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与化学合成的表面活性剂相比,生物表面活性剂具有无毒、可降解特性,正逐渐被应用于食品化工等领域。脂肽作为一种新型的生物表面活性剂,不仅具有良好的乳化性质,还具有抗菌、抗癌、抗病毒、增溶、润湿等作用,已被广泛应用于食品加工与保鲜、农业生物防治、环境工程、原油开采、医药及化妆品等领域。脂肽一般由微生物代谢产生,但是由于微生物代谢的复杂性,产物分离纯化成本较高,脂肽产量较低,无法满足工业化的需求。本研究利用廉价底物对枯草芽孢杆菌ATCC21332进行发酵优化(主要考察因素为碳源以及氮源种类、碳源以及氮源的浓度、接种量、装液量),以期提高脂肽的产量。通过监测最佳发酵条件下发酵液中底物利用水平,同时探究不同氨基酸对枯草芽孢杆菌脂肽合成的影响,从而为枯草芽孢杆菌产脂肽的发酵优化过程提供理论依据。为了进一步探究脂肽提取物的乳化性质,将脂肽提取物添加到面包中,研究不同添加量脂肽对面包面团发酵烘焙以及储藏特性的影响(包括面包储藏过程中的面包质构、水分迁移、回生焓、面包表皮水分活度的变化),并进一步确定最佳脂肽添加量。从而为生物表面活性剂的工业化生产以及脂肽作为一种新型的食品添加剂提供新思路。主要研究成果如下:枯草芽孢杆菌在葡萄糖含量7 g/L,豆粕含量40 g/L,接种量5%,装液量(溶氧量)120 mL(500 mL的容量瓶),温度30℃,转速150 r/min,发酵120 h时,脂肽产量最高为4885 mg/L,相比文献报道中通过添加活性炭载体得到的最高产量3600 mg/L增加了35.70%。对产脂肽的枯草芽孢杆菌的最佳发酵条件下,不同时间的脂肽产生量、枯草芽孢杆菌的生物量、底物利用水平(包括葡萄糖以及发酵液中氨基酸的变化水平)以及发酵液的表面张力变化的测定,结果发现,枯草芽孢杆菌在进入对数期后即14 h时开始合成脂肽,此时发酵液中葡萄糖基本消耗完全,发酵液中表面张力从24 mN/m下降到15 mN/m。其中谷氨酸在81 h时急剧增加,后迅速降低。通过添加不同氨基酸到枯草芽孢杆菌的发酵培养基中可以看出,谷氨酸添加对Bacillus subtilis脂肽合成有着显著影响,脂肽产生量为954 mg/L,相比空白组可以使脂肽产生量增加6倍。针对脂肽的理化性质,通过对比不同脂肽添加量(即以面粉为基准,脂肽添加量分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)对面包比容、全质构的影响,发现随着脂肽添加量增加,面包比容先增大后逐渐减小,面包芯硬度、咀嚼性以及内聚性呈现逐渐降低后略微增加的现象,弹性以及粘度先逐渐增大后减小。其中当脂肽添加量为0.4%时,面包比容相比空白组增加16%,为7.04 m L/g,面包芯硬度最低为95.9 g,此时面包弹性最大。在面包储藏过程中,通过对比不同脂肽添加量对面包质构、水分迁移、回生焓值的影响,发现在面包储藏过程中,随着脂肽添加量的增加,面包硬度逐渐降低,乳化效果增强,面包芯部水分迁移速率呈现先减小后增加的趋势。当脂肽添加量为0.4%时,面包芯部水分减少速率最低,面包表皮水分增加速率最低,从而能够延缓面包老化。随着储藏期的延长,面包回生焓逐渐增加,当脂肽添加量为0.4%时,面包回生焓值最低,在储藏期为1天时,面包回生焓值为0.479 J/g,低于空白组11.79%。在储藏期为7天时,面包回生焓值为1.727 J/g,低于空白组21.93%。通过对0.2%以及0.4%脂肽添加量的面包表皮水分活度的测定,来探究脂肽对储藏期中面包货架期的影响。发现与空白组相比,添加脂肽能够降低面包表皮水分活度,脂肽添加量越多,面包表皮水分活度越低。当脂肽添加量为0.4%时,面包表皮水分活度在储藏期为7天时达到0.864,低于空白组4%。