啤酒废酵母中提取核糖核酸工艺的研究

论文摘要

啤酒酵母细胞中含有丰富的蛋白质、核糖核酸、维生素等利用价值很高的组分,搞好啤酒废酵母的资源化利用具有重要的意义。本论文详细研究了啤酒废酵母的资源化利用—提取核糖核酸的工艺技术,并建立了弱碱盐法提取核糖核酸的工艺技术路线。主要研究结果如下:1.啤酒废酵母预处理技术的研究。研究确定了啤酒废酵母预处理技术及参数:啤酒废酵母用2倍体积去离子水洗涤2次,过120目筛;用2倍体积的0.5%碳酸氢钠水溶液洗涤10min,2倍体积去离子水洗涤2次。2.考察了不同工艺方法和条件对核糖核酸提取的影响,建立了弱碱盐法提取核糖核酸的工艺技术路线。采用单因素实验和正交试验相结合的方法,详细研究考察了NaCl用量、pH值、抽提时间、抽提温度、酵母浓度等因素对核糖核酸提取的影响,建立了弱碱盐法提取核糖核酸的工艺技术路线,确定了较优提取工艺参数:抽提温度85℃,抽提pH值7.5,NaCl用量6.5%,抽提时间3h。核糖核酸提取率对啤酒废酵母(干基)和对酵母细胞中核糖核酸分别达到5.76%和91.14%,粗样品纯度达90.3%。3.对核糖核酸纯化、精制技术进行了研究。详细研究比较了等电点沉淀、硫酸铵沉淀、蛋白酶处理三种去除蛋白质以及脱盐、脱色的工艺方法,确定了采用蛋白酶法去除蛋白质和酒精洗涤纯化、精制工艺方案,蛋白酶的适宜用量为40U/g,75%的酒精洗涤四次,蛋白质去除率达70.1%,核糖核酸样品纯度达92.3%。经紫外、红外扫描图谱分析,核糖核酸样品与标准品图谱基本一致。4.对提取过程废水、脱核啤酒酵母等副产物的处理和综合利用进行了探讨,提出了处理和综合利用方案。酒精和NaCl可回收再利用,脱核啤酒酵母可用于提取蛋白或生产蛋白饲料添加剂、混合饲料等。本文对啤酒行业节能减排、搞好资源利用、提高经济效益具有重要的实用价值,为搞好啤酒废酵母的资源化利用奠定了基础。

论文目录

• 符号说明
• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 我国啤酒工业的发展和生产现状
• 1.2 啤酒废酵母综合利用的国内外发展现状
• 1.3 啤酒酵母的营养价值与功能
• 1.3.1 啤酒酵母细胞的组成
• 1.3.2 啤酒酵母中的蛋白质以及氨基酸组成
• 1.3.3 啤酒酵母中的维生素及生理活性物质
• 1.3.4 啤酒酵母中的微量元素
• 1.4 啤酒废酵母的应用
• 1.4.1 啤酒废酵母在饲料工业中的应用
• 1.4.2 啤酒废酵母在食品工业中的应用
• 1.4.3 啤酒废酵母在生物制药工业上的应用
• 1.5 核糖核酸分子结构及物理化学性质
• 1.5.1 核糖核酸分子结构
• 1.5.2 核糖核酸的物理化学性质
• 1.6 核糖核酸的应用
• 1.6.1 核糖核酸在医药方面的应用
• 1.6.2 核糖核酸在保健和食品方面的应用
• 1.6.3 核糖核酸在农业和环保方面的应用
• 1.7 啤酒废酵母提取核糖核酸的研究现状
• 1.8 立题背景及研究的目的意义
• 1.9 论文的主要研究内容
• 1.9.1 啤酒废酵母的预处理技术
• 1.9.2 核糖核酸提取工艺的研究
• 1.9.3 核糖核酸纯化技术的研究
• 1.9.4 过程废水及脱核酵母的回收利用
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 主要材料和试剂
• 2.1.2 主要仪器设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 啤酒废酵母的预处理
• 2.2.2 浓盐法提取核糖核酸
• 2.2.3 碱法提取核糖核酸
• 2.2.4 核糖核酸的测定方法
• 2.2.5 核糖核酸样品中蛋白质的测定
• 2.2.6 核糖核酸提取率的计算
• 2.2.7 核糖核酸纯度的计算
• 2.2.8 脱核啤酒酵母的成分分析
• 2.2.9 透射电镜观察酵母细胞结构
• 2.2.10 扫描电镜观察酵母细胞结构
• 3 结果与分析
• 3.1 啤酒废酵母的预处理
• 3.2 啤酒废酵母中核糖核酸提取方法的研究
• 3.2.1 浓盐法提取核糖核酸
• 3.2.2 碱法提取核糖核酸
• 3.3 弱碱盐法提取核糖核酸的提出及初步实验
• 3.4 酵母细胞结构的变化与核糖核酸提取之间的关系
• 3.5 弱碱盐法提取核糖核酸条件的优化
• 3.5.1 NaCl 浓度对核糖核酸提取的影响
• 3.5.2 提取pH 值对核糖核酸提取的影响
• 3.5.3 抽提时间对核糖核酸提取的影响
• 3.5.4 抽提温度对核糖核酸提取的影响
• 3.5.5 酵母浓度对核糖核酸提取的影响
• 3.5.6 主要影响因子的正交试验
• 3.5.7 较优提取工艺及参数的验证试验
• 3.6 抽提液中核糖核酸的沉淀与纯化
• 3.6.1 抽提液pH 值对核糖核酸沉淀的影响
• 3.6.2 核糖核酸粗制样品的纯度与蛋白质含量
• 3.6.3 抽提液中蛋白质的去除
• 3.6.4 核糖核酸样品的脱色、脱盐
• 3.7 弱碱盐法提取核糖核酸的工艺过程及工艺参数
• 3.8 纯化核糖核酸样品的鉴定
• 3.9 过程废水及脱核啤酒废酵母的回收利用
• 3.9.1 过程废水的回收处理和利用
• 3.9.2 脱核啤酒废酵母的成分分析与利用方案
• 4 讨论
• 4.1 关于酵母细胞壁破坏与核糖核酸的提取
• 4.2 关于氯化钠的用量问题
• 4.3 关于核糖核酸样品纯化问题
• 4.4 关于脱核啤酒酵母的应用探讨
• 4.5 进一步研究的方向
• 5 结论
• 5.1 研究建立了啤酒废酵母的预处理方案
• 5.2 弱碱盐法提取核糖核酸的工艺技术路线的提出
• 5.3 揭示了酵母细胞结构变化与核糖核酸抽提之间的关系
• 5.4 确定了弱碱盐法提取核糖核酸的工艺过程和控制参数
• 5.5 研究确定了抽提液蛋白去除与核糖核酸纯化技术方案
• 5.6 初步探讨了提取过程副产物的处理和综合利用方案
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文