以豆渣為原料固態(tài)發(fā)酵生產核黃素學習資料.ppt

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1、以豆渣為原料固態(tài)發(fā)酵生產核黃素核黃素又名維生素B2，化學結構是一個核糖醇側鏈的異咯嗪的衍生物,為橙黃色結晶，有苦味，是人體必需的水溶性維生素。一、立項依據(jù)1.項目實施目的和意義其形成的輔酶是許多氧化酶系統(tǒng)不可缺少的組成部分，在生物氧化過程中參與氫的傳遞，促進碳水化合物、蛋白質、脂肪以及核酸的代謝，尤其是對上皮細胞的不斷更新和皮膚黏膜的新陳代謝起著促進作用。核黃素缺乏可以引起體內多種代謝障礙。核黃素的生產方法主要有4種：植物體抽提法、化學合成法、微生物發(fā)酵法和半發(fā)酵半合成法。與其它方法相比，微生物發(fā)酵法屬于生物化學過程，無毒安全、轉化率高、成本低、生產速度快、產品純度

2、高、易于自動化控制，因而發(fā)展前景十分廣闊，日益受到世界核黃素生產商的青睞。目前利用微生物發(fā)酵法大規(guī)模工業(yè)生產核黃素主要采用液體深層發(fā)酵方法。固體發(fā)酵方法研究較少。在核黃素固體發(fā)酵生產的原料中，豆渣是加工大豆制品的副產物，具有豐富的營養(yǎng)價值。采用豆渣生產核黃素不僅效價高，而且原料來源廣泛，價格便宜且能提高大豆的利用價值，并能實現(xiàn)豆渣廢棄物的資源化利用。從發(fā)酵液中提取核黃素的方法主要有重金屬鹽沉淀法、Morehouse法、酸溶法和堿溶法。目前工業(yè)生產中大多采用酸溶法。酸溶法提取核黃素的能耗較大，經一次溶解、結晶獲得的核黃素純度只有60%～70%。本實驗采用堿溶法提取核黃

3、素，經二次分離結晶，最終獲得的成品純度可達到92.6%，總收益率可達80%。堿溶法提取核黃素不僅收益率高,而且能耗低。2.主要參考文獻[1]項昭保,戴傳云,朱蠡慶.核黃素生理生化特征及其功能[J],食品研究與開發(fā),2004,25(6),90-95.[2]宋德貴,衛(wèi)軍,楊生玉.利用豆渣黃漿水發(fā)酵生產核黃素的研究[J],廣西工學院學報，2005,16(4),73-77.[3]陳佩林,趙春.微生物發(fā)酵產核黃素研究進展[J],畜牧與獸醫(yī),2005,37(4),54-56.[4]汪多仁.維生素B2的開發(fā)與應用,發(fā)酵科技通訊,2008,37(3),31-33.[5]李標,戴傳云

4、,趙宏偉,王伯初,唐坤.低強度超聲波刺激對阿氏假囊酵母細胞次生代謝的影響,生物技術通訊,2005,16(3)，271-273.[6]宋輝,班睿.ribR基因在產核黃素枯草芽胞桿菌中的組成型表達2007,40(6),71-76.1.項目實施的內容、方法、技術路線本研究旨在采用大豆飲料（豆?jié){）所產生的廢棄物---豆渣為原料，采用固態(tài)發(fā)酵的方法，制備維生素B2(核黃素)。在生產維生素B2的同時，實現(xiàn)豆渣廢棄物的資源化利用。（1）技術路線如下：二、項目實施方案（2）研究內容：①通過上述技術路線研究最佳發(fā)酵溫度、最佳發(fā)酵pH值和最佳發(fā)酵時間；②通過上述技術路線研究發(fā)酵過程中最

5、佳的發(fā)酵添加誘導物和生長因子；③通過上述技術路線研究該工藝的其他影響因素包括接種量、搖瓶時間等。（3）具體方法：①所用菌種為阿氏假囊酵母(Ecemotheciumashbyii)②種子培養(yǎng)基：100%麥芽汁，pH6.5，糖度7波美，115℃滅菌20min。③發(fā)酵培養(yǎng)基：干豆渣15g（小米面4.5g麩皮4.5g玉米糝3g），水45ml，pH6.0，經121℃滅菌30min。④培養(yǎng)：將阿氏假囊酵母菌種接種到種子培養(yǎng)液中,于28℃轉速為160r/min的搖床振蕩培養(yǎng)2天。⑤發(fā)酵：取5ml種子液接種到發(fā)酵培養(yǎng)基，28℃培養(yǎng)13天，待測。⑥產物提取及檢測：a.酸溶法：待測樣品

6、在105℃干燥至恒定后，精確稱取0.015g，加3%稀釋冰醋酸800ml，50℃～70℃加熱溶解，冷卻后加水定容至1000ml作為檢液。用維生素B2標準品同上制作標準溶液，以水為參比溶液，用723型分光光度計在波長445nm處測量檢液的吸光度AT及標準溶液的吸光度AS之后，立即向兩種溶液中加亞硫酸氫鈉0.0200g，充分混合，脫色，測定此二液的吸光度AT′及AS′，依據(jù)下式可求出核黃素的含量。操作在遮光容器中進行。b.堿溶法：在堿性條件下，核黃素的穩(wěn)定性較差，必須避光操作，分離時間應盡可能短。加入堿液溶解核黃素，調節(jié)pH為11.4左右，充分攪拌，溶解時間不超過5mi

7、n，避免局部pH值過高。溫度低于35℃；離心，取上清；加入適量的氧化劑(如過氧化氫等)，使核黃素處于氧化態(tài)，有利于核黃素的穩(wěn)定，比較方便的方法是通入經適當過濾的干凈空氣，使溶液中的氧。（1）固態(tài)發(fā)酵生產維生素B2（核黃素）的關鍵問題是發(fā)酵物料中的核黃素產量低，課題組擬采用在發(fā)酵物料中添加生長因子或前體的方法來解決此問題。（2）固態(tài)發(fā)酵不同于液體發(fā)酵，既要保證微生物發(fā)酵所需的濕度，又要保證物料的松散以達到供氧的目的。課題組擬采用的方法是：先確立固態(tài)發(fā)酵物的最低含水量，在實施發(fā)酵中適當?shù)匮a加水分，在保持物料含水量的同時，保證物料的通氧。2.擬解決的關鍵問題和實現(xiàn)方法