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不同来源吸附载体大豆糖蜜对奶牛瘤胃内环境的影响

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草业科学 2016年第12期33卷 2559-2564页

作者：韩奇鹏张佩华罗玲揭红东周传社陈亮孔志伟中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室湖南省畜禽健康养殖工程技术中心农业部中南动物营养与饲料科学观测实验站湖南长沙410125 湖南农业大学动物科学技术学院畜禽遗传改良湖南省重点实验室湖南长沙410128

为考察不同来源吸附载体大豆糖蜜对奶牛瘤胃内环境的影响,采用3×3拉丁方试验设计,选用3头年龄相同(3胎次)、体重相近[(500±50)kg]且安装永久性瘤胃瘘管的中国荷斯坦奶牛为试验动物,分别饲喂基础日粮、豆皮糖蜜和麸皮糖蜜日粮。结果表... 详细信息

为考察不同来源吸附载体大豆糖蜜对奶牛瘤胃内环境的影响,采用3×3拉丁方试验设计,选用3头年龄相同(3胎次)、体重相近[(500±50)kg]且安装永久性瘤胃瘘管的中国荷斯坦奶牛为试验动物,分别饲喂基础日粮、豆皮糖蜜和麸皮糖蜜日粮。结果表明,豆皮糖蜜组和麸皮糖蜜组瘤胃pH均极显著高于对照组(P糖蜜组和麸皮糖蜜组之间瘤胃pH没有显著差异(P>0.05);麸皮糖蜜组瘤胃NH_3-N浓度显著低于对照组(P糖蜜组没有显著差异(P>0.05);各处理间奶牛瘤胃各单个挥发性脂肪酸(volatile fatty acid,VFA,包括乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸和戊酸)浓度、总VFA浓度和乙丙比均没有显著差异(P>0.05);但与对照组相比,豆皮糖蜜组瘤胃总VFA浓度有降低趋势;而麸皮糖蜜组瘤胃总VFA浓度有提高趋势。结果显示,在奶牛饲料中可用豆皮糖蜜替代15%玉米以及用麸皮糖蜜替代6%玉米和10%麸皮,均具有调控瘤胃稳衡的作用,且麸皮糖蜜替代效果优于豆皮糖蜜。

关键词：大豆糖蜜瘤胃内环境奶牛

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大豆糖蜜中皂苷的提取纯化及生物活性的研究

大豆糖蜜中皂苷的提取纯化及生物活性的研究

作者：李成刚东北农业大学

学位级别：硕士

大豆糖蜜是醇法大豆浓缩蛋白生产过程中的副产物,是伴随着大豆浓缩蛋白的发展而发展起来的。1946年,Smiley和Smith报道称,用乙醇来提取大豆蛋白的过程中,会产生一种棕色粘稠的浆状物质。1963年,Daniel Chajuss将其命名为“大豆糖蜜”,... 详细信息

大豆糖蜜是醇法大豆浓缩蛋白生产过程中的副产物,是伴随着大豆浓缩蛋白的发展而发展起来的。1946年,Smiley和Smith报道称,用乙醇来提取大豆蛋白的过程中,会产生一种棕色粘稠的浆状物质。1963年,Daniel Chajuss将其命名为“大豆糖蜜”,以区别于生产大豆分离蛋白过程中产生的大豆乳清液。大豆糖蜜中含有低聚糖、异黄酮、皂苷等生物活性物质。本文在国内首次以大豆糖蜜为原料进行提取、纯化大豆皂苷的研究,并对由实验室得到的大豆皂苷样品进行了抗氧化活性的测定。回流加热溶剂浸提法提取大豆皂苷的最佳工艺条件为:乙醇浓度80%、浸提温度60℃、浸提时间7h、料液比1:8,浸提物中大豆皂苷的得率为1.58 mg·g-1。超声辅助溶剂浸提法的最佳工艺条件为:乙醇浓度80%、浸提温度60℃、超声时间40min、料液比1:8,超声功率350W,超声频率40kHz,提取物中大豆皂苷的得率为1.87 mg·g-1。超声辅助溶剂浸提法与传统的回流加热溶剂浸提法相比较,超声辅助溶剂浸提法不但大大缩短了浸提的时间,同时也提高了大豆皂苷的得率。丙酮萃取法纯化大豆皂苷的最佳工艺条件为:液固比50:1、萃取时间3h、萃取温度65℃。将丙酮萃取后的残余物真空干燥,得到纯度为36.1%的大豆皂苷样品。采用柱层析分离的方法对得到的大豆皂苷样品做了进一步的纯化试验。利用静态吸附试验分别考察了AB-8、D-130、DA-201、HPD-100、HPD-300等不同型号的树脂对大豆皂苷样液的分离纯化效果,优选出HPD-300树脂为层析吸附剂。通过HPD-300树脂吸附等温线的试验,发现树脂对大豆皂苷的吸附量随温度的升高而减小,室温20℃时树脂的饱和吸附量最大。大孔吸附树脂柱层析法纯化大豆皂苷试验时,上样浓度10mg·mL-1,单位体积树脂的样品用量(上样量)18 mg·mL-1,上样温度为室温20℃,采用梯度浓度的乙醇溶液为洗脱剂,以2BV·h -1的流速,柱温为60℃的条件下对树脂柱进行洗脱。先用蒸馏水洗去少量可溶性蛋白和糖类,再依次使用20%、40%、60%的乙醇溶液除去样品中的非皂苷成分,最后用80%和95%的乙醇溶液洗脱大豆皂苷。合并80%和95%乙醇溶液洗脱下来的高含量皂苷部分收集液,减压浓缩后真空干燥,得到纯度为80.6%的大豆皂苷。通过对大豆皂苷初提纯样品和柱层析纯化后皂苷试样的抗氧化活性测定试验,比较出高纯度的大豆皂苷对于超氧自由基的清除能力要明显高于初提纯的皂苷样品,说明大豆皂苷纯度的提高可以显著增强单位质量大豆皂苷样品的生物活性。

关键词：大豆糖蜜大豆皂苷提取大孔吸附树脂柱层析梯度洗脱抗氧化活性

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大豆糖蜜发酵生产乳酸及糖代谢的研究

大豆糖蜜发酵生产乳酸及糖代谢的研究

作者：江杨娟东北农业大学

学位级别：硕士

乳酸是天然存在的有机酸,目前,国内外常用的生产乳酸的方法是微生物发酵法。大豆糖蜜富含大量低聚糖如棉子糖和水苏糖,大部分微生物均难以利用,而乳酸菌在代谢过程中能够产生α-半乳糖苷酶水解水苏糖和棉子糖等。因此,本试验选用6株乳... 详细信息

乳酸是天然存在的有机酸,目前,国内外常用的生产乳酸的方法是微生物发酵法。大豆糖蜜富含大量低聚糖如棉子糖和水苏糖,大部分微生物均难以利用,而乳酸菌在代谢过程中能够产生α-半乳糖苷酶水解水苏糖和棉子糖等。因此,本试验选用6株乳酸菌发酵大豆糖蜜生产乳酸,分别为植物乳杆菌植物亚种CICC 23168、德氏乳杆菌保加利亚亚种KLDS 1.8501、嗜酸乳杆菌ATCC 11975、嗜酸乳杆菌KLDS 1.0327、干酪乳杆菌ATCC 393和植物乳杆菌NAU 322。通过乳酸菌的生长特征,乳酸的产量,大豆糖蜜的糖消耗量来分析乳酸菌利用大豆糖蜜以及生产乳酸的能力。主要研究结果如下:(1)采用高效液相色谱分析法测定大豆糖蜜乳酸菌发酵液的组分,碳水化合物的色谱分析条件为:色谱柱Waters XBridge Amide,流动相为乙腈水溶液(75:25),柱温55℃,进样体积10μL;发酵产物的色谱条件:色谱柱Bio-Rad Aminex HPX-87H,流动相为5 mmol/L稀H2SO4,柱温40℃,进样体积为20μL。(2)比较6株乳酸菌利用15°Brix大豆糖蜜发酵生产乳酸的能力,发现该6株乳酸菌菌株均能利用15°Brix大豆糖蜜生产乳酸。其中,在48 h内,植物乳杆菌植物亚种CICC 23168与其他5株乳酸菌菌株相比,其活细胞数最高,乳酸产量也最高为12.53 g/L,总糖消耗量为27.23 g/L,有明显优势。植物乳杆菌植物亚种CICC 23168具有发酵时间短,活细胞数高,总糖消耗量大,乳酸产量高的特点。说明植物乳杆菌植物亚种CICC 23168是能利用大豆糖蜜发酵产乳酸的潜力菌株。(3)分析大豆糖蜜的浓度对植物乳杆菌植物亚种CICC 23168的细胞生长、碳源代谢和乳酸生产的影响,结果表明,在不同浓度的大豆糖蜜中,p H调控到6.0的条件下,37℃恒温培养箱培养发酵48 h后,发现植物乳杆菌植物亚种CICC 23168在5、10、15和20°Brix四个低浓度大豆糖蜜中的生长曲线非常相似,其活细胞数均可达到最大值约1010 CFU/m L。该菌株在30和40°Brix的高浓度大豆糖蜜中生长缓慢,且菌株活细胞数较低。菌株在10°Brix大豆糖蜜中,发酵48 h后,对总糖的利用率为19.84%,乳酸产率为90.04%,远远高于其他低浓度大豆糖蜜培养基的总糖利用率。说明10°Brix大豆糖蜜培养基中有足够的碳水化合物供菌株发酵利用,且菌株对培养基的利用率高,发酵乳酸效率高。(4)大豆糖蜜培养基的氮源和无机盐离子的优化,分别研究了6种氮源,4种无机盐对植物乳杆菌植物亚种CICC 23168菌株发酵大豆糖蜜生产乳酸的影响,最终确定大豆糖蜜发酵生产乳酸的最佳培养基组合为氮源蛋白胨和柠檬酸三铵比例为2:1其氮源含量为20 g/L、无机盐乙酸钠和磷酸氢二钾的比例为1:2、无机盐含量为4 g/L。优化后的该菌株发酵48 h乳酸产量达到最高值为19.49 g/L。综上所述,通过高效液相色谱法,检测碳水化合物消耗量,发酵产物产量从而计算碳水化合物的利用率及乳酸产率等。从6株乳酸菌中筛选出植物乳杆菌植物亚种CICC 23168可以被用作一种新型的发酵剂来发酵大豆糖蜜生产乳酸;以10°Brix大豆糖蜜作为原料,确定大豆糖蜜发酵生产乳酸的最佳培养基组合为氮源蛋白胨和柠檬酸三铵比例为2:1其氮源含量为20 g/L、无机盐CH3COONa和K2HPO4比例为1:2、无机盐含量为4 g/L。采用该菌株生产乳酸的适宜条件为pH调控在6.0,37℃发酵48 h后的乳酸产量达到最高值为19.49 g/L。

关键词：乳酸菌植物乳杆菌植物亚种大豆糖蜜碳水化合物利用率乳酸产量

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大豆糖蜜生物活性成分的连续分离和纯化

大豆糖蜜生物活性成分的连续分离和纯化

作者：倪春蕾东北农业大学

学位级别：硕士

大豆糖蜜是生产大豆浓缩蛋白的副产物,呈棕红色且有甜味。经鉴定,大豆皂苷、大豆异黄酮以及大豆低聚糖为大豆糖蜜中的生物活性成分。大豆糖蜜中如何将这些成分分离、纯化,提高大豆糖蜜的利用率和附加值,成为许多学者关注的问题。本文以... 详细信息

大豆糖蜜是生产大豆浓缩蛋白的副产物,呈棕红色且有甜味。经鉴定,大豆皂苷、大豆异黄酮以及大豆低聚糖为大豆糖蜜中的生物活性成分。大豆糖蜜中如何将这些成分分离、纯化,提高大豆糖蜜的利用率和附加值,成为许多学者关注的问题。本文以大豆糖蜜为原料,研究在一个连续的工艺中分离出大豆低聚糖,再逐步分离出大豆异黄酮、大豆皂苷并同时制备异黄酮酶解苷元等生物活性成分的工艺条件;然后通过不同的纯化步骤对各活性成分进行纯化,得到理想的纯品。主要研究结果如下:1.大豆糖蜜中连续分离大豆低聚糖、大豆异黄酮、大豆皂苷的工艺条件研究。调节大豆糖蜜固形物含量10%,25℃下用HCl调节p H=2.5,于1500 r离心20 min,所得上清液即为低聚糖呈棕黄色且澄清透明,透光率T600nm为84%,总糖含量为53.04%;酸沉沉淀按料液比1:10加入丙酮的水溶液(丙酮/水=4:1),调节p H=2.5,在55℃下提取2 h,得到的提取液于2500 r/min离心10 min,上清即为大豆异黄酮提取液,提取量为(43.79±2.05)mg/g,沉淀则在105℃干燥3 h,得到皂苷提取底物。2.大豆异黄酮和大豆皂苷溶剂分离辅助方式的选择。通过超声及微波对大豆异黄酮和大豆皂苷辅助分离效果的比较,选择超声作为辅助的分离方式,在超声功率130 w处理20 min,异黄酮的提取量为(64.16±5.91)mg/g。3.优化大豆皂苷的提取条件。通过单因素和正交优化乙醇-水提取大豆皂苷的条件为乙醇浓度75%、料液比1:25、提取温度70℃、提取时间4 h,在此条件下,大豆皂苷的提取量达到最高,为(167.81±6.19)mg/g,此时皂苷的纯度为42.57%±2.34%。4.大豆低聚糖活性炭脱色工艺条件的研究。活性炭添加量3%条件下、45℃脱色15 min,大豆低聚糖的脱色效果最好,脱色率为96.51%±1.04%,总糖含量为(77.74±6.66)mg/m L,纯度提高到82.93%。5.异黄酮的沉淀、萃取纯化处理。大豆糖蜜酸沉沉淀经超声辅助溶剂分离后的异黄酮提取液经氢氧化钙絮凝及酸沉降、醇沉、乙酸乙酯-水双相萃取,得到纯度为70.22%±2.37%的异黄酮纯品6.大豆异黄酮酶解苷元制备的工艺条件研究。单因素优化出酶解苷元的制备条件为:加酶量120 U/g,p H=4.2的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液,50℃条件下,92.5 W超声酶解25 min,酶解率达到78.60%±0.8%。7.大豆皂苷的柱层析洗脱纯化。皂苷提取液经AB-8树脂柱层析和0～99%乙醇的梯度洗脱,得到纯度为73.21%±1.05%的皂苷样品。

关键词：大豆糖蜜连续分离大豆低聚糖大豆皂苷大豆异黄酮异黄酮酶解苷元

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大豆糖蜜发酵生产乙醇关键技术研究

大豆糖蜜发酵生产乙醇关键技术研究

作者：李青川黑龙江八一农垦大学

学位级别：硕士

大豆糖蜜是醇法生产大豆浓缩蛋白时所产生的副产品，目前主要只作为价格低廉的初级产品出售，利用于饲料加工当中，产品的附加值非常低。将大豆糖蜜用来发酵生产乙醇，将进一步提高其利用价值，增加经济收益。因此，本论文基于扩大大豆... 详细信息

大豆糖蜜是醇法生产大豆浓缩蛋白时所产生的副产品，目前主要只作为价格低廉的初级产品出售，利用于饲料加工当中，产品的附加值非常低。将大豆糖蜜用来发酵生产乙醇，将进一步提高其利用价值，增加经济收益。因此，本论文基于扩大大豆糖蜜的利用范围，以其为原料，分离筛选高产乙醇的酵母菌种并对其进行鉴定、发酵培养基和发酵条件的优化研究，为工业化利用大豆糖蜜生产乙醇提供理论基础。 1对大豆糖蜜中的野生酵母菌进行分离，得到1380株;采用TTC平板法、乙醇耐性测定以及产乙醇性能测定筛选共三级筛选，最终筛得一株可耐受20%(v/v)乙醇、初始发酵的乙醇产量可达9.07%的菌株P14。通过形态、生理生化及26S rDNA D1/D2区序列分析将其鉴定为酿酒酵母菌(Saccharomycescerevisiae)。 2以发酵液中的菌体浓度为指标，通过单因素试验考察了糖浓度，接种量，生长温度，pH以及转速对发酵液中的Saccharomyces cerevisiae P14菌体浓度的影响。实验结果表明，P14最适生长条件为：糖浓度12%，接种量4%，生长温度26℃，pH6.0，转速140r/min。在此条件下，摇瓶培养16h获得最佳的发酵种子培养液。 3以单因素试验为基础，采用四元二次通用旋转组合实验，以乙醇产量为响应值作响应面设计，对Saccharomyces cerevisiae P14的发酵培养基进行了优化。确定大豆糖蜜高产乙醇的最佳发酵培养基为：大豆糖蜜浓度为40%，蛋白胨添加量为1.2g/L，MgSO添加量为0.34g/L，NaHPO添加量为1.87g/L，FeSO添加量为0.025g/L，生长因子添加量为2.78g/L。在此条件下乙醇产量可达12.43%。 4以乙醇产量为指标，通过单因素试验和正交试验，对大豆糖蜜高产乙醇Saccharomyces cerevisiaeP14的发酵条件进行优化，确定大豆糖蜜高产乙醇的最佳发酵条件为：初始pH6.5、发酵时间84h、发酵温度26℃和接种量8%，在此条件下乙醇产量可达13.56%。

关键词：大豆糖蜜乙醇酿酒酵母筛选鉴定发酵条件

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大豆糖蜜发酵制备生质酒精的研究

大豆糖蜜发酵制备生质酒精的研究

作者：郭紫光东北农业大学

学位级别：硕士

大豆糖蜜（soybean molasses）是生产大豆浓缩蛋白过程中得到的副产物,是多种植物化学成分集合体,其主要成分是大豆低聚糖。大豆低聚糖是大豆中可溶性糖的总称,主要包括蔗糖、棉籽糖和水苏糖。本试验以大豆糖蜜为原料,探索将其水解后发... 详细信息

大豆糖蜜（soybean molasses）是生产大豆浓缩蛋白过程中得到的副产物,是多种植物化学成分集合体,其主要成分是大豆低聚糖。大豆低聚糖是大豆中可溶性糖的总称,主要包括蔗糖、棉籽糖和水苏糖。本试验以大豆糖蜜为原料,探索将其水解后发酵制备生质酒精的最优工艺。若原料不水解而直接进行发酵,将会对酵母菌的各类菌种的选择提出较高的要求,在选菌方面的难度也将大大提高。发酵之前对原料进行水解,以便使原料中的非还原性糖转化为还原性单糖,还原性单糖在适当条件下发酵可以获得乙醇。原料预处理方法主要有:酸沉淀法除蛋白质以及醇沉淀法分离大豆低聚糖。水解方法主要有:传统酸催化法以及阳离子交换树脂催化法。本试验分别对原料的预处理方法、水解方法以及发酵方法进行了优选,获得了制备生质酒精的最优工艺。采用酸沉淀法除去大豆糖蜜中的蛋白质,对其上清液进行传统酸催化法水解。通过单因素以及正交试验,确定了最优水解条件:水解温度为80.0℃,水解时间为120 min,稀释倍数为4倍,pH为1.00。水解后还原糖得率为41.2%。采用酸沉淀法除去大豆糖蜜中的蛋白质,对其上清液进行阳离子交换树脂催化法水解。通过单因素以及正交试验,确定了最优水解条件:水解温度为60.0℃,水解时间为120 min,底物浓度为0.2 g/mL,液固比为3:1。水解后还原糖得率为36.9%。采用醇沉淀法分离糖蜜中的大豆低聚糖,对获得的大豆低聚糖样液进行阳离子交换树脂催化法水解。通过单因素以及正交试验,确定了最优水解条件:水解温度为60.0℃,水解时间为180 min,底物浓度为0.02 g/mL,液固比为3:1。水解后还原糖得率为45.3%。原料大豆糖蜜水解前总糖含量为311.97 mg/g,还原糖含量为83.93 mg/g;经阳离子交换树脂催化法水解后总糖含量为404.91 mg/g,还原糖含量为368.46 mg/g。水解前还原糖占总糖的百分比为26.9%,水解后还原糖占总糖的百分比达到91.0%。选择高活性干酵母为大豆糖蜜的发酵酵母。通过单因素以及正交试验,确定了最优发酵条件:初始pH为5.0,发酵温度为29.0℃,酵母接种量为6 g/L,发酵时间为44 h。应用最优发酵条件分别对大豆糖蜜原料、原料中添加酸性蛋白酶、大豆糖蜜水解液以及水解液中添加酸性蛋白酶四种情况进行发酵。发酵完成后通过气相色谱分析出酒量。试验得到出酒量依次为:原料直接发酵出酒量为30.29 mg/g,原料加酶发酵出酒量为61.82 mg/g,原料水解后发酵出酒量为157.99 mg/g,原料水解加酶发酵出酒量为121.71 mg/g。发酵后发酵液中残还原糖含量为10.77 mg/g,残总糖含量为21.83 mg/g,外观糖度为6 oBx,pH为4.37,出酒率为15.8%。

关键词：大豆糖蜜水解发酵生质酒精

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大豆糖蜜生产大豆异黄酮工艺的研究

大豆糖蜜生产大豆异黄酮工艺的研究

作者：孟雷北京化工大学

学位级别：硕士

异黄酮是植物中的一种类黄酮组分。在大豆中,以12种主要的形式存在：Daidzein、Genistein和Glycitein,以及它们的葡萄糖配糖体形式。由于大豆异黄酮具有雌激素性质和抗菌消炎等生物活性,已经受到越来越广泛的关注。它能降低乳腺癌、前... 详细信息

异黄酮是植物中的一种类黄酮组分。在大豆中,以12种主要的形式存在：Daidzein、Genistein和Glycitein,以及它们的葡萄糖配糖体形式。由于大豆异黄酮具有雌激素性质和抗菌消炎等生物活性,已经受到越来越广泛的关注。它能降低乳腺癌、前列腺癌得病率,具有抗骨质酥松症、抗妇女更年期综合症,抗冠心病等作用,在保健食品和医药等领域具有极大的应用价值。大豆糖蜜是生产大豆浓缩蛋白过程中得到的副产品,其中含有大豆异黄酮,过去大豆糖蜜多用作牲畜的饲料。本论文主要研究了大豆糖蜜生产大豆异黄酮的工艺,并利用大孔树脂分离精制得到异黄酮产品。研究确定了从大豆糖蜜中提取大豆异黄酮的工艺条件。大豆糖蜜以1：4与水混合,调pH值至中性后,加入3g Ca(OH)2絮凝30min、在4000rpm下离心10min,得到的沉淀分别两次水洗,再将pH值调至中性,离心后得到原料液,浓度约为400mg·L-1左右,收率达到70%以上研究了超声波对工艺收率的影响。最佳工艺条件为：在20℃下,以超声处理代替搅拌,样品的稀释倍数为5倍,超声时间为10min,所得产品的收率约为80%。随后利用ADS-7大孔树脂将大豆糖蜜预处理后得到的异黄酮液体进行精制,上样原料液浓度约为300mg-L-1,以4BV的水洗脱糖、盐以及部分水溶性色素等,最后以70%乙醇水溶液洗脱得到纯度为63.51%的大豆异黄酮,整套工艺收率约为63%。最后以稀糖蜜为原料液直接用ADS-7树脂进行精制,得到的大豆异黄酮产品纯度约为40%;当将树脂柱串联进行精制时,整个工艺收率有了较大提高,达到了85%以上。且该树脂连续经过3次工艺循环后,所得产品的纯度以及收率均未发生较大改变。随后对该树脂进行了再生,并进行了一次工艺操作,结果显示该树脂经再生后,所得产品的纯度约为30%,收率达到了82.56%,整套工艺适宜生产。

关键词：大豆异黄酮大豆糖蜜超声波 ADS-7树脂精制

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大豆糖蜜功能成分生物净化与转化技术研究

大豆糖蜜功能成分生物净化与转化技术研究

作者：张建刚天津科技大学

学位级别：硕士

大豆糖蜜是大豆蛋白生产过程中的副产品,每年的产量约10万吨。大豆糖蜜含有丰富的大豆低聚糖和大豆异黄酮,但由于性状粘稠难于处理,被用作低价动物饲料或视为废弃物直接排放。近年来,随着人们对大豆加工副产品高值利用的研究日益关注,... 详细信息

大豆糖蜜是大豆蛋白生产过程中的副产品,每年的产量约10万吨。大豆糖蜜含有丰富的大豆低聚糖和大豆异黄酮,但由于性状粘稠难于处理,被用作低价动物饲料或视为废弃物直接排放。近年来,随着人们对大豆加工副产品高值利用的研究日益关注,从大豆糖蜜中提取和分离大豆低聚糖、大豆异黄酮等功能性物质的研究工作屡见报道。然而目前国内以大豆糖蜜为研究对象,利用生物技术对大豆糖蜜功能成分进行高值化开发应用的研究仍然有待深入。棉子糖和水苏糖是主要的功能性大豆低聚糖,在大豆糖蜜中约占20%,作为重要益生元具有良好的改善肠内菌群功能。本研究开展了利用生物净化方法富集大豆糖蜜中功能低聚糖的研究,通过对酵母菌株进行筛选,获得可以有效清除大豆糖蜜中蔗糖,同时有效保留棉子糖和水苏糖的麦芽糖酵母,建立了麦芽糖酵母发酵大豆糖蜜富集功能低聚糖的生物净化方法。进一步对生物净化条件进行优化,确定了最适发酵条件为稀释4倍的大豆糖蜜接种6%的酵母发酵24 h,在该条件下,蔗糖去除率为78.07%,水苏糖和棉子糖保留率分别为85.02%和95.50%,功能性低聚糖的纯度由原来的44.17%提高到76.33%。大豆异黄酮苷元是大豆异黄酮发挥生理活性作用的关键成分,利用β-葡萄糖苷酶水解大豆异黄酮糖苷制备大豆异黄酮苷元,是富集大豆糖蜜中功能成分的有效方法。本研究利用基因挖矿技术获得4种β-葡萄糖苷酶基因TpBgl3、X74163、Bgl3321和Bg15391,分别在*** BL21进行异源表达,并对所得重组酶进行酶学性质分析,最后筛选获得了高催化性能的重组β-葡萄糖苷酶TpBg13,其比酶活为98.78 U/mg,最适反应温度为85℃,最适pH 4.0,金属离子Mn2+和Ca2+对该酶有较强激活作用。鉴于枯草芽孢杆菌表达系统具有非致病性、分泌蛋白能力强的特性,本研究进一步在*** WB600对β-葡萄糖苷酶基因TpBgl3进行异源表达,与*** BL21表达系统相比,所获重组酶的酶学性质没有变化,而酶的表达量提高了 20.4倍。将枯草芽孢杆菌重组表达的TpBg13应用于大豆糖蜜中大豆异黄酮糖苷水解,并对反应条件进行优化,结果显示稀释4倍的大豆糖蜜在加酶量0.4 U/mL、水解时间2 h的条件下,黄豆苷、黄豆黄苷和染料木苷的水解率分别为100%、100%和99.6%,大豆异黄酮苷元由0.07 mg/mL提高到0.92 mg/mL。因此,该酶在水解大豆异黄酮糖苷上具有较好应用潜力。本研究利用麦芽糖酵母发酵以及β-葡萄糖苷酶TpBg13水解,建立大豆糖蜜功能成分生物净化与转化技术,富集大豆糖蜜中功能低聚糖和大豆异黄酮苷元,提高了大豆糖蜜的生物医药应用价值,对大豆糖蜜的高附加值利用具有重要意义。

关键词：大豆糖蜜大豆低聚糖大豆异黄酮生物净化 β-葡萄糖苷酶生物转化

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大豆糖蜜中功能性成分的分离与制备

大豆糖蜜中功能性成分的分离与制备

作者：刘若瑜河南工业大学

学位级别：硕士

本文主要研究了大豆糖蜜中的大豆异黄酮、大豆低聚糖和大豆皂苷的分离与制备的工艺条件。对大豆糖蜜进行预处理，将糖蜜经稀释，用石油醚除去大豆糖蜜中的脂类物质，除脂的最佳单因素工艺条件为：料液比1:2，温度40℃，浸提时间90mi... 详细信息

本文主要研究了大豆糖蜜中的大豆异黄酮、大豆低聚糖和大豆皂苷的分离与制备的工艺条件。对大豆糖蜜进行预处理，将糖蜜经稀释，用石油醚除去大豆糖蜜中的脂类物质，除脂的最佳单因素工艺条件为：料液比1:2，温度40℃，浸提时间90min，脂质的去除率为89.82%;经离心分离得到含有异黄酮和低聚糖的上清液，以及含有皂苷的沉淀物。以离心分离后得到的上清液为研究对象，首先利用LS-800型大孔树脂分离上清液中的异黄酮，探讨了LS-800型大孔树脂对异黄酮的吸附与解吸性能，实验表明吸附和解吸的最佳工艺条件为：室温，以含有异黄酮浓度为1.23mg/mL上清液上柱吸附，吸附流速为1.0mL/min，pH=4.0;以80%乙醇水溶液（v/v）对吸附后的树脂进行解吸，解吸液流速为1mL/min;经HPLC测定，以最佳吸附与解吸工艺条件分离出的大豆异黄酮的纯度为56.03%，回收率为68.82%。以LS-800型大孔树脂吸附异黄酮后的流出液为研究对象精制和分析大豆糖蜜中的低聚糖，并采用薄层色谱扫描法测定其中的低聚糖含量，实验结果表明，乙腈-冰乙酸-水=6:3:2（V/V/V）对低聚糖的展开效果最好;用薄层扫描仪测定低聚糖标准品溶液，得到各标准样品的回归方程为蔗糖y=1778.8x+4522.9，R2=0.9917;棉子糖y=3070.2x+1730.2，R2=0.9936;水苏糖y=1240.5x+2174.6，R2=0.9889;之后用LS-800型大孔树脂对流出液进行纯化，脱色率为70.08%，总糖的保留率达到88%以上;将纯化后的糖液采用薄层扫描的方法测定各成分的含量，得到的糖液中蔗糖含量为31.05%，棉子糖含量为3.82%，水苏糖的含量为7.36%，保留率分别为83.26%，82.98%，80.59%。以石油醚除脂后离心分离所得的沉淀物为研究对象，用AB-8型大孔树脂对皂苷的吸附与解吸性能进行了研究，最优工艺条件为：吸附上柱液浓度为1.08mg/mL，流速1mL/min;最佳动态解吸条件为：解吸液浓度为90%乙醇溶液（V/V），流速为0.5mL/min;之后，用水饱和正丁醇萃取4次，得到的皂苷产品的纯度为62.32%，回收率为68.45%。

关键词：大豆糖蜜大豆异黄酮大豆低聚糖大豆皂苷大孔树脂