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啤酒酵母磷脂的制备联产多糖及蛋白肽的工艺研究

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第一章前言

1.1 啤酒废酵母的综合利用

1.1.1 在饲料行业的应用

1.1.2 在食品行业的应用

1.1.3 在生物制药行业的应用

1.2 啤酒酵母中磷脂的提取与应用研究

1.2.1 磷脂的化学结构与理化性质

1.2.2 磷脂的提取研究

1.2.3 磷脂的应用研究

1.3 啤酒酵母中多糖的提取与应用研究

1.3.1 酵母多糖的提取研究

1.3.2 酵母多糖的应用研究

1.4 啤酒酵母中蛋白肽的提取与应用研究

1.4.1 酵母蛋白肽的提取研究

1.4.2 酵母蛋白肽的应用研究

1.5本文主要研究内容、创新点

1.6展望

第二章啤酒酵母磷脂提取工艺研究

2.1 酵母磷脂提取工艺研究

2.1.1 实验材料与仪器设备

2.1.2 实验方法

2.1.3 实验结果与讨论

2.2 酵母磷脂的纯化与磷脂成分的薄层色谱分析

2.2.1 实验材料与仪器设备

2.2.2 实验方法

2.2.3 实验结果与讨论

2.3 本章小结

第三章联产酵母多糖及蛋白肽的工艺研究

3.1 实验材料与仪器设备

3.2 实验方法

3.2.1酵母多糖的提取

3.2.2酵母蛋白肽的提取

3.2.3联产酵母多糖及蛋白肽的工艺优化

3.3 实验结果与讨论

3.3.1 酵母多糖的提取

3.3.2 提取工艺的优化

3.3.3 酵母多糖分子量测定

3.4经济效益分析

3.5本章小结

第四章结论

参考文献

致谢

附录

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摘要

啤酒废酵母是在啤酒生产过程中经主发酵和后发酵两道发酵工艺后所产生的副产物。啤酒酵母中营养丰富,45%~50%左右为蛋白质,基本能够满足人体对必须氨基酸的需求;酵母多糖含量在25%~35%左右,主要是甘露聚糖和β-(1,3)-D-葡聚糖,具有抗肿瘤、抗病毒、降血糖血脂、增强机体免疫力等功能;磷脂作为重要的两亲物质,既是重要的乳化剂和表面活性剂,又是食品添加剂,含量在4%~5%左右。对啤酒废酵母进行综合应用,既能减少环境污染,避免资源浪费,又能提高经济效益,拓宽产业链条。本文以啤酒废酵母为原料,研究了磷脂联产β-(1,3)-D-葡聚糖、甘露聚糖和蛋白肽的分离、提取方法,主要研究结果如下:
  实验通过复合蛋白酶对酵母细胞破壁处理后,利用混合有机溶剂对酵母磷脂进行提取,探究了正庚烷、正己烷、异丙醇和乙醇四种有机溶剂不同比例组合对磷脂得率的影响。通过实验获得最佳条件:正庚烷与异丙醇(3:1)混合提取,料液比为1:11,85℃下提取30 min,得率为3.87%,达到了传统氯仿-甲醇法的80.29%。实验证实,利用正庚烷与异丙醇混合溶液(HPIP)提取磷脂基本实现了低毒性溶剂提取磷脂的要求。
  实验利用硅胶固相萃取小柱(SPE小柱)纯化磷脂并结合薄层色谱分析技术(TLC)对酵母各磷脂组分进行分离鉴定。确定最终萃取条件为:400mg/mL的磷脂样品上样量为0.5mL,先后用5 mL正己烷和4 mL氯仿将麦角甾醇和中性脂肪洗脱出来,然后用10 mL甲醇洗脱磷脂,样品中磷脂回收率为80.96%。每根SPE小柱可重复利用两次。再以TLC法进行分析,展开溶剂为氯仿:甲醇:水(V/V/V为6.07:2.43:1.5),展开7cm。碘显色后,在与磷脂对照品色谱相应的位置上显现4个分离清晰的斑点,分别为磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰肌醇(PI)和磷脂酰丝氨酸(PS)。实验证实,利用硅胶萃取小柱纯化磷脂,结合TLC法快速分离鉴定磷脂成分简单方便,样品中有机溶剂残留量低,且易实现操作自动化。
  酵母多糖及蛋白肽主要存在于利用复合蛋白酶水解酵母细胞提取磷脂后的上清液以及酵母沉淀物中,由于酵母沉淀物中仍有少许细胞壁未破碎,多糖及蛋白释放不彻底,为提高多糖及蛋白肽的得率,采用碱溶液处理提取磷脂后的酵母沉淀物。实验通过对比不同的酵母多糖及蛋白肽的提取方法,确定用复合蛋白酶与碱法相结合提取啤酒酵母中的甘露聚糖和β-(1,3)-D-葡聚糖,并用sevage试剂(氯仿:正丁醇为5:1)沉淀多糖溶液中的蛋白肽。通过响应面软件分析后确定了最佳提取条件:碱提温度64℃、碱提时间1 h、NaOH浓度2%,此时β-(1,3)-D-葡聚糖的得率为14.87%、甘露聚糖的得率为19.64%,蛋白肽的得率为16.56%。实验中所获得的蛋白肽产品,分子量小于3000 Da的占81.5%,分子量小于1000 Da的占60.31%。这说明所获得的产品大部分是以短肽或氨基酸的形式存在的。酵母甘露聚糖的相对分子质量主要分布在213KD左右,成分比较单一。β-(1,3)-D-葡聚糖虽然得到了一定程度上的降解,但是其中分子量大于200KD的β-(1,3)-D-葡聚糖占66.07%,具有强生物活性的β-(1,3)-D-葡聚糖所占的比例较高。
  本研究得到了制备酵母磷脂联产酵母甘露聚糖、β-(1,3)-D-葡聚糖及蛋白肽的工艺,对全面开发啤酒酵母资源、提高酵母产品的附加值奠定了理论基础。

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