【摘要】：水蘇糖是唇形科水蘇屬植物中天然存在的非還原性功能性低聚糖,具有增殖腸道益生菌、抑制腐敗菌生長,促進腸道蠕動等眾多功能。同時,水蘇糖具有天然、綠色、使用量低、無副作用的優(yōu)點,其作為功能性食品的配料受到廣泛關注,有廣闊的應用前景和巨大的開發(fā)價值。從天然原料中直接提取生產(chǎn)的水蘇糖產(chǎn)品純度較低,“雜糖”的存在降低了水蘇糖的功能特性,限制了它的使用。因此,開發(fā)一種提高水蘇糖純度的新技術對于開拓水蘇糖的應用領域具有重要意義。本文旨在建立一套提高水蘇糖純度的工藝技術,為高純度水蘇糖的大規(guī)模生產(chǎn)提供理論及實踐指導。本實驗以干基草石蠶為原料,以總糖和蛋白含量為指標,篩選并確定最佳的復水時間為3 h,通過高溫提取草石蠶獲得水蘇糖糖液,分別以黑曲霉、米曲霉、乳酸菌和乳桿菌為發(fā)酵菌株,對提取液進行發(fā)酵,以水蘇糖保留率和蔗糖降解率篩選單菌發(fā)酵的菌株,研究表明,與乳酸菌相比,曲霉降解蔗糖的能力較強,但消耗果糖的能力較差,在曲霉菌發(fā)酵過程中易造成“果糖”堆積,而乳酸菌(嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌)和鼠李糖乳桿菌能快速消耗果糖,但蔗糖利用率低。其中黑曲霉和乳酸菌(嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌)純化水蘇糖的潛力相對較高,黑曲霉發(fā)酵36 h后,水蘇糖的保留率為91.23%,蔗糖的降解率為65.59%,乳酸菌在發(fā)酵36 h后,水蘇糖保留率為94.33%,蔗糖降解率為28.39%,宜被選用作為發(fā)酵純化的菌株。同時研究表明,果糖基轉移酶與微生物發(fā)酵法聯(lián)合純化水蘇糖不可行�；诟骶陮�、葡萄糖、蔗糖、水蘇糖等的利用規(guī)律,選擇合適的菌株組合進行混菌發(fā)酵,分析、優(yōu)化混菌發(fā)酵工藝。研究顯示,低接種量更有利于水蘇糖純化,最優(yōu)的混菌發(fā)酵組合為0.01%黑曲霉和0.01%乳酸菌,混菌發(fā)酵純化水蘇糖的效果要優(yōu)于單菌發(fā)酵。乙二胺四乙酸(EDTA)二鈉能使微生物分泌的胞外酶水解糖的速度和微生物消耗單糖的速度處于平衡狀態(tài),減緩了水蘇糖的降解。同步發(fā)酵純化水蘇糖的效果優(yōu)于滯后發(fā)酵,在發(fā)酵36 h后,同步發(fā)酵的水蘇糖保留率高于滯后發(fā)酵的10.12%;嚴格控制發(fā)酵液pH在5.5-7.0,有利于減緩水蘇糖的降解,且不影響蔗糖的發(fā)酵;相比靜置發(fā)酵,搖床發(fā)酵可為微生物提供充足的氧氣以及減緩糖化酶的作用,更有利于水蘇糖的純化;帶渣發(fā)酵純化水蘇糖的效果好于傳統(tǒng)提取液單獨發(fā)酵,水蘇糖不斷溶出及草石蠶渣中殘留維生素和礦物質等為微生物生長提供了充足的營養(yǎng),使微生物生長更協(xié)調(diào)。最后探究了活性炭、膜處理及離子交換樹脂等純化工藝,對糖液的脫色、脫蛋白和除鹽效果影響。研究顯示,高溫高壓提取草石蠶所得蛋白類物質多為小分子肽和氨基酸,其游離氨基酸組成中帶電荷氨基酸占較高比例,經(jīng)發(fā)酵后谷氨酸含量顯著增加�；钚蕴棵撋珬l件:1%添加量,55℃,90 min。D001型大孔強酸性陽離子交換樹脂和D301型大孔弱堿性陰離子交換樹脂最適宜水蘇糖中雜質的去除。在料液溫度為35℃,以3.77BV/H流速對提取液進行離交,蛋白和灰分脫除率高達93.70%、97.81%,脫色率達99.5%。草石蠶提取液凍干樣中鐵、銅含量較低。鈉含量較高,但樹脂對其脫除效率較好,脫除率高達98.57%。草石蠶提取液凍干樣中富含酚酸類物質,經(jīng)微生物發(fā)酵、活性炭脫色及樹脂純化后,這些酚酸類物質可全部吸附去除。草石蠶提取液經(jīng)0.01%黑曲霉+0.01%乳酸菌混菌組合發(fā)酵36 h后,進行離心過濾、活性炭脫色、100 KDa膜包過濾,使用D001和D301樹脂床串聯(lián)離交,冷凍干燥后,樣品水蘇糖含量高達78.13%。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ920.6

【參考文獻】

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本文編號：2709766