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大豆肽是大豆蛋白质经蛋白酶或微生物发酵后,再通过特殊处理得到的低聚肽混合物,主要成分为小分子肽,还含有少量大分子肽、游离氨基酸、糖类和无机盐等成分。与大豆蛋白相比,大豆肽具有无蛋白变性、无豆腥味、酸性不沉淀、易溶于水等加工特性,广泛地应用在食品、饲料添加剂以及药品等行业。枯草芽孢杆菌作为一种常用工业发酵菌种,能够在生长繁殖过程中产生中性蛋白酶,将豆粕水解成小分子的肽,在中性蛋白酶和大豆肽的工业生产中发挥着重要的作用。本课题主要进行了枯草芽孢杆菌ZC1高浓度基质培养的条件优化、发酵豆粕产中性蛋白酶及产大豆肽的工艺条件研究,主要研究结果如下: 首先,本课题以枯草芽孢杆菌ZC1为出发菌株,菌含量为指标,利用单因素试验、最陡爬坡试验和正交试验对其培养基进行优化,得到枯草芽孢杆菌高浓度基质培养基为豆粕粉24g/L、葡萄糖6g/L,氯化钠8g/L。在此基础上,再进一步对枯草芽孢杆菌ZC1发酵条件进行单因素优化,结果表明:当发酵条件为发酵温度37℃、初始pH7.5、接种量4%、摇床转速200r/min时,枯草芽孢杆菌ZC1生长旺盛,其菌含量达到了3.69×1010CFU/mL,为枯草芽孢杆菌ZC1产中性蛋白酶培养提供了基础。 其次,探讨了枯草芽孢杆菌ZC1发酵产中性蛋白酶的最优条件。以中性蛋白酶酶活为指标,通过单因素试验确定了最佳碳源、无机盐和表面活性剂分别为麦芽糖、磷酸二氢钾和吐温80。随后利用Plackett-Burman试验设计和最陡爬坡试验,从8个试验因素中确定出三个重要影响因素:豆粕粉、麦芽糖和磷酸二氢钾。并进一步利用响应面试验设计对枯草芽孢杆菌ZC1产中性蛋白酶的条件进行优化,结果表明:豆粕粉67.13g/L、麦芽糖16.17g/L、磷酸二氢钾8.52g/L、海藻糖3g/L、吐温803mL/L、初始pH7.5、接种量4%、发酵温度37℃,在此条件下,发酵48h,枯草芽孢杆菌ZC1中性蛋白酶酶活达到993.1U/mL,为进一步制备大豆肽提供了依据。 最后,对枯草芽孢杆菌ZC1发酵豆粕产大豆肽工艺进行研究。在摇瓶条件下,以大豆肽转化率为指标,通过单因素试验和正交试验设计,优化得到最佳发酵培养基为豆粕粉80g/L、麦芽糖15g/L、磷酸二氢钾6g/L,在此条件下,枯草芽孢杆菌ZC1发酵豆粕48h左右,大豆肽转化率达到72.83%。在10L发酵罐条件下,研究了搅拌速率和通气量对枯草芽孢杆菌ZC1发酵豆粕产大豆肽的影响,结果表明:当搅拌速率为150r/min,通气量为5L/min时,发酵罐运转良好,在发酵48h左右时,中性蛋白酶酶活和大豆肽转化率分别达到了852.5U/mL和76.73%。