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黑曲霉发酵法制备核桃多肽及其生物活性研究

黑曲霉发酵法制备核桃多肽及其生物活性研究

作者：许典北京林业大学

学位级别：硕士

核桃仁中含有丰富的蛋白质,经过发酵处理后可产生大量生物活性肽,生物活性多肽具有清除自由基等多种生理功能,对于治疗癌症及心血管相关疾病都有一定疗效,因而深入探求核桃多肽的制取方法和生物学功能,具有巨大的研究前景。本文以核桃... 详细信息

核桃仁中含有丰富的蛋白质,经过发酵处理后可产生大量生物活性肽,生物活性多肽具有清除自由基等多种生理功能,对于治疗癌症及心血管相关疾病都有一定疗效,因而深入探求核桃多肽的制取方法和生物学功能,具有巨大的研究前景。本文以核桃粕粉作为发酵培养基,经黑曲霉发酵生产核桃多肽,并对制得的核桃多肽进行生物活性研究,研究内容主要为测定核桃多肽的抗氧化活性和抗肿瘤活性。1)以核桃粕为原料,利用黑曲霉发酵法制备核桃多肽,并对其制备工艺进行正交优化。研究液料比、黑曲霉接种量、发酵初始pH值和温度对多肽产量的影响,最终得到制备活性多肽的最佳工艺。最佳工艺参数为接种量(9%)、液料比(13mL/g)、初始pH(6.0)、温度(25℃)。在此条件下,多肽的含量可以达到7.20 mg/mL。2)采用超滤法,将核桃多肽按分子量分为>30 kDa、30 kDa-10 kDa、10 kDa-5 kDa及<5 kDa四个组分,四种样品分别进行体外抗氧化实验,测定他们对于清除DPPH自由基、超氧阴离子自由基、羟自由基的能力和总还原力。结果表明,这四种样品均有一定的抗氧化活性,并且在一定范围内随浓度增高,活性增强。但总体活性低于天然抗氧化剂,如Vc等。其中分子量<5 kDa样品的抗氧化效果较好。3)采用MTT 比色法,测定不同分子量的多肽样品对肿瘤细胞及正常细胞的生长抑制作用。发现<5 kDa样品对Caco-2细胞的增殖抑制作用较强(IC50值为2.63 mg/mL),且该样品不仅抑制Caco-2细胞生长,对人乳腺癌细胞(MCF-7)增殖也有显著的抑制作用,但基本不抑制正常细胞—大鼠小肠隐窝上皮细胞(IEC-6)的增殖。

关键词：黑曲霉发酵核桃多肽抗氧化抗肿瘤

双低菜粕中植酸和单宁的黑曲霉发酵降解及条件优化

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2013年第2期43卷 15-22页

作者：王晓东麦康森张彦娇艾庆辉徐玮张文兵胡海滨中国海洋大学农业部水产动物营养与饲料重点实验室教育部海水养殖重点实验室山东青岛266003

采用3株黑曲霉M-1、M-6和3.316对双低菜粕进行固态发酵,探讨不同菌种在不同发酵时间对双低菜粕中2种主要抗营养因子单宁和植酸的降解效果,同时研究环境因子及营养因子对发酵降解的影响。结果表明,与对照组相比,选用的3株黑曲霉均能显著... 详细信息

采用3株黑曲霉M-1、M-6和3.316对双低菜粕进行固态发酵,探讨不同菌种在不同发酵时间对双低菜粕中2种主要抗营养因子单宁和植酸的降解效果,同时研究环境因子及营养因子对发酵降解的影响。结果表明,与对照组相比,选用的3株黑曲霉均能显著降解双低菜粕中的单宁和植酸(P黑曲霉M-6在固态发酵1d时对双低菜粕中单宁和植酸的分解率显著高于对照组和其他处理组(P发酵条件,研究了不同起始发酵温度、水分含量、pH以及碳源、氮源和金属离子对黑曲霉M-6分解双低菜粕中植酸和单宁的影响。结果表明,水分含量200%、pH=6、初始温度25℃同时加入葡萄糖、尿素、金属离子混合溶液发酵1d为黑曲霉M-6分解双低菜粕中植酸和单宁的最佳发酵条件。在此优化发酵条件下,双低菜粕中植酸含量由2.81%下降至0.63%,单宁含量由1.32%下降至0.28%。此外,双低菜粕中粗蛋白含量由37.16%提高至43.48%,粗蛋白的体外消化率由75.32%提高至79.15%。本研究为更有效的利用双低菜粕替代鱼粉提供了理论基础。

关键词：双低菜粕黑曲霉发酵单宁植酸

中红外在线监测技术在黑曲霉发酵过程中的应用

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食品科技 2017年第8期42卷 288-295页

作者：史梦菲林伟璐赵伟杭海峰储炬庄英萍华东理工大学生物反应器国家重点实验室上海200237 山东福洋生物科技有限公司德州253100

利用傅里叶变换中红外光谱结合衰减全反射(FT-MIR-ATR)分析技术,经全因子设计的标准液图谱通过偏最小二乘法(Partial least squares,PLS)建立模型,获得快速、在线监测黑曲霉发酵过程中葡萄糖和葡萄糖酸钠质量浓度的方法。结果显示:模型... 详细信息

利用傅里叶变换中红外光谱结合衰减全反射(FT-MIR-ATR)分析技术,经全因子设计的标准液图谱通过偏最小二乘法(Partial least squares,PLS)建立模型,获得快速、在线监测黑曲霉发酵过程中葡萄糖和葡萄糖酸钠质量浓度的方法。结果显示:模型的葡萄糖校正集误差均方根(Root mean square error of calibration,RMSEC)和验证集误差均方根(Root mean square error of validation,RMSEV)为0.96、1.71 g/L,相似系数(R2)分别是1.000、0.999,葡萄糖酸钠的RMSEC和RMSEV为2.67、1.59 g/L,R2分别是0.999、0.999。在线监测黑曲霉发酵过程中,预测葡萄糖的预测误差均方根(Root mean square error of prediction,RMSEP)为3.24 g/L,相对误差为2.21%,葡萄糖酸钠RMSEP为4.03 g/L,相对误差为2.77%,表明模型具有一定的预测准确性和稳定性,FTMIR-ATR技术能准确地在线预测底物与产物的质量浓度,用于指导黑曲霉发酵过程。利用上述技术对不同初始葡萄糖浓度与不同耗糖速率、产物合成速率之间的关系开展研究,结果表明初始葡萄糖质量浓度为300g/L时,可获得最高的产物合成速率。

关键词：中红外偏最小二乘法衰减全反射在线监测黑曲霉发酵

超声刺激强化黑曲霉发酵产柚苷酶的工艺与机制研究

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超声刺激强化黑曲霉发酵产柚苷酶的工艺与机制研究

作者：石峰大连工业大学

学位级别：硕士

柚苷酶是一种重要的生物酶制剂,在生物食品行业有着非常广泛的应用。为了进一步提高柚苷酶发酵酶活,本文采用超声处理策略对黑曲霉发酵产柚苷酶过程进行研究,在单因素实验基础上,通过响应曲面法对超声处理工艺进行优化,并进一步通过RT-... 详细信息

柚苷酶是一种重要的生物酶制剂,在生物食品行业有着非常广泛的应用。为了进一步提高柚苷酶发酵酶活,本文采用超声处理策略对黑曲霉发酵产柚苷酶过程进行研究,在单因素实验基础上,通过响应曲面法对超声处理工艺进行优化,并进一步通过RT-PCR技术对超声处理强化黑曲霉发酵产柚苷酶酶活的分子机理进行研究。在单因素实验的基础上,以超声刺激的时机,超声刺激功率、超声刺激时长,超声刺激次数和超声刺激间隔时长为因变量,以柚苷酶酶活力为响应值,进行五因素三水平的Box-Behnken实验设计,通过响应曲面法优化超声刺激工艺。最终得到最佳超声刺激工艺条件为:超声刺激时期27 h,超声刺激功率160 W,超声刺激时长14 min,超声刺激次数2次,超声刺激时间间隔13 h,此时柚苷酶酶活可达1059.20 U/mL,与未进行超声刺激处理的对照组相比酶活力提高了23.16%。进一步提取经过超声处理的黑曲霉α-L-鼠李糖苷酶（RHA）基因,通过RT-PCR技术与对照组的RHA基因表达量进行对比,发现经过多次超声处理后RHA基因的表达量均发生变化,在处理两次时表达量达到最高,并且超声刺激对柚苷酶酶活力的影响变化与RHA的变化规律相同,说明超声刺激通过影响RHA的表达量进而影响黑曲霉发酵产柚苷酶酶活。本研究对超声刺激影响黑曲霉产柚苷酶的相关基因表达情况进行了初步探索,为深入研究新型柚苷酶发酵策略,促进其在食品加工及生物催化研究领域的产业化发展提供基础数据和技术支持。

关键词：黑曲霉发酵超声处理 Box-Behnken设计响应曲面法 RT-PCR技术

中红外在线监测技术在黑曲霉发酵过程优化中的应用研究

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中红外在线监测技术在黑曲霉发酵过程优化中的应用研究

作者：史梦菲华东理工大学

学位级别：硕士

中红外（Mid-Infrared,MIR）光谱法是一种新型快速、非侵入性、安全的绿色分析技术。本课题利用傅里叶变换中红外光谱法结合衰减全反射（FT-MIR-ATR）分析技术,经全因子设计的标准液图谱通过偏最小二乘法（partial least squares,PLS）... 详细信息

中红外（Mid-Infrared,MIR）光谱法是一种新型快速、非侵入性、安全的绿色分析技术。本课题利用傅里叶变换中红外光谱法结合衰减全反射（FT-MIR-ATR）分析技术,经全因子设计的标准液图谱通过偏最小二乘法（partial least squares,PLS）建立模型,从而获得在线监测黑曲霉发酵过程中底物葡萄糖与产物葡萄糖酸钠浓度的方法,并在此基础上指导和优化黑曲霉分批及连续发酵过程。本研究首先对标准液配制方法、采集条件和预处理方法等多种因素进行改进与优化,获得在线预测葡萄糖和葡萄糖酸钠浓度的改进模型,其预测误差均方根分别为3.68 g/L和4.58 g/L,相对误差分别为2.16%和2.08%,较初始模型的2.74%和4.14%分别下降21.17%和49.76%,同时离线测量值与在线预测值线性关系良好,相关系数均在0.99以上。研究结果表明基于FT-MIR-ATR技术的模型能够准确地在线预测底物葡萄糖与产物葡萄糖酸钠的浓度,从而可有效地指导黑曲霉发酵过程。利用上述模型对黑曲霉分批发酵产葡萄糖酸钠的过程进行在线监测,研究了不同初始葡萄糖浓度和不同通气条件对耗糖速率以及产物合成速率的影响。研究结果表明:初始葡萄糖浓度为300 g/L时,可获得最高产物合成速率,对应生产期耗糖速率、产物合成速率分别为20.29±0.37g/（L·h）和21.17±0.32g/（L·h）。此外,在现有实验条件下,当通气条件为10%氧气混合90%空气时,细胞在生产期产物合成速率较大,达到23.38±0.35g/（L·h）,此时耗糖速率为24.29±0.29g/（L·h）。值得注意的是,通过MIR在线监测计算得到的耗糖速率和产物合成速率,较前期开发的基于氧摄取速率计算的数值更直接且接近参考值,这也证实了 FT-MIR-ATR技术在黑曲霉生产葡萄糖酸钠过程中应用的可行性。最后,在黑曲霉连续发酵过程中,通过建立基于FT-MIR-ATR技术在线监测葡萄糖和葡萄糖酸钠浓度的反馈体系,从而合理地调整补料策略,控制连续发酵过程中残余葡萄糖浓度分别在0 g/L、10 g/L、20 g/L左右,结果表明当残余葡萄糖浓度为10 g/L时,对应稳定期产物合成速率最高,能够到达21.56±0.29g/（L·h）,较残余葡萄糖浓度为0 g/L时提高7.64%。GC-MS结果表明残余葡萄糖浓度为10 g/L、20 g/L时,TCA循环的大部分代谢物池较残余葡萄糖浓度0 g/L时高。为后续进一步理性开发黑曲霉发酵过程控制工艺提供了强有力的技术支撑和保障。

关键词：中红外光谱法黑曲霉发酵 PLS 衰减全反射在线监测

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微生物酶的方法提高红景天苷和酪醇的研究

时珍国医国药 2011年第9期22卷 2137-2140页

作者：高雪华雷蕾邓小晨四川大学生命科学学院生物资源与生态环境教育部重点实验室四川成都610065

目的通过酶学方法短时间内提高红景天苷和酪醇的含量。方法微生物固体和液体发酵法,通过硫酸铵沉淀法从黑曲霉H35和H42的发酵液中提取合成红景天苷和酪醇的红景天苷合成酶系和酪醇合成酶系。通过酶促反应提高红景天苷和酪醇的含量。结... 详细信息

目的通过酶学方法短时间内提高红景天苷和酪醇的含量。方法微生物固体和液体发酵法,通过硫酸铵沉淀法从黑曲霉H35和H42的发酵液中提取合成红景天苷和酪醇的红景天苷合成酶系和酪醇合成酶系。通过酶促反应提高红景天苷和酪醇的含量。结果通过酶学的方法使得红景天苷和酪醇的含量分别提高了194.2%和83.8%。通过两种酶的协调作用使得红景天苷和酪醇的含量分别提高了139.9%和191.1%。酪醇合成酶的最适反应pH和温度分别为5.5℃和40℃;红景天苷合成酶的最适反应pH和温度分别为5.0℃和45℃。酪醇合成酶在pH4～6.5温度低于65℃有较好稳定性;红景天苷合成酶在pH3.5～6.5温度低于60℃下具有较好的稳定性。结论酶学方法可以在短期间内将红景天苷和酪醇的含量提高139.9%和191.1%,具有较高的实用经济效益。

关键词：黑曲霉发酵红景天苷合成酶酪醇合成酶酶学反应产量提高

荔枝壳原花青素绿色提取制备及其皮肤损伤修复活性评价

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荔枝壳原花青素绿色提取制备及其皮肤损伤修复活性评价

作者：郑德瑜广东海洋大学

学位级别：硕士

荔枝（Litchi chinensis Sonn.）是一种广泛种植于全球热带至亚热带地区的水果作物,中国、泰国、印度以及越南等亚洲国家是荔枝的主要产区。荔枝是非呼吸跃变型水果,成熟期集中,采后易腐败,不宜长期储藏。开展荔枝加工可以缓解鲜销压力... 详细信息

荔枝（Litchi chinensis Sonn.）是一种广泛种植于全球热带至亚热带地区的水果作物,中国、泰国、印度以及越南等亚洲国家是荔枝的主要产区。荔枝是非呼吸跃变型水果,成熟期集中,采后易腐败,不宜长期储藏。开展荔枝加工可以缓解鲜销压力,并能够提升荔枝产生经济效益。荔枝加工主要集中于荔枝果肉,其果壳和果核则作为副产物被丢弃,造成一定的资源浪费与损失。荔枝壳富含以原花青素为主的酚类活性物质,有望作为活性组分应用于功能食品和日化产品。前人研究表明,荔枝壳原花青素具有抗氧化、抗光老化、皮肤美白、抗炎等活性,但其对皮肤损伤修复方面的作用仍不清楚。另外,荔枝壳的提取制备多采用有机溶剂浸提,存在提取时间过长、温度过高导致原花青素稳定性和生物活性下降的缺点。本课题以荔枝壳为原料,分别采用低共熔溶剂提取和黑曲霉发酵辅助提取两种方法制备原花青素,通过单因素试验结和正交优化分别建立荔枝壳原花青素的最佳低共熔溶剂提取工艺和黑曲霉酶发酵辅助提取工艺,并对两种提取技术制备的荔枝壳原花青素的化学组成和抗氧化活性进行分析。采用人永生化表皮细胞HaCaT模型评价两种工艺提取的荔枝壳原花青素的皮肤损伤修复活性,并探究其作用机制,以期为荔枝壳原花青素在日化产品中的高值化应用提供科学依据和技术支撑。主要研究内容及结果如下:（1）低共熔溶剂提取荔枝壳原花青素的工艺优化比较了4种低共熔溶剂与70%乙醇提取对荔枝壳原花青素提取效率、化学构成及ORAC抗氧化活性的影响,确定氯化胆碱-1,3-丁二醇为最佳提取溶剂。HPLC分析表明4种低共熔溶剂与70%乙醇提取的荔枝壳原花青素主要成分均为原花青素A2、芦丁、表儿茶素、原花青素B1及山奈酚-3-O-芸香糖苷。进一步通过单因素试验结合正交优化确定了氯化胆碱-1,3-丁二醇提取最佳工艺条件:料液比1:20（g/m L）,溶剂摩尔比1:4,溶剂含水量50%,提取温度60℃,提取时间90 min,在该条件下提取液中的荔枝壳原花青素含量高达5.07±0.30 mg PE/m L,且具有良好抗氧化活性。（2）荔枝壳原花青素黑曲霉发酵辅助提取的工艺优化比较了黑曲酶发酵荔枝壳与未发酵荔枝壳的总酚、总黄酮与原花青素含量、聚合度及其化学组成成分。结果表明,黑曲霉发酵过后的荔枝壳原花青素提取液的总酚、总黄酮与原花青素含量分别提高到了1.34±0.04 mg GAE/m L、2.29±0.09 mg RE/m L和1.83±0.06 mg PE/m L（P黑曲霉发酵辅助提取和未发酵乙醇提取的荔枝壳原花青素提取液中均含有儿茶素、表儿茶素、原花青素A1、原花青素A2、芦丁及山奈酚-3-O-芸香糖苷,而黑曲霉发酵提取液中原花青素B1的含量显著增加（P黑曲霉发酵辅助提取的最佳工艺条件:发酵时间7天,接种量2%,料液比1:10（g/m L）,在该条件下提取的荔枝壳原花青素含量高达3.97±0.13 mg PE/m L。并且黑曲霉发酵荔枝壳后提取的原花青素具有良好的抗氧化活性,其清除ABTS自由基的IC值为260.87±13.27μg/g,FRAP值为0.43±0.02 mmol/g,显著优于其他的制备方法所得的荔枝壳原花青素（P黑曲霉发酵辅助提取法制备的的荔枝壳原花青素提取物（F-LPPC）均能显著提高HaCaT的细胞迁移能力（P黑曲霉发酵辅助提取的荔枝壳原花青素F-LPPC的皮肤损伤修复的能力最强。

关键词：荔枝壳原花青素低共熔溶剂黑曲霉发酵皮肤损伤修复

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这些钙,你粉谁?

中国药店 2020年第8期 I0014-I0016页

【葡萄糖酸钙】多来源于“鸡蛋壳制备葡萄糖酸钙”;“蔗糖生产葡萄糖酸钙”等技术。目前也有很多厂家采用“黑曲霉发酵法”。来源并非纯天然。【乳酸钙】乳酸钙属于经过化学合成的有机钙。【碳酸钙】钙源天然方解石,源于自然界,产于沉... 详细信息

【葡萄糖酸钙】多来源于“鸡蛋壳制备葡萄糖酸钙”;“蔗糖生产葡萄糖酸钙”等技术。目前也有很多厂家采用“黑曲霉发酵法”。来源并非纯天然。【乳酸钙】乳酸钙属于经过化学合成的有机钙。【碳酸钙】钙源天然方解石,源于自然界,产于沉积岩和变质岩中。因其形成特点,避免铅、坤等重金属的污染!且最早应用于临床研究,并证实疗效确切,没有铅、砷中毒的顾虑,不含糖、钠、脂肪、胆固醇。

关键词：蔗糖生产乳酸钙葡萄糖酸钙有机钙鸡蛋壳砷中毒黑曲霉发酵化学合成

葡萄糖酸钠发酵中底物-产物作用对氧传递的影响及发酵过程优化

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安徽农业科学 2012年第22期40卷 11151-11153,11198页

作者：郭茸恺王泽建庄英萍黄明志郭美锦储炬华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室上海200237

[目的]探讨葡萄糖酸钠发酵中底物-产物作用对氧传递的影响,以期为黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠的生物工艺优化提供理论依据。[方法]通过小型反应器试验,分别确定了葡萄糖酸钠和葡萄糖两种物质对溶液体积传氧系数的影响,进而又考察了两种物... 详细信息

[目的]探讨葡萄糖酸钠发酵中底物-产物作用对氧传递的影响,以期为黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠的生物工艺优化提供理论依据。[方法]通过小型反应器试验,分别确定了葡萄糖酸钠和葡萄糖两种物质对溶液体积传氧系数的影响,进而又考察了两种物质交互作用的影响,在该基础上对发酵工艺进行改进,将原先的代放工艺改成葡萄糖流加工艺,通过流加葡萄糖维持较低的糖浓度,利用OUR为参照指标,在维持相同OUR水平下,比较了两种发酵工艺。[结果]研究中发现葡萄糖酸钠浓度的升高会显著降低kLa,而葡萄糖对其影响则较小;在葡萄糖酸钠溶液中逐渐升高葡萄糖的浓度,会造成kLa的下降,低浓度的葡萄糖有利于体系的氧传递。葡萄糖的消耗及葡萄糖酸钠的积累对体积氧传质速率有明显的影响,在实现相同菌体的氧气摄取速率情况下,优化后新工艺所需的搅伴转速和通气流量等设备供氧条件明显优于原工艺,新工艺在降低发酵能耗的同时,还避免了原工艺中代放操作造成的未利用底物的浪费。[结论]该研究探明了葡萄糖酸钠发酵中底物-产物作用对氧传递的影响,优化了黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠的生物工艺。

关键词：黑曲霉发酵体积氧传质速率葡萄糖流加工艺发酵能耗