酿酒酵母固定化及其对桑椹果酒发酵过程中花色苷的影响研究

发布时间：2023-02-26 05:18

　　桑椹是桑科植物桑树的复果,富含多种营养和功能成分,其所含的花色苷是一类重要的生物活性成分,具有抗氧化、保护视力、促进肠道菌群多样性等功能。但是在桑椹果酒发酵过程中,花色苷受到较大程度的损失,影响了桑椹果酒的色泽和保健价值。因此,如何降低桑椹发酵果酒的花色苷损失已成为行业研究热点问题。本文将传统酿酒酵母细胞进行固定化,研究固定化酵母发酵对花色苷降解的影响,取得的研究进展如下:以果酒中花色苷保留率为筛选指标,从多种材料中筛选并确定了琼脂作为酿酒酵母的最优固定化载体,进行桑椹果酒发酵后,固定化酵母组比游离酵母组的花色苷含量提高了36.57%,其最终花色苷的保留率为61.43%。经扫描电镜观察可知琼脂易于吸附酵母,并能提供酵母生长空间,固定化对酵母细胞的毒害作用较弱。通过单因素试验和响应面设计对琼脂固定化酵母细胞的效果进行了优化,确定了最适固定化条件,最适条件下发酵所得的果酒中花色苷的保留率为64.95%。经反复分批发酵试验后发现,固定化酵母组花色苷的保留率显著高于游离酵母组,在连续发酵六批次后,固定化酵母组花色苷保留率约为第一批次的91.80%,而游离组仅为第一批次的77.30%。研究了果酒...

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 细胞固定化研究进展
        1.1.1 细胞固定化概述
        1.1.2 固定化细胞的载体
            1.1.2.1 载体的选择
            1.1.2.2 载体的分类
        1.1.3 细胞固定化方法
            1.1.3.1 吸附法
            1.1.3.2 共价结合法
            1.1.3.3 交联法
            1.1.3.4 包埋法
        1.1.4 细胞固定化技术的应用
    1.2 桑椹花色苷研究进展
        1.2.1 花色苷简介
        1.2.2 花色苷的稳定性
            1.2.2.1 光照
            1.2.2.2 pH
            1.2.2.3 温度
            1.2.2.4 金属离子
            1.2.2.5 化学试剂
        1.2.3 花色苷的生物活性
        1.2.4 果酒酿造过程中部分关键酶对花色苷的影响
    1.3 蛋白组学研究进展
    1.4 本研究的目的与意义
    1.5 本研究的主要内容
第二章 用于桑椹果酒发酵的固定化酵母载体的筛选
    2.1 引言
    2.2 实验材料和设备
        2.2.1 菌种
        2.2.2 主要试剂和材料
        2.2.3 主要仪器与设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 培养基的制备
        2.3.2 酵母菌的活化、培养及收集
        2.3.3 固定化酵母细胞的制备
            2.3.3.1 以海藻酸钠为载体的固定化酵母的制备
            2.3.3.2 以海藻酸钠-丝瓜瓤基质为载体的固定化酵母的制备
            2.3.3.3 以结冷胶为载体的固定化酵母的制备
            2.3.3.4 以海藻酸钠-聚氧化乙烯为载体的固定化酵母的制备
            2.3.3.5 以甘蔗渣为载体的固定化酵母的制备
            2.3.3.6 以薄壳蚕茧为载体的固定化酵母的制备
            2.3.3.7 以琼脂为载体的固定化酵母的制备
            2.3.3.8 以玉米芯为载体的固定化酵母的制备
        2.3.4 桑椹果酒的发酵
        2.3.5 琼脂固定化酵母的扫描电镜(SEM)观察
    2.4 测定方法
        2.4.1 花色苷保留率的测定方法
        2.4.2 酒精度的测定方法
        2.4.3 花色苷的测定方法
            2.4.3.1 缓冲液的配制
            2.4.3.2 pH示差法测定花色苷的含量
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 海藻酸钠固定化酵母制备及其发酵对花色苷保留率的影响
        2.5.2 薄壳蚕茧固定化酵母制备及其发酵对花色苷保留率的影响
        2.5.3 海藻酸钠-丝瓜瓤基质固定化酵母制备及其发酵对花色苷保留率的影响
        2.5.4 结冷胶固定化酵母制备及其发酵对花色苷保留率的影响
        2.5.5 海藻酸钠-聚氧化乙烯固定化酵母制备及其发酵对花色苷保留率的影响
        2.5.6 甘蔗渣固定化酵母制备及其发酵对花色苷保留率的影响
        2.5.7 琼脂固定化酵母制备及其发酵对花色苷保留率的影响
        2.5.8 玉米芯固定化酵母制备及其发酵对花色苷保留率的影响
        2.5.9 固定化材料的筛选
        2.5.10 琼脂固定化酵母的扫描(SEM)结果与分析
    2.6 本章小结
第三章 酿酒酵母固定化方法的优化
    3.1 引言
    3.2 实验材料和设备
        3.2.1 菌种
        3.2.2 主要试剂和材料
        3.2.3 主要仪器与设备
    3.3 实验方法
        3.3.1 琼脂浓度对发酵桑椹汁中花色苷保留率的影响
        3.3.2 酵母接种量对发酵桑椹汁中花色苷保留率的影响
        3.3.3 琼脂块大小对发酵桑椹汁中花色苷保留率的影响
        3.3.4 固化时间对发酵桑椹汁中花色苷保留率的影响
        3.3.5 响应面分析设计实验方案
        3.3.6 反复分批发酵
            3.3.6.1 游离酵母反复分批发酵实验
            3.3.6.2 固定化酵母反复分批发酵实验
    3.4 测定方法
        3.4.1 花色苷保留率的测定
        3.4.2 酒精度的测定方法
        3.4.3 花色苷的测定方法
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 琼脂浓度对花色苷保留率的影响
        3.5.2 酵母接种量对花色苷保留率的影响
        3.5.3 琼脂块大小对花色苷保留率的影响
        3.5.4 固化时间对花色苷保留率的影响
        3.5.5 响应面试验设计及结果分析
        3.5.6 酵母细胞反复分批发酵
    3.6 本章小结
第四章 桑椹果酒发酵过程中花色苷代谢相关酶的研究
    4.1 引言
    4.2 实验材料和设备
        4.2.1 菌种
        4.2.2 主要试剂和材料
        4.2.3 主要仪器与设备
    4.3 实验方法
        4.3.1 发酵动力学曲线测定
            4.3.1.1 游离酵母发酵动力学曲线测定
            4.3.1.2 固定化酵母发酵动力学曲线测定
        4.3.2 β-葡萄糖苷酶曲线测定
            4.3.2.1 游离酵母β-葡萄糖苷酶曲线测定
            4.3.2.2 固定化酵母β-葡萄糖苷酶曲线测定
        4.3.3 酵母各组分提取方法
            4.3.3.1 细胞壁组分的提取
            4.3.3.2 细胞质组分的提取
            4.3.3.3 膜连接组分的提取
    4.4 测定方法
        4.4.1 花色苷保留率的测定方法
        4.4.2 酒精度的测定方法
        4.4.3 花色苷的测定方法
        4.4.4 β-葡萄糖苷酶酶活测定方法
            4.4.4.1 对硝基苯酚(pNP)标准曲线测定
            4.4.4.2 β-葡萄糖苷酶的酶活测定
    4.5 结果与讨论
        4.5.1 pNP标准曲线
        4.5.2 果酒发酵过程中酒精度和花色苷浓度的变化
        4.5.3 发酵时间与酵母中β-葡萄糖糖苷酶酶活的关系
        4.5.4 游离酵母各部位β-葡萄糖苷酶酶活
    4.6 本章小结
第五章 基于iTRAQ技术研究酵母在果酒酿造过程中酶的变化
    5.1 引言
    5.2 实验材料及方法
        5.2.1 实验材料和设备
            5.2.1.1 菌种
            5.2.1.2 主要试剂和材料
            5.2.1.3 主要仪器与设备
            5.2.1.4 主要试剂配制方法
        5.2.2 样品
        5.2.3 蛋白质提取和定量
            5.2.3.1 蛋白提取
            5.2.3.2 蛋白质定量
        5.2.4 蛋白酶切及iTRAQ试剂标记
            5.2.4.1 菌体蛋白酶解
            5.2.4.2 iTRAQ试剂标记
        5.2.5 第一维高pH-RP液相分离
        5.2.6 第二维反向液质联用HPLC-MS
        5.2.7 数据库检索
        5.2.8 差异表达蛋白筛选标准
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 不同发酵阶段酵母菌总蛋白定量
        5.3.2 不同酵母发酵降解花色苷过程中差异表达蛋白质的鉴定
        5.3.3 不同酵母发酵降解花色苷过程中差异表达蛋白质的生物信息学分析
            5.3.3.1 差异表达蛋白质的GO(Gene Ontology,基因本体论)功能注释和分类
            5.3.3.2 差异表达蛋白质 KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,京都基因与基因组百科全书)注释和通路分析
            5.3.3.3 蛋白质相互作用(PPI)
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的科研成果



本文编号：3749898