豆粕发酵制备活性大豆肽工艺研究

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大豆蛋白经化学水解、微生物发酵或蛋白酶酶解作用,再经过分离和精制等工艺制得的大豆肽,具有母体蛋白所不可比拟的生物活性和良好的加工特性,是一种有益的大豆深加工产品,因此被广泛应用于食品、医药、化妆品等多个领域。但加工大豆肽的得率低,生产成本高,制约大豆肽市场的发展。本文以豆粕为原料,筛选发酵降解大豆蛋白生产大豆肽的合适菌株,并系统考察发酵条件、脱色和分离纯化工艺及大豆肽的抗氧化活性和理化性质,为开发豆粕发酵生产大豆肽奠定基础。从4类菌株中筛选出水解蛋白能力最强的枯草芽孢杆菌。以大豆肽浓度为指标,首先采用Plackett-Burman,最陡爬坡设计和Box-Behnken设计相结合的方法对发酵培养基进行优化,得出最佳发酵培养基:豆粕浓度65.46g/L、葡萄糖浓度3.87g/L、碳酸钙浓度2.47g/L。该条件下大豆肽浓度39.47g/L,比优化前提高了32.67%。在优化培养基的基础上,选用单因素实验对其它发酵条件进行优化,得出最佳发酵条件为:发酵温度37℃,摇床转速220r/min,发酵时间48h,得到大豆肽浓度达40.26g/L。空间排阻色谱法分析表明,发酵液的大豆肽分子量分布集中在300~5000Da之间,占比达87.23%。选用活性炭吸附法对发酵液进行脱色,通过单因素实验对脱色条件进行优化。获得最佳条件确定为:活性炭用量4%(w/v),时间30min,温度50℃,浓缩液大豆肽浓度为72mg/mL。在此条件下浓缩液的脱色率为82.12%,大豆肽的损失率为19.12%。选用SephadexG-15凝胶层析法分离大豆肽,通过单因素实验对分离条件进行优化,得出最佳分离条件为:柱高48cm,流速2mL/min,上样量4mL,大豆肽浓度为80mg/mL。此条件下分离得到三个组分,其分子量主要分布范围在5000~1818Da、1764~1398Da和325~276Da。选用抑制脂质过氧化反应能力法、ABTS法、FRAP法、ORAC法和金属螯合能力,研究大豆肽组分I、II和酶解肽组分IV的抗氧化性,证明抗氧化能力的大小:组分II>组分I>组分IV。对比大分子肽组分和酶解肽,小分子大豆肽具有更强的抗氧化性。浓缩肽液经冷冻干燥制得粉末产品,分析产品基本成分,三氯乙酸溶解度92.56±0.75%,产品分子量分布在300-5000Da之间的占89.5%,所测的各项指标符合国标(GB/T22492-2008)二级大豆肽标准。
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