題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 蛋白酶產(chǎn)生菌水解玉米黃粉蛋白的研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 中國(guó)位于全球著名的玉米黃金帶，是第二大玉米生產(chǎn)國(guó)，同時(shí)也是第二大消費(fèi)國(guó)。但目前應(yīng)用還不夠環(huán)保節(jié)約。因此，本作品利用蛋白酶產(chǎn)生菌水解玉米黃粉蛋白，可增加其可溶性，提高玉米黃粉的利用率，而且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，可持續(xù)性好，具有很高的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值。所以本作品將為玉米黃粉蛋白的進(jìn)一步開發(fā)利用提供有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
- 詳細(xì)介紹：
- 我國(guó)玉米黃粉資源豐富，但目前其應(yīng)用有一定限制。為了提高其利用率，本論文初步優(yōu)化了利用蛋白酶產(chǎn)生菌發(fā)酵玉米黃粉蛋白的條件。篩選出兩株具有產(chǎn)蛋白酶能力的菌株LN01和LN02，鑒定LN01屬于短桿菌屬（Brevibacterium），LN02屬于葡萄球菌屬（Staphylococcus）。之后采用單因素試驗(yàn)和四因素三水平正交試驗(yàn)確定菌株水解玉米黃粉蛋白的最佳條件。結(jié)果表明，LN01菌株水解玉米黃粉蛋白的最佳發(fā)酵條件為：初始pH值為6.0，液體種子接種量為12%，培養(yǎng)時(shí)間為3天，發(fā)酵溫度為25℃；LN02菌株發(fā)酵玉米黃粉蛋白的最佳條件為：pH值為5.5，液體種子接種量為8%，培養(yǎng)時(shí)間為5天，發(fā)酵溫度為35℃。LN02菌株產(chǎn)酶活力比LN01菌株高30%左右，所以LN02菌株更適合工業(yè)生產(chǎn)，是較為理想的生產(chǎn)菌株。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 玉米黃粉中醇溶性蛋白多，疏水性強(qiáng)，很難直接應(yīng)用。目前，玉米蛋白粉在國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用于飼料工業(yè)或直接排放到自然界，既浪費(fèi)了寶貴的糧食資源，又造成了對(duì)環(huán)境的污染。因此，提高玉米黃粉蛋白的利用率有著重要意義。 本作品篩選鑒定了兩株蛋白酶產(chǎn)生菌，并將其應(yīng)用到玉米黃粉蛋白的水解加工中，為玉米黃粉蛋白的進(jìn)一步開發(fā)利用提供了一條新的途徑。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 目前國(guó)內(nèi)對(duì)玉米黃粉蛋白的加工大多采用酶制劑水解，生產(chǎn)條件嚴(yán)格，成本較高。本作品利用蛋白酶產(chǎn)生菌水解玉米黃粉蛋白，增加蛋白的可溶性，提高了玉米黃粉的利用率。使用菌株發(fā)酵水解，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低，生產(chǎn)可持續(xù)性好，具有很高的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值。本作品鑒定的兩株蛋白酶產(chǎn)生菌產(chǎn)酶活性較高，可作為生產(chǎn)菌株進(jìn)一步優(yōu)化應(yīng)用。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 玉米深加工是我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的重要組成部分，必須轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式，走資源節(jié)約環(huán)境友好的道路，將我國(guó)的玉米資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。 本作品利用蛋白酶產(chǎn)生菌水解玉米黃粉蛋白，增加其可溶性，提高其利用率，而且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，可持續(xù)性好，具有很高的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值。所以本作品將為玉米黃粉蛋白的進(jìn)一步開發(fā)利用提供有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 玉米黃粉蛋白是玉米淀粉加工中的副產(chǎn)物，它是由玉米籽粒經(jīng)濕磨法工藝制得的粗淀粉乳經(jīng)淀粉分離機(jī)分出的蛋白質(zhì)水即麩質(zhì)水，用濃縮離心機(jī)或沉淀池濃縮后，再經(jīng)脫水干燥制成，俗稱黃粉子。玉米黃粉含有豐富的蛋白質(zhì)，就氨基酸組成而言，它的中性氨基酸和芳香族氨基酸含量較高，是植物蛋白中較有特色的組成，但由于醇溶性蛋白多，疏水性強(qiáng)，很難直接應(yīng)用。目前，玉米蛋白粉在國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用于飼料工業(yè)或直接排放到自然界，即浪費(fèi)了寶貴的糧食資源，又造成了對(duì)環(huán)境的污染。因此，提高玉米黃粉蛋白的利用率有著重要意義。 蛋白酶是催化分解蛋白質(zhì)肽鍵的一群酶的總稱，是生命活動(dòng)中一類極重要的水解酶，廣泛存在于動(dòng)、植物及微生物體中。如今蛋白酶在洗滌、制革、紡織、醫(yī)藥、環(huán)保等工業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。由于細(xì)菌生長(zhǎng)快、易于培養(yǎng)、產(chǎn)酶活性高，使其在工業(yè)化生產(chǎn)中具有動(dòng)物、植物無(wú)法比擬的優(yōu)越性，因此微生物產(chǎn)蛋白酶已經(jīng)成為蛋白酶生產(chǎn)的研究熱點(diǎn)。近年來(lái)，關(guān)于植物蛋白酶解的研究已成為食品界的熱門話題，研究人員利用酶技術(shù)，對(duì)玉米蛋進(jìn)行改性處理，不僅可以提高玉米蛋的水溶性，而且所得的水解產(chǎn)物具有很多生物學(xué)功能，如抗疲勞、降血壓、促進(jìn)酒精代謝等。
獲獎(jiǎng)情況
- [1]韓秋菊.兩株蛋白酶產(chǎn)生菌的分類鑒定[J].氨基酸和生物資源,2010，32（4）：27-28 [2] 韓秋菊，張倩倩.蛋白酶產(chǎn)生菌LN02發(fā)酵玉米黃粉蛋白條件的優(yōu)化.化學(xué)與生物工程，2011,6，已接收。 [3]韓秋菊，張倩倩.蛋白酶產(chǎn)生菌LN01水解玉米黃粉蛋白的研究.氨基酸和生物資源，2011,6，已接收。
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- [1] 張鋒斌，李維平．玉米蛋白粉的營(yíng)養(yǎng)成分與應(yīng)用[J]．畜牧獸醫(yī)雜志，1998，17（4）：26-28 [2] 翟瑞文．玉米蛋白在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J]．廣州食品工業(yè)科技，1997，13（3）：39-41 [3] 盧敏，王成剛．玉米濕磨副產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及在飼料中的應(yīng)用[J]．飼料工業(yè)，1998，19（11）：26-27 [4] 胡學(xué)智．蛋白酶的生產(chǎn)和應(yīng)用（上）[J]．江蘇調(diào)味副食品，2006，23（6）:1-4 [5] 金英姿，龐彩霞．堿性蛋白酶水解玉米蛋白工藝條件的研究[J]．食品研究與開發(fā)叨，2006，27(3)：44，45，49 [6] 張暉，姚惠源，王立．我國(guó)玉米加工業(yè)現(xiàn)狀及存在的主要問題[J]．經(jīng)濟(jì)研究參考，2004,6：25-28 [7] 趙德珠，李春蘊(yùn)，周日鑫．我國(guó)玉米加工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[J]．2010，5:12-13
同類課題研究水平概述
- 玉米是世界上分布最廣的作物之一，從北緯58。到南緯35～40。的地區(qū)均有大量栽培。中國(guó)位于全球著名的玉米黃金帶，是第二大玉米生產(chǎn)國(guó)，種植玉米2447.6萬(wàn)公頃，年產(chǎn)12500萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)量的20%。曾經(jīng)以食物和飼料為主要消費(fèi)的玉米應(yīng)用如今有了很大的變化，玉米高值化加工業(yè)有了飛速發(fā)展。隨著玉米加工程度的不斷深化及產(chǎn)品鏈的不斷擴(kuò)展和延伸，玉米高值化加工行業(yè)存在巨大的潛力和市場(chǎng)規(guī)模。與國(guó)外相比，我國(guó)玉米高值化加工起步較晚，與美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)玉米的轉(zhuǎn)化率處于較低的水平，深加工耗用玉米只占 10％，比美國(guó)少了5％以上。 目前我國(guó)玉米高值化加工的主要產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品可分為4大類：淀粉產(chǎn)業(yè)，主要產(chǎn)品有變性淀粉及淀粉塑料；糖化產(chǎn)業(yè)，主要產(chǎn)品為淀粉糖及糖醇；發(fā)酵產(chǎn)業(yè)，其主要產(chǎn)品為乙醇、氨基酸、有機(jī)酸及抗菌素；玉米副產(chǎn)物的深加工，產(chǎn)品有玉米胚芽油、玉米黃粉等。幾年來(lái)，我國(guó)玉米加工技術(shù)和產(chǎn)量都有了一定的發(fā)展，但與先進(jìn)國(guó)家相比還有較大差距，存在的問題主要有：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，綜合利用率低；加工技術(shù)落后，造成加工產(chǎn)業(yè)成本高，競(jìng)爭(zhēng)力不足；小規(guī)模、低水平重復(fù)建設(shè)，嚴(yán)重影響產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展；用水多、污水多、環(huán)境壓力大。玉米深加工是我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的重要組成部分，必須轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式，走資源節(jié)約環(huán)境友好循環(huán)經(jīng)濟(jì)的道路，如加大企業(yè)規(guī)模、提高原料利用率、采用高新技術(shù)加工提高附加值等，將我國(guó)玉米資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。 玉米高值化加工在我國(guó)有著廣闊的市場(chǎng)前景和巨大的商機(jī)，加大我國(guó)玉米高值化加工的開發(fā)力度，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。另外發(fā)展玉米加工業(yè)的意義在于：1)大力發(fā)展玉米加工業(yè)，能夠優(yōu)化玉米品種結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品品質(zhì)，加快農(nóng)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐；2)玉米加工是玉米生產(chǎn)的繼續(xù)和延伸。玉米加工空間大，應(yīng)進(jìn)行多次深加工，以提高其附加值；3)玉米加工產(chǎn)品的附加值高，是農(nóng)業(yè)積累資金的重要來(lái)源?？蔀檗r(nóng)業(yè)擴(kuò)大再生產(chǎn)提供條件；4)玉米加工業(yè)作為勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，能夠較強(qiáng)地吸納剩余勞力。增加農(nóng)民的非農(nóng)收入；具有加快農(nóng)村城鎮(zhèn)化進(jìn)程的作用。
