值;其次通过预备试验确定了影响NK活力的关键因素,即:大豆初始含水量,大豆蒸煮时间,菌体接种量;并通过正交实验和验证实验,确定了最佳优化结果,即大豆初始含水量为50%,大豆蒸煮时间45min,菌体接种量为10%。(3)盐析法分离纯化NK的研究。采用硫酸铵作为盐析用盐,并绘制盐析曲线,根据盐析曲线,选择30%的硫酸铵饱和度沉淀杂蛋白,选择70%的硫酸铵饱和度沉淀NK,得到盐析法分离纯化结果为:比活力达到508.1IU/mg,纯化倍数为1.21,回收率达到92%。(4)超滤法分离纯化NK研究。根据NK分子量为27728的特性,选择截留分子量分别为30KD和10KD的超滤膜,将NK粗酶液首先通过截留分子量为30KD的超滤膜,再将其透过液通过截留分子量为10KD的超滤膜,收集中间分子量段的NK滤液;同时研究了操作压力、料液温度和料液pH值等三个超滤工艺参数对膜通量和NK含量的影响,并通过单因素试验和正交实验,得到了最佳优化结果,即操作压力为0.25Mpa,料液温度为37℃,料液pH值为7.0。根据超滤工艺参数优化结果,得到超滤法分离纯化NK结果为:比活力达到1052.4IU/mg,纯化倍数为2.50,回收率达到81%,与硫酸铵盐析法分离纯化NK相比较,虽回收率有所下降,但NK的纯化倍数得到很大提高,且纯化步骤简单、纯化条件温和,减少了NK的损失。(5)山楂速溶纳豆粉的研制。采用冷冻干燥法制备纳豆粉及纳豆激酶粉,其冻干条件为:冻干温度为-54℃,真空度为0.08mbar。将纳豆粉、山楂粉、麦芽糊精、黄原胶等原辅料经过100目筛、混合、调配和包装等工艺制得山楂速溶纳豆粉,在单因素实验的基础上,以感官评价为评分标准,采用L9(3~4)正交实验和极差分析得到山楂速溶纳豆粉最佳配方及工艺条件为:纳豆粉与山楂粉质量比为1:0.3,麦芽糊精添加量为20%,黄原胶添加量为0.3%,冲调温度为60℃,此工艺条件下山楂果香浓郁、速溶性好且无分层现象。
摘要 | 第5-7页 |
ABSTRACT | 第7-8页 |
目录 | 第9-13页 |
1 前言 | 第13-24页 |
1.1 纳豆的定义及起源 | 第13页 |
1.1.1 纳豆的定义 | 第13页 |
1.1.2 纳豆的起源及发展 | 第13页 |
1.2 纳豆的食疗价值 | 第13-15页 |
1.2.1 纳豆的营养价值 | 第13-14页 |
1.2.2 纳豆与豆豉比较 | 第14-15页 |
1.2.3 纳豆的食用及医疗功效 | 第15页 |
1.3 纳豆的生产工艺 | 第15-17页 |
1.3.1 纳豆的生产原辅料 | 第15-16页 |
1.3.2 纳豆的生产菌种 | 第16页 |
1.3.3 纳豆的生产标准 | 第16-17页 |
1.4 纳豆的生产现状及开发前景 | 第17-19页 |
1.4.1 纳豆的生产现状 | 第17-19页 |
1.4.2 纳豆的开发前景 | 第19页 |
1.5 纳豆激酶简介 | 第19-21页 |
1.5.1 纳豆激酶的发现及定义 | 第19页 |
1.5.2 纳豆激酶的生化特性 | 第19-20页 |
1.5.3 纳豆激酶的溶栓机制 | 第20页 |
1.5.4 纳豆激酶酶活的检测方法 | 第20-21页 |
1.6 纳豆激酶的分离纯化及制备 | 第21-22页 |
1.6.1 纳豆激酶的发酵生产 | 第21-22页 |
1.6.2 纳豆激酶的分离纯化 | 第22页 |
1.7 纳豆激酶产品研发现状及开发前景 | 第22-23页 |
1.7.1 国内外纳豆激酶产品研发现状 | 第22-23页 |
1.7.2 纳豆激酶产品开发前景 | 第23页 |
1.8 本课题的主要目的、意义和研究内容 | 第23-24页 |
2 纳豆激酶固体发酵条件的研究 | 第24-43页 |
2.1 引言 | 第24页 |
2.1.1 纳豆激酶固体发酵及其优势 | 第24页 |
2.1.2 纳豆激酶固体发酵条件优化 | 第24页 |
2.2 材料与仪器 | 第24-26页 |
2.2.1 材料与试剂 | 第24-25页 |
2.2.2 主要仪器与设备 | 第25页 |
2.2.3 菌种 | 第25页 |
2.2.4 培养基 | 第25-26页 |
2.3 实验方法 | 第26-32页 |
2.3.1 冻干菌株的恢复培养 | 第26页 |
2.3.2 纳豆芽孢杆菌的鉴定 | 第26页 |
2.3.3 菌体生长曲线的绘制 | 第26页 |
2.3.4 纳豆的制备 | 第26-27页 |
2.3.5 纳豆品质测定指标 | 第27-28页 |
2.3.6 纳豆激酶酶活测定法的确定 | 第28-30页 |
2.3.7 纳豆激酶固体发酵条件的优化 | 第30-32页 |
2.4 实验结果与分析 | 第32-41页 |
2.4.1 纳豆芽孢杆菌的鉴定 | 第32-33页 |
2.4.2 菌体生长曲线的绘制 | 第33页 |
2.4.3 纳豆品质测定指标 | 第33-34页 |
2.4.4 纳豆激酶酶活测定方法的确定 | 第34-36页 |
2.4.5 纳豆激酶的固体发酵条件的优化 | 第36-41页 |
2.5 小结 | 第41-43页 |
2.5.1 纳豆指标测定结果 | 第41-42页 |
2.5.2 纳豆激酶酶活测定方法的确定 | 第42页 |
2.5.3 NK 固体发酵条件的优化结果 | 第42-43页 |
3 纳豆激酶分离纯化条件的研究 | 第43-56页 |
3.1 引言 | 第43页 |
3.1.1 纳豆分离纯化 | 第43页 |
3.1.2 纳豆激酶制备 | 第43页 |
3.2 材料与仪器 | 第43-44页 |
3.2.1 材料与试剂 | 第43-44页 |
3.2.2 主要仪器与设备 | 第44页 |
3.3 实验方法 | 第44-49页 |
3.3.1 NK 粗酶液的制备 | 第44页 |
3.3.2 NK 活力的测定方法 | 第44页 |
3.3.3 NK 含量的测定方法—考马斯亮蓝法 | 第44-45页 |
3.3.4 盐析法分离纯化 NK | 第45-46页 |
3.3.5 超滤法分离纯化 NK | 第46-48页 |
3.3.6 NK 的制备 | 第48-49页 |
3.4 实验结果与分析 | 第49-54页 |
3.4.1 NK 含量的测定方法 | 第49页 |
3.4.2 盐析法分离纯化 NK 结果分析 | 第49-51页 |
3.4.3 超滤法分离纯化 NK 结果分析 | 第51-54页 |
3.5 小结 | 第54-56页 |
3.5.1 盐析法分离纯化 NK 结果 | 第54-55页 |
3.5.2 超滤工艺正交实验优化结果 | 第55页 |
3.5.3 超滤法分离纯化 NK 结果 | 第55-56页 |
4 山楂速溶纳豆粉的研制 | 第56-66页 |
4.1 引言 | 第56页 |
4.2 材料与仪器 | 第56页 |
4.2.1 材料 | 第56页 |
4.2.2 主要仪器与设备 | 第56页 |
4.3 实验方法 | 第56-61页 |
4.3.1 生产工艺 | 第56-58页 |
4.3.2 感官评价方法 | 第58页 |
4.3.3 检验方法 | 第58-59页 |
4.3.4 实验方案设计 | 第59-61页 |
4.4 实验结果与分析 | 第61-65页 |
4.4.1 单因素实验结果 | 第61-63页 |
4.4.2 正交实验结果 | 第63-64页 |
4.4.3 最佳配方的验证实验 | 第64页 |
4.4.4 山楂速溶纳豆粉的质量指标及测定结果 | 第64-65页 |
4.5 小结 | 第65-66页 |
5 结论与展望 | 第66-68页 |
5.1 结论 | 第66页 |
5.2 展望 | 第66-68页 |
致谢 | 第68-69页 |
参考文献 | 第69-74页 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 | 第74-75页 |
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