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大豆经浸提脱油后的豆粕中粗蛋白含量高,氨基酸组成平衡,营养价值较高,因此豆粕蛋白质的高效利用就显得更为重要。高温豆粕中蛋白质的变性程度很大,可通过微生物发酵法生产改性大豆蛋白的方式加以利用。红曲霉在我国主要是用于制造传统食品,生存能力很强,可分泌蛋白酶等多种酶类。因此,可将红曲霉应用于发酵高温豆粕,其中的蛋白质转化为易于人体消化吸收的可溶性蛋白,并在提高豆粕中蛋白质利用率的同时,得到可溶性蛋白较高的产物。本实验以高温豆粕为原料,对红曲霉菌株发酵其产生的可溶性蛋白(soluble protein,SP)和多肽(polypeptide,PP)进行了研究。具体结果如下:(1)研究了红曲霉(Monascus purpureus 3.5833,原菌株)发酵高温豆粕过程中SP和PP的分子量和含量的变化。结果表明,红曲霉发酵可将高温豆粕中分子量较大的蛋白质分解,产生分子量7.8~20.1k Da的PP。发酵72h后豆粕中总SP含量达到最大值(212.3±5.5)mg/g,是发酵前的2.56倍。发酵96h后总PP含量达到最大值(105.7±1.8)mg/g,是发酵前的11.61倍。红曲霉发酵高温豆粕利用其蛋白质产生较高PP含量的时间与SP相比滞后24h。(2)采用紫外线诱变红曲霉菌株,对诱变菌株进行了初筛和复筛,以获得对高温豆粕中蛋白质利用率显著提高的筛选菌株。最佳诱变剂量:15W紫外线灯30cm处,搅拌照射50s,此时致死率为(82.7±2.2)%。初筛采用连续两次紫外线诱变,将第一次诱变处理后随机选择100个长势良好的菌落点种于初筛培养基上培养144h;选择水解圈直径与菌落直径的比值较高的菌株进行第二次诱变处理,最终筛选出9株突变菌株。将突变菌株接种到高温豆粕培养基上,复筛出其发酵豆粕中总SP含量显著高于原菌株的0409300菌株,该菌株发酵72h后总SP含量达到最大值(263.7±3.2)mg/g,是发酵前的3.18倍。同时,得到发酵高温豆粕高产PP的0501100菌株。选用24h为0409300菌株种子液培养时间,该菌株发酵高温豆粕产SP的遗传性稳定。(3)以豆粕中总SP含量作为主要指标,对红曲霉0409300菌株发酵高温豆粕过程中发酵时间、豆粕含量、初始p H值、装料量、发酵温度以及添加无机盐种类和浓度进行了优化。最佳发酵条件:11.25%的豆粕含量,80g/500mL的装料量,p H自然,添加0.02mol/L Na2SO4,28℃下发酵96h。此时高温豆粕中总SP和总PP含量显著性提高,分别达到(290.9±3.4)mg/g和(106.6±0.9)mg/g,分别是发酵前的3.52倍和12.25倍。低浓度的Na2SO4可使豆粕中总SP和PP含量增加。(4)测定了红曲霉发酵高温豆粕产物的抗氧化能力,其评价方法包括铁还原力(FRAP)、抑制ABTS自由基和超氧阴离子(O2-)自由基能力。随着发酵时间的延长,0409300菌株发酵产物抑制ABTS自由基能力和FRAP均较发酵发酵前有所提高,但发酵后期抑制O2-自由基能力降低。该菌株发酵24h后产物FRAP和抑制O2-自由基能力达到最大值,分别为(0.1889±0.0141)mmol/g和(6.74±0.30)U/g;发酵高温豆粕120h后产物抑制ABTS自由基能力达到最大值(0.2176±0.0069)mmol/g。相同发酵时间条件下,该菌株产物与0200107菌株发酵产物FRAP和抑制O2-自由基能力无显著性差异,与其它菌株相比均具有较高的抗氧化能力。(5)红曲霉0409300菌株发酵高温豆粕产物的成分及加工特性测定结果表明,该菌株发酵产物中SP和PP含量分别达到(900.6±10.8)mg/g和(305.6±2.7)mg/g,多糖含量为(95.4±1.2)mg/g。其中氨基酸的总量有所增加,并且Asp、Ser、Glu、Pro的含量增加较多。产物中SP的溶解度在中性和碱性条件下较好,可达到87.6~95.7%,酸性条件下较差。产物的乳化性及乳化稳定性和起泡性及起泡稳定性较发酵前均有显著性提升。