發(fā)布時(shí)間：2019-09-18 22:34

【摘要】：葉黃素是重要的香料前體物,在一定條件下可以發(fā)生降解產(chǎn)生一系列香味物質(zhì)。本研究從煙葉中篩選出一株能夠降解葉黃素并能產(chǎn)生煙草特征香氣成分的菌株,并進(jìn)行了菌種鑒定、降解動(dòng)力學(xué)、降解產(chǎn)物表征以及菌株降解特性等研究,簡述如下:Ⅰ、通過形態(tài)觀察、生理生化實(shí)驗(yàn)和分子鑒定等手段,鑒定該菌株為Enterobacter hormaechei。研究其降解動(dòng)力學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn),當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)含量(g/L)越高,葉黃素含量(%)就越低,說明葉黃素降解量越大;當(dāng)A20菌株生長到42 h時(shí),葉黃素含量基本不在變化,說明菌種對葉黃素的降解基本已經(jīng)結(jié)束。Ⅱ、研究葉黃素降解產(chǎn)物的成分及其加香效果。利用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)和核磁共振(NMR)分析法對其降解產(chǎn)物進(jìn)行分離鑒定,并將其加入卷煙中進(jìn)行感官評吸。首先通過GC-MS分析,得出葉黃素經(jīng)過霍氏腸桿菌A20降解得到3種產(chǎn)物,分別為8-甲基-α-紫羅蘭酮、3-羥基-α-紫羅蘭酮和3-氧化-α-紫羅蘭酮;再通過NMR分析知,8-甲基-α-紫羅蘭酮是葉黃素降解的最終產(chǎn)物。評吸結(jié)果發(fā)現(xiàn):適量濃度的葉黃素降解物能提高卷煙整體的協(xié)調(diào)性,提升卷煙的香氣質(zhì)和香氣量,降低對口腔、鼻腔的刺激性,減少雜氣,余味舒適。Ⅲ、為了提高葉黃素的降解率,對霍氏腸桿菌A20菌株的發(fā)酵培養(yǎng)基成分和其培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化。首先對其發(fā)酵培養(yǎng)基成分(碳源、氮源、無機(jī)鹽)優(yōu)化,通過單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn),以葉黃素降解率為指標(biāo),得到降解葉黃素的最佳培養(yǎng)基組成為:葡萄糖8 g/L,混合氮源(酵母膏:蛋白胨=2:1)14 g/L,K2HPO40.72 g/L。葉黃素降解率從最初的45.7%提高到70.37%,與初始的發(fā)酵培養(yǎng)基相比提高了53.98%。再對其培養(yǎng)條件(培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)溫度、轉(zhuǎn)速、pH值、接種量)進(jìn)行優(yōu)化,通過單因素和正交實(shí)驗(yàn),以降解率為指標(biāo),確定微生物的最佳培養(yǎng)條件為培養(yǎng)時(shí)間42 h,溫度25℃,轉(zhuǎn)速150 r/min,pH值7.0,接種量1.0%,在此條件下,葉黃素降解率從最初的70.8%提高至91.53%。Ⅳ、對霍氏腸桿菌A20的靜息細(xì)胞降解葉黃素生產(chǎn)香味物質(zhì)進(jìn)行研究。在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,應(yīng)用響應(yīng)面設(shè)計(jì)對其條件進(jìn)行優(yōu)化。確定最佳轉(zhuǎn)化條件為:培養(yǎng)時(shí)間120 min,溫度31.14℃,pH值為4.98,細(xì)胞濃度為17.64%,底物濃度為70 mg/L,此時(shí)葉黃素降解率為71.37%,與軟件預(yù)測值71.54%相吻合,表明優(yōu)化方案達(dá)到了預(yù)期效果,且具有良好的穩(wěn)定性。對靜息細(xì)胞降解葉黃素的發(fā)酵液中的主要成分進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析,得到其主要產(chǎn)物為8-甲基-α-紫羅蘭酮和3-氧化-α-紫羅蘭酮。綜合上述,本研究篩得的菌株能高效降解葉黃素產(chǎn)生特征香味物質(zhì),初步闡明了該微生物降解葉黃素的機(jī)理,并獲得了最佳的發(fā)酵條件,為工業(yè)化生物制備煙草用香味物質(zhì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此,本課題具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際生產(chǎn)價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：鄭州輕工業(yè)學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TS414

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2537750