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2002年卫生部将纳豆作为普通食品进行管理,纳豆中的有效成分纳豆激酶(Nattokinase,NK)对降低人体血液粘稠度有特殊疗效,目前市场上的NK产品主要从日本、台湾进口,虽然售价高达2000元/kg左右,但是仍然深受血粘稠患者的热捧,因此近年来NK产品研发已成为国内外研究的热门课题。本课题以从中国普通微生物菌种保藏中心(China GeneralMicrobiological Culture Collection Center, CGMCC)购买的来源于美国的一支纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto, ID1.1086)为起始菌种,研究了纳豆激酶的发酵、提纯和应用等方面,主要研究内容包括以下5个方面。(1)纳豆的制备及其质量检测。通过对精选黄豆进行清洗、浸泡、沥水、蒸煮、冷却、接种、发酵、后熟等工艺制得纳豆,同时对其质量进行检测。检测结果表明,纳豆呈淡黄色,具有纳豆特有的滋气味,粘性强、拉丝状态好、豆粒软硬适宜,无肉眼可见杂质;纳豆含水量为57.4g/100g,氨基酸态氮(以氮计)为0.355g/100g,蛋白质为19.56g/100g。以上测定结果符合SB/T10528-2009《纳豆》对纳豆指标的各项要求。(2)NK固体发酵条件的研究。首先对影响NK活力的食盐加入量、大豆初始含水量、大豆蒸煮时间、菌体接种量、发酵时间、发酵温度和后熟时间等7个固体发酵条件进行了单因素实验,确定了每个因素的最佳值;其次通过预备试验确定了影响NK活力的关键因素,即:大豆初始含水量,大豆蒸煮时间,菌体接种量;并通过正交实验和验证实验,确定了最佳优化结果,即大豆初始含水量为50%,大豆蒸煮时间45min,菌体接种量为10%。(3)盐析法分离纯化NK的研究。采用硫酸铵作为盐析用盐,并绘制盐析曲线,根据盐析曲线,选择30%的硫酸铵饱和度沉淀杂蛋白,选择70%的硫酸铵饱和度沉淀NK,得到盐析法分离纯化结果为:比活力达到508.1IU/mg,纯化倍数为1.21,回收率达到92%。(4)超滤法分离纯化NK研究。根据NK分子量为27728的特性,选择截留分子量分别为30KD和10KD的超滤膜,将NK粗酶液首先通过截留分子量为30KD的超滤膜,再将其透过液通过截留分子量为10KD的超滤膜,收集中间分子量段的NK滤液;同时研究了操作压力、料液温度和料液pH值等三个超滤工艺参数对膜通量和NK含量的影响,并通过单因素试验和正交实验,得到了最佳优化结果,即操作压力为0.25Mpa,料液温度为37℃,料液pH值为7.0。根据超滤工艺参数优化结果,得到超滤法分离纯化NK结果为:比活力达到1052.4IU/mg,纯化倍数为2.50,回收率达到81%,与硫酸铵盐析法分离纯化NK相比较,虽回收率有所下降,但NK的纯化倍数得到很大提高,且纯化步骤简单、纯化条件温和,减少了NK的损失。(5)山楂速溶纳豆粉的研制。采用冷冻干燥法制备纳豆粉及纳豆激酶粉,其冻干条件为:冻干温度为-54℃,真空度为0.08mbar。将纳豆粉、山楂粉、麦芽糊精、黄原胶等原辅料经过100目筛、混合、调配和包装等工艺制得山楂速溶纳豆粉,在单因素实验的基础上,以感官评价为评分标准,采用L9(3~4)正交实验和极差分析得到山楂速溶纳豆粉最佳配方及工艺条件为:纳豆粉与山楂粉质量比为1:0.3,麦芽糊精添加量为20%,黄原胶添加量为0.3%,冲调温度为60℃,此工艺条件下山楂果香浓郁、速溶性好且无分层现象。