普魯蘭的發(fā)酵及改性研究.pdf

1、本論文優(yōu)化了生產(chǎn)普魯蘭的培養(yǎng)基及其培養(yǎng)條件；探索了普魯蘭的生產(chǎn)工藝；研究了以普魯蘭酶水解普魯蘭生產(chǎn)麥芽三糖的生產(chǎn)工藝；研究了以丙烯酸甲酯為單體，在氮氣保護下對普魯蘭進行接枝共聚制作吸水樹脂的反應條件。
　　 以出芽短梗霉AP329為菌株，以甘薯淀粉水解物為碳源發(fā)酵生產(chǎn)普魯蘭。僅用α-淀粉酶水解，普魯蘭和生物量的產(chǎn)量都很低；繼續(xù)用β-淀粉酶和普魯蘭酶水解，普魯蘭和生物量的產(chǎn)量增加；但用糖化酶進一步水解，普魯蘭和生物量的產(chǎn)量并沒有得

2、到進一步的提高。在DE值為48時，普魯蘭和生物量的產(chǎn)量達到最高。適宜的pH為5.5，發(fā)酵時間為4d。HPLC測定結(jié)果表明，普魯蘭的分子量為420000Da，比以蔗糖作為碳源時的分子量高近1倍。優(yōu)化后培養(yǎng)基的組成為(g/L)：甘薯淀粉水解物50、酵母抽出物2.0、磷酸二氫鉀5.0、硫酸銨0.6、氯化鉀0.5、結(jié)晶硫酸鎂0.2、氯化鈉1.0和1L蒸餾水，pH5.5。應用新的培養(yǎng)基經(jīng)過4d的發(fā)酵，普魯蘭的產(chǎn)量提高了50％以上，得率為52.42

3、％(w/w)。實驗研究結(jié)果表明，甘薯淀粉水解物是生產(chǎn)普魯蘭的良好碳源。
　　 普魯蘭產(chǎn)量受氮源的種類及濃度的影響，過高的濃度使產(chǎn)量降低。以亞硝酸鈉為氮源時的適宜質(zhì)量濃度為0.3g/L，而以硫酸銨為氮源時的適宜質(zhì)量濃度為0.6g/L。但生物量隨氮源濃度增加而升高。初始pH值對普魯蘭產(chǎn)量的影響與氮源密切相關(guān)，以亞硝酸鈉為氮源時的適宜初始pH為6.5，而以硫酸銨為氮源時的適宜初始pH為5.5。優(yōu)化后培養(yǎng)基組成為(g/L)：甘薯淀粉水解

4、物50、酵母抽出物2.0、磷酸二氫鉀5.0、亞硝酸鈉0.3、氯化鉀0.5、結(jié)晶硫酸鎂0.2、氯化鈉1.0和1L蒸餾水，pH6.5。應用新的培養(yǎng)基經(jīng)過4d的發(fā)酵，普魯蘭的產(chǎn)量進一步提高了約10％，得率為57.22％(w/w)。實驗研究結(jié)果表明，亞硝酸鈉是生產(chǎn)普魯蘭的良好氮源。
　　 從發(fā)酵液中獲得普魯蘭的必需生產(chǎn)工藝為：熱處理、分離、濃縮、脫色、沉淀、干燥。在保持溫度為80℃，經(jīng)過20分鐘的熱處理，不僅可以殺滅菌體，而且可以脫去8

5、6.19％(w/w)的蛋白質(zhì)，對普魯蘭的回收率卻沒有影響；經(jīng)過熱處理的發(fā)酵液在10000r/min15min下可離心除去菌體細胞；經(jīng)過離心的黑綠色發(fā)酵液經(jīng)真空濃縮至10％(w/v)后以4％(v/v)雙氧水為脫色劑，在溫度60℃、pH10條件下脫色60min，可以脫去色素。經(jīng)過脫色的發(fā)酵液用酒精沉淀，沉淀在90℃下烘干30min得到產(chǎn)品，該產(chǎn)品在顏色、質(zhì)地等方面的特性與商業(yè)樣品的類似，得率為62.31％(w/w)。
　　 以普魯蘭

6、為底物，以普魯蘭酶為水解酶，研究生產(chǎn)麥芽三糖的工藝條件。實驗結(jié)果表明：最適pH值是5.0左右、水解溫度為45℃、水解時間是6h、底物濃度為3％(w/v)、酶濃度是10ASPU/g。過高或過低的pH值、水解溫度和底物濃度則降低了水解液的DE。進一步延長反應時間或增加酶濃度，水解液的DE值沒有得到提高。水解液滅酶(90℃，20min)后用截留分子量為1000Da的濾膜過濾，濃縮至20％(w/v)，然后以8倍體積的乙醇沉淀，最后在80℃下干燥

7、2h得到麥芽三糖粉末，經(jīng)過高效液相色譜檢測，其純度可達93.5％(w/w)，得率為83.7％(w/w，普魯蘭)和49.9％(w/w，甘薯淀粉)。
　　 以丙烯酸甲酯為單體，以硝酸鈰銨為引發(fā)劑，對普魯蘭進行接枝共聚。研究發(fā)現(xiàn)，反應的最適引發(fā)劑濃度為0.004 mol/1、單體濃度為0.0465 mol/1、時間為180 min、溫度為40℃。過高的引發(fā)劑濃度、單體濃度和溫度則降低了接枝率；進一步延長反應時間，接枝率沒有得到進一步的