细菌纤维素/γ-聚谷氨酸复合膜发酵条件的优化

在发酵培养基中添加γ-聚谷氨酸(γ-PGA),可以制备具有更优性能的细菌纤维素(BC)复合膜.采用响应面分析法优化细菌纤维素/γ-聚谷氨酸复合膜发酵生产工艺,首先通过Plackctt-Burman试验设计对影响复合膜发酵生产的8个因素进行筛选,得到3个关键影响因子:聚谷氨酸添加浓度,pH和γ-聚谷氨酸的添加时间;然后用最陡爬坡试验逼近响应值的最大区域;最后通过Box-Behnken设计及响应曲面分析确定了各考察因子的最佳取值:葡萄糖25g/L,柠檬酸6g/L,Na2HPO42g/L,γ-聚谷氨酸1.04g/L,γ-聚谷氨酸的添加时间4h,发酵初始pH5.0,温度30℃,发酵周期7d.在优化条件下复合膜的湿重达到61.07g/100mL培养基试验值与预测值误差为-3.05%,较初始培养基复合膜产量提高9 1.32%.     

γ-聚谷氨酸合成菌株的筛选与优化培养

从土壤筛中筛选分离获得1株γ-聚谷氨酸合成菌Bacillus subtilis PGS-1,在富含谷氨酸和葡萄糖的培养基中可大量合成γ-聚谷氨酸,与大多文献报道的微生物合成的γ-聚谷氨酸相比,具有较低的分子量(300ku～400ku)和较窄的分子量分布,可适用于低分子量要求的医药、化妆品和水处理等应用领域,值得深入开发研究.为提高γ-聚谷氨酸的发酵产量,对Bacillus subtilis PGS-1的摇瓶培养基条件进行了响应面优化,确定了影响γ-PGA合成的显著因素依次为谷氨酸、葡萄糖和(NH4)2SO4;在优化条件下,γ-聚谷氨酸产量达26g/L,较优化前提高了44%.     

具有良好保水性能的低分子γ-聚谷氨酸的制备研究

目的探索具有良好保水性能的低分子γ-聚谷氨酸的制备工艺。方法通过酸降解γ-聚谷氨酸获得一系列具有不同重均分子量(Mw)的低分子γ-聚谷氨酸;分别通过凝胶渗透色谱法检测降解产物Mw,与改良乌氏黏度计法表征黏度的流出时间进行拟合关联;最后通过体外保水性测试方法筛选保水性能最佳的低分子γ-聚谷氨酸。结果改良乌氏黏度计法测得的流出时间与凝胶渗透色谱法所得Mw显现线性关系;制备所得Mw为99.710×103的低分子γ-聚谷氨酸的保湿性能最佳。结论建立了获得保水性能佳的低分子γ-聚谷氨酸的制备方法,并通过改良乌氏黏度计法及时有效监控γ-聚谷氨酸降解程度。     

谷氨酸分析仪测定发酵液中γ-聚谷氨酸的实验条件研究

研究了pH值和培养基主要组分对谷氨酸分析仪测定谷氨酸含量的影响,确定了γ-聚谷氨酸水解的最佳条件.结果表明,在pH=5～10内,溶液的pH值对谷氨酸分析仪的测定结果没有显著影响;模拟发酵液体系的试验,发酵液中各主要成分含量的变动范围±25%时,对测定结果也没有明显影响.采用正交试验优化了γ-聚谷氨酸的水解条件.以2 mL发酵液为例,其最佳水解条件为4 mL浓度为6 mol/L浓盐酸,真空度为0.1 MPa,110℃,24 h.     

基于壳聚糖和γ-聚谷氨酸的协同絮凝法对赤砂糖回溶糖浆的澄清脱色研究

基于壳聚糖和γ-聚谷氨酸的协同絮凝对赤砂糖回溶糖浆进行澄清脱色处理.实验中,通过先后加入壳聚糖、γ-聚谷氨酸实现协同絮凝,应用于赤砂糖回溶糖浆的澄清脱色,获得了理想的效果.运用单因素和多因素正交实验探讨了壳聚糖用量、pH、γ-聚谷氨酸用量、反应温度等因素对澄清脱色效果的影响,结果表明:壳聚糖和γ-聚谷氨酸对糖浆澄清脱色的最佳工艺条件为:壳聚糖量0.5g/L;γ-聚谷氨酸量0.06g/L;pH5.0;反应温度20℃.在最佳工艺条件下,脱色率达到66.5％.     

γ-聚谷氨酸的合成、性质和应用

γ-聚谷氨酸是一种生物可降解的高分子聚合物,可由微生物发酵得到。γ-聚谷氨酸具有良好的水溶性和吸附性,能彻底被生物降解,对环境和人体无害,这使得γ-聚谷氨酸在食品、化妆品、医药和农业等领域具有广阔的应用前景。综述了γ-聚谷氨酸的化学结构、性质、生产方法及其应用。     

γ-聚谷氨酸对玉米淀粉糊化性质的影响

淀粉是食品工业发展的基础原料,淀粉糊的性质直接影响食品的品质和加工特性,适当的添加物可以对淀粉糊的性质产生影响。通过分析γ-聚谷氨酸对玉米淀粉凝沉性的影响,确定了γ-聚谷氨酸的最适浓度为0.08%,进而研究了γ-聚谷氨酸对糊化淀粉膨胀度、溶解度、冻融稳定性、颗粒形状、黏度的影响。结果表明,γ-聚谷氨酸使糊化后淀粉的上清液体积减少,延缓了淀粉的老化;淀粉中添加0.08%的γ-PGA之后,改变了淀粉颗粒的形态,淀粉颗粒体积变大并呈现出不规则形状;淀粉的溶解度升高,增强了淀粉的溶解能力;膨胀度增大,淀粉颗粒吸水能力增强;降低了淀粉糊的析水率,增强了淀粉糊的结构稳定性;γ-聚谷氨酸的添加显著提高了淀粉糊的谷值黏度和最终黏度。综上所述,γ-聚谷氨酸对淀粉的糊化性质有较大的影响。γ-聚谷氨酸可作为一种食品改良剂,在淀粉制品和含淀粉食品中具有很好的应用前景。     

黏度法测定γ-聚谷氨酸含量

采用乌氏黏度计测定了不同浓度下γ-聚谷氨酸稀溶液的黏度,由哈金斯(Huggins)方程和克拉默(Kraemer)方程结合外推法求得室温下γ-聚谷氨酸在中性水溶液中的特性黏度[η]为7.830 L/g,并推导出由溶液的相对黏度ηr与增比黏度ηsp计算γ-聚谷氨酸溶液浓度的公式。依据溶液黏度与浓度的关系,可以简便、快速、准确地估算出γ-聚谷氨酸的浓度。     

γ-聚谷氨酸对夹心面包货架期的影响

人们在研究面包老化时,对水分的的迁移和分布做了大量的研究,发现面包水分的变化是老化的一个关键因素,面包中水分的损失加速了面包的老化进程。γ-聚谷氨酸可以结合面包中的水分,减缓面包在储藏状态中水分的流失,因此在同等储藏条件下可以延长面包的储藏期。利用NMR测定技术,结合电镜技术、酸价检测及感官评定分析在储藏期中面包品质的变化,分析面包中的水分变化,综合弛豫特性分析、质构特性分析、酸价测定、环境扫描电镜分析和感官评价可知,未添加γ-聚谷氨酸的夹心面包、仅果酱中添加γ-聚谷氨酸的夹心面包、仅面包中添加γ-聚谷氨酸的夹心面包和两组分均添加γ-聚谷氨酸的夹心面包的最佳品质保持时间分别为3、5、6、7d。说明γ-聚谷氨酸的添加,可以提高面包在储藏期中的品质质量,抑制面包的老化,延长面包的储藏期。     

γ-聚谷氨酸对鲤鱼肉糜凝胶特性的影响

聚谷氨酸作为一种天然的食品添加剂,可以有效提高肉糜制品的品质。该文主要研究不同添加量的γ-聚谷氨酸对鲤鱼鱼糜凝胶特性的影响。结果表明:添加γ-聚谷氨酸可显著影响鲤鱼鱼糜的蒸煮损失、保水性、凝胶强度、质构和流变学性质。当γ-聚谷氨酸的添加量为0.1%时,鲤鱼鱼糜的蒸煮得率最高;当γ-聚谷氨酸的添加量为0.075%时,鲤鱼鱼糜凝胶的保水性、硬度、弹性、内聚性和咀嚼性达到最大值,且对色泽影响较小。流变学结果表明添加适量的γ-聚谷氨酸可以有效促进鲤鱼鱼糜凝胶的形成。因此,添加γ-聚谷氨酸可以有效改善鲤鱼鱼糜凝胶和流变学特性,提高淡水鱼糜制品的品质。     

产γ-PGA批式发酵动力学模型的建立

以一株γ-PGA(γ-聚谷氨酸)高产菌枯草芽孢杆菌HCUL-B115为实验菌株,在5L发酵罐中进行分批发酵,并测定发酵过程中的生物量、残糖量、前体物残量和γ-聚谷氨酸产量.应用MATLAB软件进行最优参数估计和非线性拟合,得到了菌体生长、产物生成和底物消耗的动力学模型和模型参数.结果表明,所建立的批式发酵动力学模型能较好地反映γ-PGA批式发酵规律.     

γ-聚谷氨酸吸附金属离子性能的研究

研究了γ-聚谷氨酸的阻垢性能以及对六价铬离子的吸附性。试验表明,在pH8、温度为60℃、γ-聚谷氨酸的含量为0.32 mg/mL的条件下,吸附钙离子24 h,可达到最高阻垢率77.07%;pH6、温度为60℃,γ-聚谷氨酸的量为0.04 mg/mL条件下,γ-聚谷氨酸对24μg/mL铬离子液中六价铬的吸附率可达72.50%。     

γ-聚谷氨酸体外抗氧化性及抑制透明质酸酶活性的研究

目的考察γ-聚谷氨酸体外抗氧化活性及对透明质酸酶的抑制活性。方法利用DPPH法测定高相对分子质量(Mr)(140万)和低Mr(10万)γ-聚谷氨酸的DPPH自由基清除率曲线,以IC_(50)值作为评价试样清除DPPH自由基能力的指标,并与抗氧化剂Vc磷酸酯镁和α-熊果苷比较,评价两种Mrγ-聚谷氨酸的抗氧化性;同时利用DNS法测定以上两种M_r的γ-聚谷氨酸对透明质酸酶的抑制活性。结果 140万Mrγ-聚谷氨酸清除DPPH自由基的IC_(50)值为25.5 mg/mL,略优于10万Mrγ-聚谷氨酸(IC_(50) 30.5 mg/mL)。两者清除自由基的效果约为Vc磷酸酯镁(IC_(50) 13 mg/mL)的一半,低于α-熊果苷(IC_(50) 0.016 mg/mL);另外,两种M_rγ-聚谷氨酸在低浓度(0.008%)条件下即可抑制约50%透明质酸酶活性,且其抑制率呈浓度依赖性。结论γ-聚谷氨酸是一种优良的化妆品原料,除具有超强的保湿作用之外,还具有中等程度的抗氧化活性及良好的透明质酸酶抑制活性,表明其在功能性化妆品中具有广阔的应用前景。     

碳源对γ-聚谷氨酸发酵的影响

以γ-聚谷氨酸生产菌yt102为供试菌株,研究了碳源对γ-聚谷氨酸发酵的影响.首先通过摇瓶实验确定发酵的最佳碳源为葡萄糖和柠檬酸,二者按一定的比例混合更有利于聚谷氨酸的产生,进一步利用10L发酵罐补料分批发酵确定碳源的最佳用量为40g/L,继续优化培养条件,确定采用溶氧控制的脉冲补料方式可有效延续γ-聚谷氨酸的合成.在最优发酵条件下,通过10L发酵罐补料分批发酵50h,r-聚谷氨酸产量可达34.5g/L.     

γ-聚谷氨酸对带鱼鱼糜凝胶特性的影响

γ-聚谷氨酸作为一种新型可食用的食品添加剂,可显著提高带鱼鱼糜的凝胶强度(P<0.05),且对鱼糜的白度值影响较小。响应面优化试验结果表明,采用两段加热方式,γ-聚谷氨酸添加量0.54‰、第1段加热温度52.6℃,加热时间39min时,鱼糜凝胶强度最高,为281.66g.cm。在各影响因素中,γ-聚谷氨酸添加量对凝胶强度的影响最大,其次是第1段加热温度,加热时间影响最小。SDS-PAGE电泳图谱和扫描电镜图谱显示γ-聚谷氨酸与鱼糜蛋白质可相互作用,从而提高鱼糜凝胶强度。经两段式加热的鱼糜凝胶强度显著高于一段加热方式(P<0.05),但二者在肌原纤维蛋白SDS-PAGE电泳图谱上无明显差异,说明γ-聚谷氨酸对二者肌原纤维蛋白质的组成没有影响。     

聚谷氨酸修饰电极测定食品中的麦芽酚

建立一种用聚谷氨酸修饰电极测定麦芽酚的新方法。制备了聚谷氨酸修饰电极,用循环伏安法研究了麦芽酚在聚谷氨酸修饰电极上的电化学行为。实验表明:聚谷氨酸修饰电极对麦芽酚的电化学氧化具有明显催化作用,与未修饰的玻碳电极相比,麦芽酚在聚谷氨酸修饰电极上的氧化峰电流明显增大;在p H8.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液(sodium hydrogen phosphate-citric acid buffer solution,PBS)中,麦芽酚在聚谷氨酸修饰电极上呈现不可逆的氧化峰,氧化峰电流与麦芽酚浓度成正比,线性范围为2.40×10-6~6.61×10-4mol/L,检出限为8.0×10-7mol/L。用该种方法测定了面包、饮料、啤酒中的麦芽酚,回收率在98.8%~103.7%之间,结果满意。该方法灵敏、准确、实用,对食品中麦芽酚的测定具有实际意义和应用前景。     

枯草芽孢杆菌发酵生产γ-聚谷氨酸的动力学研究

对枯草芽孢杆菌合成γ-聚谷氨酸的发酵动力学特性进行了研究,通过Logistic方程,提出了发酵过程中菌体生长、γ-聚谷氨酸合成、基质消耗的动力学模型.应用MATLAB数值应用软件对实验数据进行处理,得到了枯草芽孢杆菌分批发酵合成γ-聚谷氨酸的动力学模型参数.对实验数据与模型进行比较,结果表明模型与实验数据能较好地拟合,基本上反映了枯草芽孢杆菌分批发酵过程的动力学特征.     

γ—聚谷氨酸整理涤/棉织物的舒适性

为了提高涤/棉织物的服用舒适性,采用γ-聚谷氨酸对其进行整理。研究γ-聚谷氨酸浓度、焙烘温度对涤/棉织物吸湿性、抗静电性和透湿性的影响,找到了γ-聚谷氨酸对涤/棉织物整理的最佳工艺,并测试了水洗次数对整理效果和手感的影响。研究表明,随着γ-聚谷氨酸质量分数的增加,涤/棉织物的抗静电性能、吸湿性和透湿率都增加,而焙烘温度对涤/棉织物的舒适性影响不大;当γ-聚谷氨酸质量分数为1%,焙烘工艺为110～120℃×3min时,整理的涤/棉织物可达到最佳舒适效果,并可耐20次水洗。     

γ-聚谷氨酸的应用进展

γ-聚谷氨酸作为一种生物可降解性、水溶性、无毒和可食用的高分子材料,由于其独特的性质得到研究者的广泛关注.该文主要从γ-聚谷氨酸在医药、水处理、食品及日用品方面的应用进行了综述.     

响应面法优化γ-聚谷氨酸发酵培养基的研究

采用响应面法对γ-聚谷氨酸发酵培养基成分进行优化.首先用Plackett-Burman(PB)设计对培养基中相关影响因素的效应进行评价,筛选出3个有显著影响效应的因素,分别为蛋白胨、谷氨酸及硫酸锰.然后进行最陡爬坡实验逼近最佳响应面区域,最后通过Box-Behnken设计及响应面分析确定了主要影响因素的最佳浓度.在优化的培养基中,γ-聚谷氨酸的产量达到28.91 g/L,比优化前的12.5 g/L提高了2.31倍.