纳豆菌液态发酵荞麦产纳豆激酶及其发酵产物中抗氧化活性物质的鉴定

发布时间：2020-11-04 20:49

　　 纳豆激酶(nattokinase简称NK)是一种由纳豆菌(Bacillus natto)产生的丝氨酸蛋白酶。高活力的纳豆激酶产品开发成为具有溶栓功效的功能性食品领域的研究热点。选择特色的发酵底物,并对发酵培养基及发酵条件进行优化,是降低纳豆激酶生产成本的重要途径。本文以荞麦为底物通过液态发酵同时获得高活性纳豆激酶、富含多酚的发酵产物,为利用纳豆菌开发具有显著溶栓、抗氧化活性的功能性食品提供理论和方法的指导。研究结果如下:(1)通过单因素法优化基础培养基,蛋白酶活从423.38 U/mL提升至1340 U/mL,纳豆激酶酶活从340.45 U/mL提升至630U/m L。在基础培养基中添加糙米和荞麦可显著促进纳豆菌产纳豆激酶、蛋白酶。采用浸泡蒸煮处理四种谷物、延长发酵时间可显著提高其发酵产物的蛋白酶酶活、纳豆激酶酶活。添加谷物(尤其是荞麦)发酵,可显著提高纳豆菌液态发酵产物抗氧化活性。谷物多酚、肽类物质与微生物代谢产物是发酵产物发挥抗氧化活性重要的物质基础。(2)以荞麦为原料,通过常温浸泡、加水打浆、联合耐高温α-淀粉酶的前处理方法,获得以荞麦为底物的发酵培养基。采用酶法制备大豆蛋白酶解产物,作为补充氮源添加至发酵培养基,并对比其与商业大豆蛋白胨作为补充氮源时菌体生长规律以及代谢物质(酶、可溶性蛋白、还原糖、多酚及抗氧化物质)变化规律,通过优化纳豆菌液态发酵荞麦产纳豆激酶揺瓶、2.5 L发酵罐条件,可制备具有高纳豆激酶活性(152.5 FU/mL,与商业大豆蛋白胨组相比,酶活提升了38%)、富含谷物多酚(0.109 mg/mL)且具有强抗氧化活性的发酵产物(27.43μmol Trolox equiv/mL)。本研究所制备的加脱脂乳粉的纳豆冻干粉的酶活及稳定性显著高于国产纳豆冻干粉,可以与著名进口商品媲美。(3)从发酵产物中共分离鉴定出8种多酚类化合物:咖啡酸、原儿茶酸、丁香酸、绿原酸、儿茶素、芦丁、牡荆素、金丝桃苷。采用超滤、乙醇分级沉淀及XAD-16大孔树脂对发酵产物进行分离纯化,获得富含抗氧化肽的洗脱组分(蛋白含量:66.51%;ORAC:1731.52μmol Trolox equiv/g)。从洗脱组分中共分离鉴定出28条多肽,在BIOPEP数据库当中搜索均未经报道,且所有肽段都包含疏水性氨基酸,其中有13条肽段含有至少一个强抗氧化氨基酸。GDKIYNVF中的IY片段、CRNLLLYPAGA中的LY片段、PWFFTST中的PW片段以及QGSGGPPIV中的GPP片段等在BIOPEP数据库中均被报道具有抗氧化活性。所鉴定的多酚、多肽是发酵产物发挥抗氧化活性重要的物质基础。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ925
【部分图文】：

第二章 纳豆菌液态发酵谷物产纳豆激酶及发酵产物抗氧化活性研究 发酵时间 24 h）的基础上，分别以甘油、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、可溶性淀粉、木糖九种实验室常见碳源作为单一碳源，添，分别测定蛋白酶活和纳豆激酶酶活，以单位体积发酵液酶活 可以看出，以麦芽糖为碳源时蛋白酶活和纳豆激酶酶活都为最能力的影响差别较大，其中以麦芽糖最佳，而当以α-乳糖或可酶活和纳豆激酶酶活则相对较低，造成这种显著差异的原因在利用能力不同。因此后续研究中以麦芽糖作为碳源。

图 2-2 不同氮源对产酶的影响Fig.2-2 Effect of nitrogen source on production of nattokinase and protease比对产酶的影响的碳源麦芽糖和氮源大豆蛋白胨基础上分别设置不同浓度比探究最适看出碳源过多或不足，或氮源过多或不足都会影响产酶量，当碳源为 1为 1:2 时，产酶量最高。表 2-1 碳氮比对产蛋白酶的影响Table 2-1 Effect of Carbon to nitrogen ratio on production of protease碳源（%）0.5 1 1.5 281.92±2.8 a 698.72±12.2 e 1065.12±38.8 g 1038.72

0.5 1 1.5 446.46±23.78 a 531.71±21.80 b 580.02±32.17 c 584.531.71±27.57 b 600.53±35.86 d 581.48±18.95 c 585.572.79±23.40 c 622.89±36.75 e 588.77±40.02 c 581.515.16±25.81 b 607.94±45.90 d 571.35±5.87 c 548.5酵条件的优化产酶的影响同的生长时期意味着处于不同的生理状态，会影响其在发酵培养物的产量。处于对数生长期的菌种，菌体生长旺盛，有利于缩短迟期的时间。研究接种种龄，以保证接入菌体处于对数生长期。-20 h 比较利于产酶，以 20 h 种龄为酶活最高。
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 廖卢艳;张喻;;枯草芽孢杆菌发酵米渣制备抗氧化肽发酵工艺条件的优化[J];激光生物学报;2015年04期

2 毕静;;糖化酶发酵生产中溶解氧的研究[J];中国酿造;2015年08期

3 郭利娜;朱玉;刁明明;陆兆新;吕凤霞;赵海珍;;枯草芽孢杆菌发酵小米糠对其抗氧化肽含量与抗氧化活性的影响[J];食品科学;2015年13期

4 翟飞红;王琪;刘艺;韩建荣;;姬松茸固态发酵对谷物主要营养成分的影响[J];食品工业科技;2015年06期

5 李宏涛;;抗血栓药物研究进展[J];黑龙江医药;2012年03期

6 魏嵘;刘震;文镜;;紫外分光光度法测定纳豆激酶体外纤溶活力[J];中国酿造;2012年01期

7 万春艳;赵谋明;赵海锋;;大豆蛋白水解物对酿酒酵母生长和发酵性能的影响[J];食品与发酵工业;2011年09期

8 马涛;刘德明;;花生抗氧化肽制备工艺的优化[J];中国食品添加剂;2011年02期

9 刘振杰;郭伟鹏;张菊梅;吴清平;林秀华;;纳豆的保健功效及开发应用[J];热带农业工程;2010年03期

10 赵凯;许鹏举;谷广烨;;3,5-二硝基水杨酸比色法测定还原糖含量的研究[J];食品科学;2008年08期

相关博士学位论文 前4条

1 申迎宾;四种谷物多酚抗氧化、降血脂作用评价研究[D];江南大学;2016年

2 郑淋;抗氧化肽的构效关系及定向制备的研究[D];华南理工大学;2015年

3 任强;苦荞麦化学成分及其代谢产物分析和鉴定方法研究[D];北京协和医学院;2013年

4 白凤翎;蛋白水解物促乳酸菌增殖及高密度培养体系研究[D];北京林业大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 辛晓亚;高品质小麦蛋白胨的制备及其作为发酵氮源的应用研究[D];江苏大学;2017年

2 王艳平;花生粕固态发酵制备纳豆激酶和生物活性肽的工艺研究[D];青岛大学;2017年

3 焦苗苗;纳豆活菌数与酶活相关性及在消化液中稳定性研究[D];陕西科技大学;2017年

4 黄婷;纳豆固态发酵及纳豆激酶分离纯化应用研究[D];武汉轻工大学;2016年

5 葛春蕾;高效分泌表达纳豆激酶的重组枯草芽孢杆菌的构建[D];江南大学;2016年

6 张佳男;花生鲜味肽的释放及其鲜味强度提升作用研究[D];华南理工大学;2016年

7 郭利娜;枯草芽孢杆菌发酵小米糠产抗氧化活性物质的研究[D];南京农业大学;2015年

8 张守禄;枯草芽孢杆菌溶栓酶的分离纯化及性质研究[D];中国海洋大学;2015年

9 朱大帅;薏仁中多酚类化合物降尿酸活性及其作用机制研究[D];华南理工大学;2015年

10 鲁洋;低嘌呤低MK-7和高酶活纳豆激酶产品的研发[D];江南大学;2014年

本文编号：2870591