發(fā)酵法制備低聚半乳糖及分離純化的研究

【摘要】： 近年來(lái)，隨著人們對(duì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值重視程度的提高，低聚半乳糖（GOS）的功能性已經(jīng)成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)可其對(duì)人體健康方面的作用。已有多項(xiàng)體內(nèi)研究證實(shí)：GOS具有提高機(jī)體免疫力、抗腫瘤、使雙歧桿菌增殖等多種生物活性。然而由于GOS中的各寡糖單體性質(zhì)、結(jié)構(gòu)相似，分離、純化工作不易開(kāi)展，且單一組分GOS功能特性的研究又涉及到了生物化學(xué)、分析化學(xué)、免疫學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)等多門(mén)學(xué)科的交叉，至今單一組分GOS功能特性的研究在國(guó)內(nèi)及國(guó)外尚屬空白。GOS的分離、純化、單一組分結(jié)構(gòu)分析、鑒定以及功能特性的研究具有挑戰(zhàn)性和現(xiàn)實(shí)意義。本試驗(yàn)從乳源GOS的制備入手，以復(fù)原牛乳為底物，采用益生菌發(fā)酵法對(duì)GOS進(jìn)行制備。通過(guò)對(duì)5種選定菌株（雙歧桿菌、瑞士桿菌、保加利亞桿菌、嗜酸乳桿菌、嗜熱鏈球菌）的篩選，確定最優(yōu)的發(fā)酵菌株，保證同等條件下GOS的產(chǎn)量最高，然后對(duì)其制備工藝進(jìn)行優(yōu)化，分別從接種量、溫度、發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)三個(gè)方面進(jìn)行了控制，優(yōu)化結(jié)果表明，當(dāng)復(fù)配菌株接種量為2‰（單菌為1菌）、發(fā)酵溫度為37℃、發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)為6h時(shí)，GOS的產(chǎn)量最高，產(chǎn)量為1%-2%。采用超濾結(jié)合納濾的方法對(duì)預(yù)處理后的GOS混合物進(jìn)行精煉，并對(duì)分離后的樣品做了質(zhì)譜和凝膠滲透色譜（GPC）等分子量的鑒定。超濾采用HPS-3型超濾膜，分子量為3000Da。溫度為室溫（25℃左右），壓強(qiáng)為0.05MPa的條件下，樣品中殘留蛋白的去除率可達(dá)到97%以上。納濾采用NF-270型納濾膜，分子量為400-600Da,經(jīng)過(guò)濾條件優(yōu)化，在溫度為55℃（柱子工作最高溫度）、壓強(qiáng)為0.6MPa時(shí)，單糖的透過(guò)率最高，即GOS的精煉程度最高。通過(guò)精煉過(guò)程GOS的含量由初始的1.3%提升到26%，GOS成分比例提升了20多倍。質(zhì)譜和GPC結(jié)果顯示，GOS的主要成分為三聚半乳糖。在純化的工藝研究中，主要采用色譜柱層析法，包括離子交換樹(shù)脂柱層析和凝膠過(guò)濾柱層析兩種方法，同時(shí)，也嘗試了高效液相色譜對(duì)GOS進(jìn)行分離。選用HZ001型離子交換樹(shù)脂對(duì)GOS進(jìn)行純化，徑高比1：30，上樣量26ml，濃度為70.7mg/ml，流速為0.8ml/min時(shí)，GOS得到了很好的分離。同時(shí)選用G-10P型凝膠對(duì)GOS進(jìn)行了純化，當(dāng)流速為0.3ml/min，徑高比1：35，上樣量為8ml時(shí)，GOS樣品達(dá)到了很好的分離。運(yùn)用高效液相色譜配有蒸發(fā)光散射檢測(cè)器對(duì)GOS樣品進(jìn)行分離，采用三種柱子（TSK-GEL Amide80、SUGER Shodex KS-802、氨基柱）單糖可以得到很好的分離，二糖和三聚糖很難達(dá)到分離效果。經(jīng)純化過(guò)程后，結(jié)合質(zhì)譜結(jié)果得到GOS樣品中僅存在少量的二糖。

【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013

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