棘孢曲霉柚苷酶的发酵制备及对琯溪蜜柚果汁品质的影响

论文摘要

柚苷酶能够对苦味物质柚皮苷进行特异性水解使其转化为无苦味的柚皮素,在柑橘果汁的加工中具有重要的作用,目前,柚苷酶的生产成本偏高,且未明确其对柑橘果汁品质的影响,限制了其在柑橘果汁加工中的应用。本论文在前期分离得到的一株柚苷酶产生菌JMUdb058的基础上,对该菌株进行鉴定,利用其发酵制备柚苷酶粗酶制剂,并以琯溪蜜柚果汁为对象研究柚苷酶处理对柑橘果汁的苦味、营养及保健品质的影响。主要结果如下:（1）菌株JMUdb058的菌落形态和显微形态符合曲霉属黑色组的典型形态特征,其28S r DNA序列与棘孢曲霉菌株（Aspergillus aculeatus）的相似度达100%,鉴定为棘孢曲霉并命名为棘孢曲霉JMUdb058。（2）含鼠李糖基团的物质可诱导棘孢曲霉JMUdb058合成柚苷酶,含氨基酸丰富的氮源可促进其产酶;棘孢曲霉JMUdb058在液态和固态发酵方式下均可产柚苷酶,且固态发酵产酶能力十分突出。经硫酸铵分级沉淀及透析处理,从棘孢曲霉JMUdb058固态发酵产物中分离获得柚苷酶,得到α-L-鼠李糖苷酶和柚苷酶活性分别为972.2 U/m L和355.0U/m L,回收率分别为84.0%和53.1%。（3）棘孢曲霉JMUdb058柚苷酶对琯溪蜜柚果汁中柚皮苷的水解动态规律符合酶促反应动力学特征的经典米氏方程曲线,Vmax为56.2 U/m L,Km值为1.78 m M,柚皮素的生成符合酶促反应特征的一级反应;酶作用可去除97.4%的柚皮苷,此外,该过程中的加热处理可使琯溪蜜柚果汁中33.6%的柠檬苦素沉淀析出。（4）柚苷酶处理对琯溪蜜柚果汁的总酸和游离氨基酸含量无显著影响,可显著提高果汁的澄清度和p H值,同时会引起总糖、抗坏血酸、总酚含量以及糖酸比降低,但损失量小于树脂吸附法和超滤法。（5）利用清除DPPH自由基、OH自由基和FRAP法评价了柚苷酶处理对琯溪蜜柚果汁抗氧化能力的影响。柚苷酶作用能够增强琯溪蜜柚果汁的抗氧化能力,但此过程中的加热处理会引起琯溪蜜柚果汁抗氧化能力的降低,且加热对果汁的影响大于柚苷酶的作用。本论文发现棘孢曲霉可用于固态发酵高产柚苷酶,阐明了柚苷酶水解琯溪蜜柚果汁中柚皮苷的动态规律,并发现对果汁进行加热处理可降低柠檬苦素的含量,明确了柚苷酶处理过程引起的琯溪蜜柚果汁营养及保健品质的变化,为柚苷酶的生产及其在柑橘果汁加工中的应用提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 主要符号表
• 第1章 引言
• 1.1 柚苷酶的研究概述
• 1.1.1 柚苷酶简介
• 1.1.2 柚苷酶的来源
• 1.1.3 柚苷酶的发酵技术
• 1.1.4 柚苷酶活力的检测方法
• 1.2 琯溪蜜柚简介
• 1.2.1 琯溪蜜柚果汁的苦味
• 1.2.2 琯溪蜜柚的营养品质
• 1.2.3 琯溪蜜柚的保健品质
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 研究内容
• 1.4.1 菌株JMUdb058的鉴定及其柚苷酶的制备研究
• 1.4.2 高效液相色谱分析柚苷酶处理过程中琯溪蜜柚果汁苦味成分的变化
• 1.4.3 柚苷酶处理对琯溪蜜柚果汁营养及保健品质的影响
• 第2章 菌株JMUdb058的鉴定及其柚苷酶的制备研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 菌种
• 2.1.2 主要仪器与设备
• 2.1.3 培养基
• 2.1.4 主要试剂与药品
• 2.1.5 实验方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 菌株JMUdb058的形态观察
• 2.2.2 菌株JMUdb058的 28S rDNA序列分析及系统发育树
• 2.2.3 棘孢曲霉JMUdb058柚苷酶活力验证
• 2.2.4 棘孢曲霉JMUdb058柚苷酶水解琯溪蜜柚果汁中的柚皮苷
• 2.2.5 碳源对棘孢曲霉JMUdb058产柚苷酶的影响
• 2.2.6 氮源对棘孢曲霉JMUdb058产柚苷酶的影响
• 2.2.7 棘孢曲霉JMUdb058柚苷酶发酵能力测定结果
• 2.2.8 棘孢曲霉JMUdb058柚苷酶的硫酸分级沉淀
• 2.3 小结
• 2.3.1 柚苷酶产生菌株JMUdb058的鉴定
• 2.3.2 棘孢曲霉JUMdb058产柚苷酶的碳氮源调控作用及发酵能力的研究
• 2.3.3 棘孢曲霉JUMdb058柚苷酶粗酶制剂的制备
• 第3章 高效液相色谱分析柚苷酶处理过程中琯溪蜜柚果汁苦味成分的变化
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 主要仪器与设备
• 3.1.2 主要试剂与药品
• 3.1.3 实验方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 柚皮苷、普鲁宁、柚皮素和柠檬苦素的定性分析
• 3.2.2 柚皮苷、普鲁宁、柚皮素和柠檬苦素的标准曲线及检测限
• 3.2.3 固相微萃取提取琯溪蜜柚果汁中柚皮苷、普鲁宁、柚皮素和柠檬苦素的准确度分析
• 3.2.4 固相微萃取提取琯溪蜜柚果汁中柚皮苷、普鲁宁、柚皮素和柠檬苦素的精密度分析
• 3.2.5 柚苷酶水解琯溪蜜柚果汁中柚皮苷的动态规律
• 3.2.6 柚苷酶处理对琯溪蜜柚果汁中柠檬苦素含量的影响
• 3.3 小结
• 3.3.1 柚皮苷、普鲁宁、柚皮素和柠檬苦素检测的高效液相色谱方法的建立
• 3.3.2 柚皮苷、普鲁宁、柚皮素和柠檬苦素提取的固相微萃取方法的建立及评价
• 3.3.3 柚苷酶处理对琯溪蜜柚果汁中柚皮苷和柠檬苦素含量的影响
• 第4章 柚苷酶处理对琯溪蜜柚果汁营养及保健品质的影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 主要仪器与设备
• 4.1.2 主要试剂与药品
• 4.1.3 实验方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 柚苷酶处理对琯溪蜜柚果汁澄清度的影响
• 4.2.2 柚苷酶处理对琯溪蜜柚果汁营养成分的影响
• 4.2.3 柚苷酶处理对琯溪蜜柚果汁生物活性成分的影响
• 4.2.4 柚苷酶处理对琯溪蜜柚果汁抗氧化活性的影响
• 4.3 小结
• 4.3.1 柚苷酶处理对琯溪蜜柚果汁感官品质的影响
• 4.3.2 柚苷酶处理对琯溪蜜柚果汁营养品质的影响
• 4.3.3 柚苷酶处理对琯溪蜜柚果汁保健品质的影响
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的学术论文