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玉米蛋白粉是玉米加工淀粉的副产物,其疏水性氨基酸(如异亮氨酸、亮氨酸、丙氨酸和缬氨酸等)和谷氨酸含量较高,色氨酸和赖氨酸等人体必需氨基酸含量很少,影响了它在食品、饲料等行业的应用价值。利用微生物将玉米蛋白粉降解成具有易消化吸收以及抗氧化等功能的玉米肽,是一项具有应用潜力的加工技术。本研究利用透明圈法从玉米蛋白粉平板筛选培养基中初筛获得了10株蛋白水解能力相对较强的芽孢杆菌,再通过福林酚试剂法测定菌株的碱性蛋白酶活性,复筛得到一株碱性蛋白酶活性高、水解玉米蛋白粉能力最强的芽孢杆菌X1-1。经细菌16S rDNA序列分析和系统发育树比较、以及引物YyaR-F/TetB-R的扩增验证,将X1-1菌株鉴定为枯草芽孢杆菌。对枯草芽孢杆菌X1-1菌株产蛋白酶特性研究结果表明,其在玉米蛋白粉基础发酵培养基中能够同时分泌3种蛋白酶,其中酸性蛋白酶为35 U/mL,碱性蛋白酶活为105 U/mL,中性蛋白酶活达120 U/mL。牛津杯法拮抗试验结果表明X1-1菌株对大肠杆菌具有抗性作用。芽孢杆菌抗亚硫酸钠实验结果表明,X1-1菌株具有较强的抗亚硫酸钠的能力,能够在含0.2%亚硫酸钠培养基中生长良好,这一特性与其在玉米蛋白粉培养基中具有良好的生长能力和蛋白水解能力有关。通过单因素实验设计研究了底物浓度、种子液的接种量、摇床转速、培养基的初始pH、发酵温度、发酵时间这6个因素对X1-1菌株液态发酵玉米蛋白粉产生的可溶性蛋白含量的影响,并采用六因素三水平的正交试验方法对玉米蛋白粉发酵工艺进行了优化。结果表明,最佳发酵条件为:接种量6%,发酵温度36℃,转速180rpm,发酵时间72h。发酵培养基组成为:玉米蛋白粉40 g/L,KH2PO4 1.65g/L,K2HPO4 0.5 g/L,CaCl2 0.1 g/L,NaCl 0.5g/L,蛋白胨2.0 g/L,pH 7.5。经X1-1菌株发酵后的培养基中可溶性蛋白含量占总蛋白的比例可达75.2%,比发酵前提高了4.63倍。将X1-1与酸、中、碱性蛋白酶制剂降解玉米蛋白粉的能力进行比较,其降解能力明显高于酸性、中性蛋白酶制剂,与碱性蛋白酶制剂降解能力相差不大,但经碱性蛋白酶水解的玉米蛋白粉具有明显的苦味,而X1-1发酵玉米蛋白粉粗酶液水解的玉米蛋白粉的味道得到了明显的改善。将接种X1-1发酵获得的玉米蛋白粉发酵液经喷雾干燥制备得到玉米肽样品。与玉米蛋白粉原料相比,玉米肽中含有2×108 cfu/g益生菌,中性蛋白酶活达2217U/g,粗蛋白和小肽含量分别为69.7%和47.6%,比玉米蛋白粉原料分别提高了1.81倍和5.35倍。通过蛋白胶电泳图分析可知,玉米肽中蛋白质的分子量明显降低,主要为分子量在17 kD以下的小分子蛋白,其亲水性也明显提高。通过DPPH法测定玉米肽的抗氧化活性研究可知,随着玉米肽浓度的增加,其清除自由基的能力越来越强,清除率最高可达95.57%,比玉米蛋白粉原料提高了50%,当浓度达到1.0mg/mL时,其抗氧化能力高于同浓度下的维生素c。