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本文的研究目的是通过对内蒙古牧区传统发酵乳制品的主要成分及微生物的群落生物多样性解析,挖掘乳蛋白降解形成功能性乳肽及与乳源微生物的关联性;并以此为基础探索乳肽生成及其高效制备技术。本论文通过研究其基础营养指标、生物活性二肽、以及发酵微生物组成,以传统微生物分离方法筛选有价值的功能微生物,采用复合菌种发酵方式,并通过正交试验优化发酵条件,提升特征乳肽的水解率。为开发适合不同发酵乳制品的工业发酵菌剂提供相关参考,同时为功能性乳制品的工业化生产提供数据支持,主要研究结论如下:
(1)通过测定牛乳、马乳发酵前后的基础理化指标的变化,结果表明牛、马乳经发酵后蛋白质、脂肪和氨基酸含量均无显著性差异(P>0.05),乳糖含量与pH值降低,酸度增加。牛乳发酵前后的蛋白质、氨基酸和脂肪含量显著高于马乳发酵前后(P<0.05),乳糖、酸度和pH则低于马乳(P<0.05)。马乳发酵后酒精度上升,牛乳则无显著性差异(P>0.05)。总体样本酸度增加适中,无过度发酵和明显的腐败菌感染的迹象。
(2)乳品经微生物发酵后乳源蛋白水解物的分子量比例显著上升。发酵牛、马乳样品共鉴定出37条(组)肽段,标记含量较高且有功能活性的肽段为特征肽段,分别为VL、IR、VP、AF。发酵马乳样品中鉴定出的总肽段与独有肽段最多,具有潜在的ACE抑制肽含量最多。
(3)基于IlluminaMisq测序技术,发酵牛、马乳的优势细菌菌属为乳球菌属(Lactococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、链球菌属(Streptococcus)等。优势真菌菌属为德克酵母属(Dekkera)、毛孢子菌属(Trichosporon)、威克汉姆西弗酵母属(Wickerhamomyces)等。由物种聚类分析可知,样品的成分及地域很可能影响微生物的区系组成。通过传统菌株分离筛选方式,发酵牛、马乳样品共筛选出47种菌,细菌39种,真菌8种。从中选取适合后续复合菌种发酵试验的益生菌:瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)与乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)。
(4)以蛋白酶活力和相对分子质量1000Da以下的蛋白水解物所占比例为考察指标,通过单因素及L16(45)正交实验,确定复合菌种发酵实验的最终组合方案为:温度40℃、时间11h、pH8.0、接种量3%、菌种配比3:1。辅以特征肽段的定量分析及血管紧张素转换酶(angiotensin-converting enzyme,ACE)抑制率测定,与单菌发酵相比均有显著提升(P<0.05)。结果表明复合菌种协同发酵技术对乳源蛋白肽制备工艺优化具备一定可行性。
(1)通过测定牛乳、马乳发酵前后的基础理化指标的变化,结果表明牛、马乳经发酵后蛋白质、脂肪和氨基酸含量均无显著性差异(P>0.05),乳糖含量与pH值降低,酸度增加。牛乳发酵前后的蛋白质、氨基酸和脂肪含量显著高于马乳发酵前后(P<0.05),乳糖、酸度和pH则低于马乳(P<0.05)。马乳发酵后酒精度上升,牛乳则无显著性差异(P>0.05)。总体样本酸度增加适中,无过度发酵和明显的腐败菌感染的迹象。
(2)乳品经微生物发酵后乳源蛋白水解物的分子量比例显著上升。发酵牛、马乳样品共鉴定出37条(组)肽段,标记含量较高且有功能活性的肽段为特征肽段,分别为VL、IR、VP、AF。发酵马乳样品中鉴定出的总肽段与独有肽段最多,具有潜在的ACE抑制肽含量最多。
(3)基于IlluminaMisq测序技术,发酵牛、马乳的优势细菌菌属为乳球菌属(Lactococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、链球菌属(Streptococcus)等。优势真菌菌属为德克酵母属(Dekkera)、毛孢子菌属(Trichosporon)、威克汉姆西弗酵母属(Wickerhamomyces)等。由物种聚类分析可知,样品的成分及地域很可能影响微生物的区系组成。通过传统菌株分离筛选方式,发酵牛、马乳样品共筛选出47种菌,细菌39种,真菌8种。从中选取适合后续复合菌种发酵试验的益生菌:瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)与乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)。
(4)以蛋白酶活力和相对分子质量1000Da以下的蛋白水解物所占比例为考察指标,通过单因素及L16(45)正交实验,确定复合菌种发酵实验的最终组合方案为:温度40℃、时间11h、pH8.0、接种量3%、菌种配比3:1。辅以特征肽段的定量分析及血管紧张素转换酶(angiotensin-converting enzyme,ACE)抑制率测定,与单菌发酵相比均有显著提升(P<0.05)。结果表明复合菌种协同发酵技术对乳源蛋白肽制备工艺优化具备一定可行性。