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发酵—酶解耦联脱囊衣工艺研究

作　者: 张志平
导　师: 郁志芳；陆胜民
学　校: 南京农业大学
专　业: 食品科学
关键词: 发酵脱囊衣耦联循环安全
分类号: TS295.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

柑橘罐头为我国柑橘加工主导产品,脱囊衣是柑橘罐头生产中的关键工序。传统上脱囊衣都采用酸碱法,此方法产生废水多,且废水中含有大量的果胶物质会给污水处理带来很大困难。采用酶解代替酸碱脱囊衣成本高,且脱囊衣后的废水中总COD高。本试验利用脱囊衣后的废水作为发酵果胶酶的培养基,再用产生的果胶酶脱囊衣进行循环,实现脱囊衣后废水的有效利用,降低酶解脱囊衣成本,研究了一种脱囊衣的新方法。研究结果如下：从土壤、腐烂的水果和购买的菌株中筛选出黑曲霉2214作为试验用菌株。通过二级培养方式,研究了黑曲霉2214产果胶酶的最佳发酵条件。试验表明,一级培养(种子培养)的最佳条件为：葡萄糖含量2.0%、pH 5.0、温度30℃；综合单因素和正交试验获得二级发酵培养的最佳条件为囊衣量30%(g/v)、pH 7.0、温度25℃、明胶含量0.5%和接种量6%；此条件下,发酵得到的酶活力为11.68×103u/mL。比较了单纯采用酶解脱囊衣和酸-酶联合法脱囊衣的效果。研究结果显示,采用酸-酶联合法能提高囊衣脱除率。通过酸浓度、酸处理时间、果胶酶作用pH、温度四因素的单因素试验及正交试验,得出上述果胶酶脱橘瓣囊衣的最佳作用条件：酸浓度0.2%、酸处理时间为20 min、果胶酶作用pH 6.0、果胶酶作用温度45℃；在此工艺条件下,果胶酶处理33 min后,囊衣脱除率可达90%以上。试验探讨了酶解-发酵耦联脱囊衣工艺的可行性,并比较了酶法脱囊衣后橘瓣与传统酸碱法脱囊衣后的橘瓣品质性状。通过耦联过程计算得出,发酵产生的果胶酶酶活高于酶解脱囊衣消耗酶活,酶解-发酵耦联脱囊衣工艺可以连续循环地进行。两种方法下橘瓣在硬度、破碎率、可溶性固形物、维生素C、色泽方面差别不大,品质变化趋势一致。

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中文摘要 8-9ABSTRACT 9-11表格索引 11-12图形索引 12-14第一章文献综述 14-28 1 柑橘简介 14-17 1.1 世界柑橘分布 14 1.2 我国柑橘分布和种类 14 1.3 我国柑橘加工现状 14-16 1.3.1 常见的柑橘果肉加工产品 15 1.3.2 柑橘果皮的常见加工产品 15-16 1.3.3 柑橘罐头的废水利用 16 1.4 柑橘橘瓣结构 16-17 2 柑橘脱除囊衣方法简介 17-18 2.1 脱囊衣的设备 17 2.2 脱囊衣方法 17-18 2.2.1 酸碱法 17 2.2.2 酶法 17-18 2.3 脱囊衣方法的比较 18 3 果胶酶的介绍 18-21 3.1 果胶酶的性质 18-19 3.2 果胶酶的检测方法 19-20 3.2.1 透明圈法 19 3.2.2 果胶酯酶测定方法 19 3.2.3 还原糖测定法 19 3.2.4 粘度下降法 19-20 3.2.5 果胶裂解酶活性分析 20 3.3 果胶酶的用途 20 3.4 果胶酶的生产现状 20-21 4 研究意义和主要研究内容 21-23 参考文献 23-28第二章脱囊衣菌种的筛选和发酵条件的优化 28-46 1 材料与方法 28-31 1.1 材料 28 1.1.1 菌种的采集 28 1.1.2 培养基 28 1.1.3 原料 28 1.2 设备 28-29 1.3 方法 29-31 1.3.1 菌种生长测定 29 1.3.2 发酵果胶酶液的前处理 29 1.3.3 果胶酶活性测定方法 29 1.3.4 果胶酶活性的计算方法 29-30 1.3.5 种子生长条件的优化方法 30-31 1.3.6 生产果胶酶条件的优化 31 1.3.7 发酵的正交试验 31 1.4 数据处理 31 2 结果与讨论 31-41 2.1 菌种筛选结果 32 2.2 发酵条件优化 32-41 2.2.1 种子生长条件的选择 32-35 2.2.2 发酵产果胶酶条件的选择 35-41 3 讨论 41-42 4 本章小结 42-43 参考文献 43-46第三章酸-酶结合法对柑橘脱囊衣效果的研究 46-56 1. 材料与方法 46-47 1.1 试验材料 46 1.2 试验仪器 46 1.3 发酵液的前处理方法 46 1.4 酸-酶结合法脱囊衣单一条件的确定 46-47 1.5 橘瓣脱囊衣率计算方法 47 1.6 酸-酶法脱囊衣的正交试验 47 1.7 数据处理 47 2 结果与分析 47-53 2.1 发酵酶液的处理 47-49 2.2 酸-酶法脱囊衣结果与分析 49-53 2.2.1 不同酸浓度下脱囊衣的效果 49-50 2.2.2 不同酸预处理时间下脱囊衣的效果 50 2.2.3 不同果胶酶pH脱囊衣的效果 50-51 2.2.4 不同温度下果胶酶脱囊衣的效果 51-52 2.2.5 正交试验结果分析 52-53 3 讨论 53-54 4 本章小结 54-55 参考文献 55-56第四章发酵-酶解耦联脱囊衣工艺与可行性分析 56-68 1 材料与方法 56-58 1.1 材料 56 1.2 设备 56 1.3 不同酶活脱囊衣的测定 56 1.4 维生素C的测定 56-57 1.5 硬度的测定 57 1.5.1 测定条件 57 1.5.2 测试方法 57 1.6 色差的测定 57 1.7 可溶性固形物测定 57 1.8 PH测定 57 1.9 感官测定 57 1.10 保温试验 57-58 1.11 酸碱脱囊衣方法 58 1.12 发酵液稳定性测定 58 1.13 果胶酶安全性测定 58 1.13.1 检测项目 58 1.13.2 检测依据 58 1.13.3 测试方法 58 1.13.4 测试指标 58 2 结果与分析 58-64 2.1 发酵-酶解耦联脱囊衣工艺过程 58-59 2.2 不同酶活的脱囊衣结果 59 2.3 发酵-酶解耦联脱囊衣工艺的可行性结果分析 59-60 2.4 果胶酶连续脱囊衣的结果 60-62 2.5 酸-酶法和酸碱法脱囊衣后橘瓣品质的比较 62 2.6 酸酶法和酸碱法脱囊衣下橘瓣罐头的保温试验 62-63 2.7 酶活的稳定性结果 63-64 2.8 发酵果胶酶的安全性结果 64 3 讨论 64-65 4 本章小结 65-66 参考文献 66-68全文总结 68-70致谢 70-72硕士在读期间发表的论文 72

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