产γ-氨基丁酸乳酸菌分离与发酵条件优化及饮料开发

论文摘要

本文从食品原料中筛选出产γ-氨基丁酸（GABA）的乳酸菌株。采用糙米、黄豆芽及脱脂牛奶等营养丰富的天然原料,经酶解处理后作为乳酸菌发酵产GABA的基础培养基,以GABA产量为指标,进行发酵条件优化;将发酵液与果汁复配,制作GABA保健饮料。1、从泡菜和酸奶中分离出产GABA乳酸菌10株,筛选得GABA高产菌株B、BY和SS。3个菌株在含10g/L谷氨酸钠（MSG）的MRS培养基中培养6 d,发酵液中GABA含量分别达到3.680、3.341和2.700g/L。通过16S rDNA基因鉴定和生理生化鉴定,确定菌株B和SS为乳酸乳球菌乳酸亚种（Lactococcus lactis subsp.lactis）;菌株BY为唾液链球菌嗜热亚种（Streptococcus salivarius subsp.thermophilus）。2、采用D-最优混料设计对组成乳酸菌发酵培养基的糙米汁、黄豆芽汁及酶解牛奶汁混料比进行优化。结果表明:酶解糙米汁、黄豆芽汁、牛奶汁（可溶性固形物均为4°Bix）混料体积比为33∶62∶5时,发酵液中GABA浓度高达6.43 g/L。3、乳酸菌发酵培养条件优化试验结果表明:MSG添加量对GABA产量和MSG摩尔转化率有显著影响。以GABA产量为5.0 g/L和MSG转化率85%为优化目标,优化出的乳酸菌产GABA的培养条件为:接种量1%、培养温度32.69℃、培养基初始pH 7.05、底物添加量7.32g/L,其最大GABA产量和MSG转化率预测值为5.000g/L和83.2%。在此条件下,乳酸菌发酵过程中发酵液中还原糖、游离氨基态氮、pH值、Glu含量呈下降趋势,可滴定酸和GABA产量呈上升趋势。发酵液中GABA含量在发酵60 h时达最高值。4、采用优化的培养基及发酵条件进行上罐（5 L）发酵,再以此发酵液为原料进行保健饮料研制。优化得到的GABA保健饮料配方为:乳酸菌发酵液5%、枸杞汁40%、苹果汁40%、复合甜味剂3%、磷酸0.10%。用0.25%（W/V）的明胶和0.25%（w/v）的单宁进行澄清后,饮料于室温放置60 d未出现浑浊、沉淀等现象。模糊综合评价表明GABA保健饮料符合消费者的饮用要求。

论文目录

• 缩略词表
• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1 GABA生理功能
• 1.1 镇静安神
• 1.2 降低血压
• 1.3 调节激素分泌
• 1.4 活化肝肾功能
• 1.5 治疗癫痫、哮喘
• 1.6 改善脑机能
• 1.7 其它功能
• 2 GABA富集与制备方法
• 2.1 微生物富集GABA
• 2.1.1 大肠杆菌富集GABA
• 2.1.2 红曲霉富集GABA
• 2.1.3 酵母菌富集GABA
• 2.1.4 乳酸菌富集GABA
• 2.1.5 食用菌富集GABA
• 2.2 植物富集GABA
• 2.2.1 稻米富集GABA
• 2.2.2 茶叶富集GABA
• 2.2.3 果蔬富集GABA
• 2.3 化学法制备GABA
• 3 微生物合成GABA的代谢途径和影响因素
• 3.1 微生物合成GABA的代谢途径
• 3.2 微生物合成GABA的影响因素
• 4 GABA保健饮料开发
• 5 立题目的意义
• 6 主要研究内容
• 参考文献
• 第二章 产γ-氨基丁酸乳酸菌的分离与鉴定
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 主要试剂
• 1.3 主要仪器
• 1.4 培养基
• 1.5 泡菜制作工艺
• 1.6 菌株分离与初步鉴定
• 1.6.1 菌株分离
• 1.6.2 形态特征鉴定
• 1.6.3 需氧试验
• 1.6.4 接触酶试验
• 1.6.5 乳酸纸层析定性试验
• 1.7 产GABA乳酸菌筛选
• 1.7.1 深层发酵试验
• 1.7.2 GABA及Glu定性与定量分析
• 1.7.3 乳酸菌分子生物学鉴定
• 1.7.4 乳酸菌生理生化特征鉴定
• 2 结果与分析
• 2.1 菌株的初步鉴定
• 2.2 乳酸菌菌落特征与细胞形态
• 2.3 乳酸菌株发酵液中GABA含量比较
• 2.3.1 GABA定性与定量分析
• 2.3.2 乳酸菌发酵液中GABA含量
• 2.3.3 B、SS、BY三株菌发酵过程中GABA含量变化
• 2.4 菌株B、SS和BY鉴定
• 2.4.1 菌株形态特征
• 2.4.2 分子生物学鉴定
• 2.4.3 菌株B、BY和SS生理生化特征
• 3 讨论
• 4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 乳酸菌产γ-氨基丁酸天然发酵培养基优化
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料和仪器
• 1.1.1 试验菌种及材料
• 1.1.2 主要试剂
• 1.1.3 主要仪器
• 1.2 发酵培养基的制备
• 1.2.1 糙米汁制备:
• 1.2.2 黄豆芽汁制备
• 1.2.3 酶解牛奶汁液的制备
• 1.3 发酵条件
• 1.4 培养基优化试验设计
• 1.5 测定指标与方法
• 1.6 统计方法
• 2 结果与分析
• 2.1 培养基组分主要营养成分
• 2.2 培养基优化
• 3 讨论
• 4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 乳酸菌发酵条件优化及发酵动力学研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料和仪器
• 1.1.1 试验菌种及材料
• 1.1.2 主要试剂
• 1.1.3 主要仪器
• 1.2 乳酸乳球菌B富集GABA培养条件优化
• 1.2.1 发酵培养基原料制备
• 1.2.2 发酵条件
• 1.2.3 试验设计
• 1.3 测定指标与方法
• 1.3.1 乳酸菌菌落计数
• 1.3.2 发酵液中GABA及Glu含量
• 1.3.3 MSG摩尔转化率（MTP）
• 1.3.4 其它指标
• 1.4 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 单因素试验结果
• 2.1.1 接种量对GABA产量的影响
• 2.1.2 培养温度对GABA产量的影响
• 2.1.3 培养基初始pH对GABA产量的影响
• 2.1.4 MSG添加时间对GABA产量的影响
• 2.1.5 MSG添加量对GABA产量和MSG摩尔转化率
• 2.2 响应曲面（RSM）试验结果分析
• 2.2.1 培养温度、培养基初始pH和MSG添加量对GABA产量的影响分析
• 2.2.2 培养温度、初始pH和MSG添加量对MSG摩尔转化率的影响分析
• 2.2.3 乳酸菌乳球菌富集GABA培养参数优化
• 2.3 乳酸菌富集GABA发酵动力学研究
• 2.3.1 发酵过程中活菌数变化
• 2.3.2 发酵过程中pH及可滴定酸含量的变化
• 2.3.3 发酵过程中GABA及Glu含量的变化
• 2.3.4 发酵过程中还原糖含量的变化
• 2.3.5 发酵过程中游离氨基态氮含量的变化
• 3 讨论
• 4 本章小结
• 参考文献
• 第五章 富含γ-氨基丁酸保健饮料研制
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料和仪器
• 1.1.1 试验菌种及材料
• 1.1.2 主要配料
• 1.1.3 主要仪器
• 1.2 发酵培养基原料制备
• 1.3 发酵条件
• 1.4 饮料制作工艺流程
• 1.5 试验方法
• 1.5.1 原料预处理
• 1.5.2 甜味剂选择
• 1.5.3 酸味剂选择
• 1.5.4 饮料配方试验
• 1.5.5 饮料澄清试验
• 1.5.6 模糊综合评价方法
• 1.5.7 测定指标与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 饮料组分的主要营养成分测定
• 2.2 甜味剂的确定
• 2.3 酸味剂的确定
• 2.4 饮料配方优化
• 2.5 GABA复合饮料澄清工艺选择
• 2.6 饮料模糊综合评价
• 2.7 饮料质量指标
• 2.7.1 感官质量
• 2.7.2 理化指标
• 2.7.3 微生物指标
• 3 讨论
• 4 本章小结
• 参考文献
• 全文结论
• 致谢