核桃粕作为核桃压榨取油的副产品,含蛋白45%以上,营养非常丰富。但是由于核桃粕精深加工技术开发不足,市面上相关产品屈指可数,因此目前核桃粕没有得到充分的利用。本研究通过固态发酵和蛋白酶解相结合的方法将核桃粕中的蛋白转化成活性多肽,可以显著提高其附加值。本文首先利用磁场强化发酵加速微生物的生长,利用进一步的酶解提高蛋白质的转化率,通过酶解过程原位实时监测技术的研究支持酶解过程智能控制方法的建立。因此,本研究为核桃粕的高效智能化增值加工提供重要的理论支撑。本文具体研究工作及结论如下:(1)核桃粕固态发酵技术研究:分别以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)10160和黑曲霉GIM3.452进行固态发酵,通过单因素逐级优化,对发酵时间、原料粒径、发酵温度、接种量、料液比等五个固态发酵主要影响因素进行了优化,分别得到两株菌最优发酵工艺参数,枯草芽孢杆菌10160固态发酵条件为:发酵时间3 d,原料粒径40目,料液比1:1.25,接种量为5%,发酵温度为28℃,此条件发酵后核桃粕多肽含量可达24.40%,与原料的5.02%相比提高382.92%;黑曲霉固态发酵条件为:发酵时间4 d,原料粒径40目,发酵温度28℃,接种量15%,料液比1:1.25,此条件发酵后核桃粕多肽含量可达15.86%,与原料的5.02%相比提高213.95%。对比枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)10160和黑曲霉GIM3.452固态发酵能力,选择枯草芽孢杆菌进行固态发酵效果更佳。(2)核桃粕磁场强化固态发酵技术研究:以优化的固态发酵工艺参数为基础,通过单因素试验,探究了磁场对枯草芽孢杆菌发酵的促进作用,并对发酵后产物的多肽蛋白质分子量分布、蛋白质含量进行了分析,进一步通过酶解法优化了发酵后产物的酶解过程工艺参数。磁场辅助枯草芽孢杆菌固态发酵最优工艺参数:磁场处理强度50 Gs、磁场处理时长3 h、磁场介入时间0 h(仅第一天对介入时间进行控制)、磁场处理次数1次/天,共处理三天。采用磁场强化后,发酵产物中多肽含量达到278.44±2.42 mg/mL,即27.84%,比无磁场强化的对照组提高了14.13%。(3)发酵后酶解技术研究:对发酵全产物进行酶解,最适用酶为碱性蛋白酶,酶解最优工艺参数为:底物浓度25 g/L、加酶量400 U/g、酶解时间60 min,在此条件下进行酶解和离心分离得到核桃多肽产品,产品得率可达到68.12%,产品中多肽含量为17.03±0.07 mg/mL。(4)核桃粕发酵后酶解过程原位实时监测技术研究:建立了核桃粕磁场辅助固态发酵后酶解过程的原位实时监测系统以及光谱采集方法。对酶解中的近红外光谱进行了多项式卷积平滑处理、标准正态变换、一阶导和二阶导四种预处理方法的对比研究。利用偏最小二乘法和联合区间偏最小二乘法建立酶解模型,用模型的相关系数和均方根误差对所建模型进行评价。结果表明:标准正态变换进行光谱预处理后建模效果最好。联合区间偏最小二乘法建模其预测相关系数为0.9931,预测均方根误差为0.858 mg/mL。具有良好的预测效果,为核桃粕经磁场辅助枯草芽孢杆菌固态发酵制备核桃多肽的智能化生产奠定了理论基础。