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作者：

于洋

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摘要：

啤酒废酵母泥中含有多种营养成分及活性成分.具有较高的营养价值,药用(保健)价值.2012年,全国啤酒产量4902万千升.可以预见,较之过去传统发酵工艺和啤酒生产规模而言,未来我国每年伴随啤酒产量的不断提高将产生越来越多的啤酒废酵母泥.因此,啤酒废酵母泥的综合利用及产品开发研究具有重要意义. 啤酒废酵母中含有超氧化物歧化酶SOD,1997年欧盟禁止从牛的血细胞中提取SOD.目前SOD主要是从植物及微生物中提取,植物中SOD的含量比动物血液中的活性低,而酵母中SOD的活性高,利用啤酒废酵母泥提取SOD是获取SOD的重要途径,且产品安全性高. 目前大部分啤酒厂利用滚筒干燥的方法将啤酒废酵母泥干燥后直接添加到饲料中.由于设备制造精度及物料的原因,滚筒干燥加工啤酒废酵母泥,所得产品质量不均,有些产品含水率过高,还有些产品受长时间,过度加热而导致营养成分,活性成分被破坏,甚至产生有毒有害物质.严重影响其使用的安全性. 一般情况下,SOD表现出较短时间的耐热性能.喷雾干燥可以保护SOD的活性. 本文研究了啤酒废酵母泥喷雾干燥的加工工艺,采用响应面优化喷雾干燥的工艺参数.研究了超声-微波辅助法提取废酵母粉中的超氧化物歧化酶SOD的加工工艺,采用响应面优化工艺参数.并研究了利用柱层析技术进行SOD的纯化分离方法. 主要研究内容及结论如下: 1.影响喷雾干燥的工艺参数有进料浓度,进料速率,进风量,进风温度等.确定进料速率,进风量,进风温度的优化范围进行响应面中心拟合优化.根据生产实际的现状及需求,本实验选取超氧化物歧化酶SOD的活性为检验指标,以考马斯亮蓝方法测蛋白质的含量,改良后的邻苯三酚自氧化法测SOD活性.得到进料浓度20%,进料速率250mL/h,进风温度120℃,进风量80m3/min时的SOD活性较好. 2.根据喷雾干燥的实际情况,进料浓度选择20%,响应面优化法选取进风温度100℃─140℃,进料速率200mL/h─300mL/h,进风量60m3/min─90m3/min为优化范围,经过响应面中心拟合得到二次方程,经过方差分析,方程显著不失拟. 3.通过单因素实验确定优化参数及参数范围,根据喷雾干燥的实际情况,进料浓度选择20%,经过响应面中心拟合得到二次方程,方差分析后,方程显著不失拟.根据二次拟合方程得到喷雾干燥啤酒废酵母泥方法的最佳工艺参数为进风温度134℃,进料速率225mL/h,进风量72m3/min.经过验证,实验数据证明方程的最佳参数在误差允许的范围内. 4.采用超声-微波辅助法提取啤酒废酵母粉中的SOD.确定加盐量(NaCl),超声波强度,超声波作用时间,微波作用时间为破壁的主要影响因素,以SOD的活力为检测指标,确定各单因素的适合条件.通过冷丙酮沉淀方法对SOD进行沉淀,采取一次沉淀的方法,改变二次丙酮不同pH沉淀方法.利用响应面优化方法对超声-微波辅助法提取废酵母粉中SOD的工艺进行优化,得到最佳的破壁参数为超声波强度574W,超声波作用时间10.85min,微波作用时间2.7min,加盐量3%.对预测模型进行验证试验,验证结果该模型不失拟,在允许误差范围内. 5.通过实验确定超声-微波辅助法提取啤酒废酵母粉中SOD的工艺流程:SOD干酵母粉1g→NaCl溶液9mL浸泡12h,4℃→超声波震荡574W,10.85min→低温微波加热2.7min→4000r/min,离心3min→去沉淀,留上清液→加入适量冷丙酮,震荡均匀后静置30min→4000r/min离心5min→沉淀溶于蒸馏水中得SOD粗酶液. 6.采用葡聚糖凝胶Sephadex G-75层析柱对其分离.对比影响葡聚糖Sephadex G-75层析柱的主要因素,找出适合的分离条件,并通过紫外分光光度计的光谱扫描及SDS─聚丙烯酰胺凝胶电泳对纯化后的酶液进行纯度检测.得到上样量1mL,Tris-HCl缓冲液为洗脱液,1mL/min的流速效果更佳.

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关键词：

啤酒废酵母泥 喷雾干燥 超声 微波 超氧化物歧化酶

被引量：

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