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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 橘皮粉固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)柚苷酶的培養(yǎng)基構(gòu)成優(yōu)化及發(fā)酵工藝研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 柚苷酶是一種新型、綠色的微生物所產(chǎn)生物活性蛋白，主要應(yīng)用于柑橘類水果的深加工方面。主要能夠?qū)Ω涕俟M(jìn)行脫苦，將鮮榨柑橘、橙汁中的苦味物質(zhì)進(jìn)行分解，以達(dá)到去除苦味的效果。本課題的研究，就是利用自主分離篩選的柚苷酶產(chǎn)生菌，進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵的培養(yǎng)基構(gòu)成優(yōu)化研究。通過對碳源、氮源、無機(jī)鹽、酶的誘導(dǎo)物等因素進(jìn)行分析，確定柚苷酶固態(tài)發(fā)酵的最佳培養(yǎng)基構(gòu)成。并在此基礎(chǔ)上，通過單因素試驗(yàn)，確定柚苷酶固態(tài)發(fā)酵的最佳反應(yīng)條件。通過本課題的研究，可以確定柚苷酶固態(tài)發(fā)酵的最佳反應(yīng)條件和培養(yǎng)基構(gòu)成，為柚苷酶的工業(yè)化大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。并為今后研究柚苷酶的液體制劑、粉劑和微膠囊制劑，進(jìn)行工業(yè)化大規(guī)模的應(yīng)用研究和推廣，奠定基礎(chǔ)。
- 詳細(xì)介紹：
- 柑橘類水果包括臍橙，柚等，是世界上最主要的亞熱帶水果，也是種植面積最大，產(chǎn)量最多的水果，中國柑橘年產(chǎn)量僅次于巴西，美國，居于世界第3位。柑桔類水果在加工過程中會出現(xiàn)明顯的苦味，限制了其在食品工業(yè)中的廣泛應(yīng)用。因此，消除柑桔類水果中的苦味具有重要意義，柑桔類水果中的苦味成分主要有柚皮苷（Naringin）等苦味類黃酮物質(zhì)和檸堿等檸檬苦素兩大類。柚苷酶（Naringinase）能在不影響柑橘果汁品質(zhì)的情況下較好地去除苦味，因此，酶法脫苦的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向。 為進(jìn)一步提高柚苷酶高產(chǎn)菌的柚苷酶產(chǎn)生能力，對該菌的培養(yǎng)基和產(chǎn)柚苷酶條件進(jìn)行了優(yōu)化，采用了單因素和正交試驗(yàn)相結(jié)合的方法，找到了碳源，氮源，無機(jī)鹽，酶的誘導(dǎo)物等種類和較適的因素水平。得到的柚苷酶最適固體發(fā)酵培養(yǎng)基（%）為：桔皮粉2%，蔗糖5%，麩皮25%，NaNO3 5%，黃豆餅粉12.5%；豆渣25.0%；魚粉25.0%，ZnSO4 0.1%，含水量60%（滅菌前），比原培養(yǎng)配方酶活力提高了61.80% 。采用單因素試驗(yàn)方法對培養(yǎng)條件進(jìn)行了優(yōu)化，確定了較適的產(chǎn)柚苷酶的條件：滅菌前pH自然，接種2%菌齡為5d的種子液，28℃培養(yǎng)104h。大規(guī)模的生產(chǎn)利用竹簸箕在露天進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，將菌種制成種子液噴灑于培養(yǎng)基上。并利用發(fā)酵生產(chǎn)的柚苷酶進(jìn)行柑橘果汁脫苦工藝研究，確定了柚苷酶最佳的脫苦工藝是：柚苷酶的最小加酶量為60.37μg/mL，柑橘汁的溫度為40℃，果汁的pH為4.0時，作用時間為40min，脫苦效果較好，脫苦率可達(dá)100%。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本課題利用自主分離篩選的柚苷酶產(chǎn)生菌進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵的培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上對發(fā)酵工藝進(jìn)行研究。從而為進(jìn)一步開發(fā)酶制劑并能夠應(yīng)用在柑橘食品行業(yè)的深加工奠定基礎(chǔ)。 基本思路： 1．由于柚苷酶對柑橘果汁中的苦味物質(zhì)柚皮苷具有良好的分解效果，因此本研究將其作為綠色新型食品添加劑，替代化學(xué)遮蔽劑。 2．結(jié)合微生物發(fā)酵應(yīng)用生產(chǎn)技術(shù)，可以對柚苷酶固體發(fā)酵過程進(jìn)行參數(shù)分析，并填補(bǔ)國內(nèi)外關(guān)于這方面的空白。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本研究是一個涉及微生物學(xué)、發(fā)酵工程和酶工程的交叉學(xué)科，具有很好的基礎(chǔ)理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價值，其特色在于： （1）本研究結(jié)合了微生物發(fā)酵技術(shù)和培養(yǎng)基優(yōu)化實(shí)驗(yàn)技術(shù)兩大生物工程領(lǐng)域的重要研究熱點(diǎn)，成功對柚苷酶固體發(fā)酵技術(shù)及培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化研究，具有良好的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價值。 （2）利用所制備的柚苷酶，可開發(fā)其作為新型酶制劑和食品添加劑、脫苦劑等方面的用途，其方法和結(jié)果均具有創(chuàng)新性和先進(jìn)性。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本課題的研究內(nèi)容涉及了生物化學(xué)分離技術(shù)和酶工程、細(xì)胞工程等多個領(lǐng)域，其結(jié)果具有很好的理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價值，其意義在于： （1）首次對柚苷酶進(jìn)行了培養(yǎng)基優(yōu)化的工藝研究，該技術(shù)適用廣，實(shí)施簡便，具有很好的工業(yè)化前景。 （2）利用生產(chǎn)出的柚苷酶，進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵工藝參數(shù)的優(yōu)化試驗(yàn)，確定柚苷酶最佳的固體發(fā)酵工藝，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行脫苦實(shí)驗(yàn)，這對于今后在農(nóng)產(chǎn)品深加工和果汁飲料工藝方面的應(yīng)用具有重要意義。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 柚苷酶（Naringinase）能在不影響柑橘果汁品質(zhì)的情況下較好地去除苦味，因此，酶法脫苦的應(yīng)用將是今后的發(fā)展方向。 為進(jìn)一步提高柚苷酶高產(chǎn)菌的柚苷酶產(chǎn)生能力，對該菌的培養(yǎng)基和產(chǎn)柚苷酶條件進(jìn)行了優(yōu)化，采用了單因素和正交試驗(yàn)相結(jié)合的方法，找到了碳源，氮源，無機(jī)鹽，酶的誘導(dǎo)物等種類和較適的因素水平。得到的柚苷酶最適固體發(fā)酵培養(yǎng)基（%）為：桔皮粉2%，蔗糖5%，麩皮25%，NaNO3 5%，黃豆餅粉12.5%；豆渣25.0%；魚粉25.0%，ZnSO4 0.1%，含水量60%（滅菌前），比原培養(yǎng)配方酶活力提高了61.80% 。采用單因素試驗(yàn)方法對培養(yǎng)條件進(jìn)行了優(yōu)化，確定了較適的產(chǎn)柚苷酶的條件：滅菌前pH自然，接種2%菌齡為5d的種子液，28℃培養(yǎng)104h。大規(guī)模的生產(chǎn)利用竹簸箕在露天進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)，將菌種制成種子液噴灑于培養(yǎng)基上。通過對柚苷酶的脫苦工藝進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)柚苷酶的最小加酶量60.37μg/mL，柑橘汁的溫度為40℃，果汁的pH為4.0時，作用時間為40min，脫苦效果較好，脫苦率可達(dá)100%。
獲獎情況
- （1）柚苷酶固體發(fā)酵工藝及培養(yǎng)基優(yōu)化，已被國內(nèi)核心期刊《安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)》錄用，擬于2009年第10期發(fā)表。 （2）柚苷酶粉劑的生產(chǎn)工藝及應(yīng)用研究，已被國內(nèi)核心期刊《食品科技》錄用，擬于2009年第11期發(fā)表。 （2）關(guān)于本課題的研究，已經(jīng)參加由共青團(tuán)江西省委、江西省科學(xué)技術(shù)協(xié)會、江西省教育廳、江西省學(xué)聯(lián)聯(lián)合主辦的第十一屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生科技競賽江西賽區(qū)決賽，獲江西賽區(qū)二等獎。
鑒定結(jié)果
- 本課題的研究，適用性好，推廣性強(qiáng)，具有很好的實(shí)踐價值。該課題研究嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范、科學(xué)，具有一定的創(chuàng)新性。該課題的研究，對于開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型酶制劑，具備一定的理論和實(shí)踐和推廣價值，可操作性強(qiáng)。
參考文獻(xiàn)
- [1] 勵建榮、梁新樂、王向陽、蔣志剛、于平. 柑橘類果汁脫苦技術(shù)[J]. 1999，食品與發(fā)酵工業(yè)，26（1），55-58 [2] 何晉浙、汪釗、毛俊.柚苷酶在柑橘果醋加工中的應(yīng)用[J].2001，中國調(diào)味品，11，18-30 [3]陸兆新．酶在農(nóng)產(chǎn)品深加工方面的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]．糧食加工新技術(shù)．中華食品新技術(shù)研討會論文集。1999：47 [4] 胡奎，李幫秀，吳珍齡.柚苷酶產(chǎn)生菌的選育.2003，西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，25（2），141-143 [5] 賴崇德等．一株產(chǎn)柚苷酶菌株黑曲霉的分離及菌種鑒定的初步研究[J]．江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005：27（5）：759～763 [6] 汪釗，毛富根. 柚苷酶產(chǎn)生菌的選育及發(fā)酵條件研究[J]. 1995，微生物學(xué)報(bào)，22（1）：18～22 [7] 汪釗，毛富根.柚苷酶固體發(fā)酵及消除桔子汁苦味的研究[J].食品科學(xué), 1996, 17(6): 17～19.
同類課題研究水平概述
- 關(guān)于利用柚苷酶進(jìn)行橙汁、橘汁的脫苦應(yīng)用研究，國外早有報(bào)道，國內(nèi)僅有相應(yīng)的研究，但仍處于小試階段，主要的研究單位有西南農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)江西農(nóng)業(yè)大學(xué)等。汪釗等人用黑曲霉變異株ZG86進(jìn)行柚苷酶固體發(fā)酵，利用此酶對柑桔果汁脫苦，可使柚皮苷含量大幅下降，苦味脫除率達(dá)90%。同時發(fā)現(xiàn)pH為3.6～4.6時脫苦效果較好，因此脫苦時可以不調(diào)節(jié)pH。2004年王鴻飛等實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),在pH值為4、溫度為60 ℃、柚苷酶用量0.5g/ L、作用90min對柑桔果汁進(jìn)行脫苦,脫苦率為90.55%。同時他們發(fā)現(xiàn),柑桔果汁用固定化酶脫苦處理后,未產(chǎn)生任何異味。但是國內(nèi)關(guān)于柚苷酶的研究。主要都局限于柚苷酶產(chǎn)生菌的菌種分離篩選以及選育等方面。關(guān)于柚苷酶的固態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化及發(fā)酵工藝的研究還少見報(bào)道。關(guān)于利用開發(fā)固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)的柚苷酶進(jìn)行酶制劑的初步研究還未見報(bào)道。
