红曲菌株与发芽糙米基因型的优选及富含GABA功能红曲米的研究

红曲菌株与发芽糙米基因型的优选及富含GABA功能红曲米的研究

论文摘要

γ-氨基丁酸(y-amino butyric acid,GABA)是一种重要的功能性因子,具有降低血压、营养神经等多种生理功能。目前国际上对GABA的研究正方兴未艾。发芽糙米和红曲菌均能积累丰富的GABA。本论文对发芽糙米不同品种、不同红曲菌株积累GABA的能力及红曲米的固体发酵条件进行了研究,主要结果如下:(1)通过比较8种不同的发芽糙米GABA提取方法对GABA回收率的影响,确定了最佳的GABA提取方法:5g磨成粉的样品置于锥形瓶,加入60%乙醇30ml,55℃恒温水浴6h,期间每隔30min摇匀30s,结束后在3000rpm条件下离心15min,取上清液浓缩至5ml,最后用0.45μm微孔滤膜过滤。该方法的GABA提取量最大,达到22.31mg/100g,是最低GABA提取量的3.8倍。(2)从60种不同类型(包括白米、红米和黑米)水稻中筛选出催化发芽后GABA含量最高达24.82mg/100g的特优黑米品种N84,是最低品种的4.0倍。(3)通过单因素和正交设计实验,研究了浸泡温度、浸泡时间、浸泡液pH、发芽温度和发芽时间等因素对特优黑米品种N84发芽后GABA产量的影响,确立了 GABA含量最高的最佳发芽条件:浸泡温度是20℃,浸泡时间为9h,浸泡pH是5.0,发芽时间为32h,发芽温度是35℃。在该条件下N84发芽糙米的GABA含量为28.94mg/100g,是未优化前的1.17倍。(4)从市购红曲米中分离纯化出95株红曲菌株,连同已有的13株红曲菌株,一起进行产GABA能力的筛选,得到产GABA能力最强的菌株5008,该菌株接种到N84发芽糙米后红曲米中的GABA含量高达22.43mg/100g,是最低菌株的2.0倍。(5)通过单因素优化实验、Plackett-Burman实验设计,研究了浸泡时间、蒸米时间、装米量、培养温度、浸泡液pH、透气孔数和培养周期等因素对红曲米中GABA累积的影响,确定了培养温度、培养周期、透气孔数为三个主要影响因子。在此基础上,通过Box-Behnken响应面优化设计进行发酵工艺优化,确定最佳的发酵工艺点:透气孔数5个,在25℃恒温条件下培养11天。在这个工艺点上,功能红曲米中GABA含量达到26.54mg/100g,比未优化前提高了 11.8%。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 糙米与发芽糙米
  • 1.2 红曲菌
  • 1.3 红曲
  • 1.4 γ-氨基丁酸(GABA)
  • 1.5 GABA的分析检测方法
  • 1.6 总结
  • 1.7 立题背景与意义
  • 第二章 发芽糙米GABA不同提取方法的研究
  • 2.1 材料与方法
  • 2.1.1 实验材料
  • 2.1.2 发芽糙米的制备
  • 2.1.3 发芽糙米中GABA的提取方法
  • 2.1.4 GABA的液相检测
  • 2.2 结果与分析
  • 2.2.1 GABA标准曲线的制作
  • 2.2.2 发芽糙米GABA不同提取方法的含量比较
  • 2.3 小结与讨论
  • 第三章 富含GABA发芽糙米的筛选及N84发芽条件的优化
  • 3.1 实验材料
  • 3.2 实验方法
  • 3.3 结果与分析
  • 3.4 N84发芽条件的优化
  • 3.4.1 数据处理与分析
  • 3.4.2 N84发芽条件优化的单因素实验
  • 3.4.3 N84发芽条件优化的正交设计实验
  • 3.5 小结与讨论
  • 第四章 高产GABA的红曲菌株的筛选
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 实验材料
  • 4.1.2 实验方法
  • 4.2 结果与分析
  • 4.2.1 红曲菌株的分离与鉴定
  • 4.2.2 所有红曲菌产GABA能力的初筛结果
  • 4.2.3 红曲菌产GABA能力的遗传稳定性初步分析
  • 4.3 小结与讨论
  • 第五章 富含GABA红曲米发酵工艺的优化
  • 5.1 材料与方法
  • 5.1.1 实验材料
  • 5.1.2 实验方法
  • 5.1.3 单因素实验
  • 5.1.4 Plackett-Burman优化设计
  • 5.1.5 Box-Behnken响应面分析
  • 5.2 结果与分析
  • 5.2.1 单因素实验结果
  • 5.2.2 Plackett-Burman优化设计实验结果
  • 5.2.3 Box-Behnken响应面分析实验结果
  • 5.3 小结与讨论
  • 第六章 结论与展望
  • 参考文献
  • 附录: 实验所用仪器设备
  • 致谢
  • 相关论文文献

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