【摘要】： 柑橘加工廢渣是柑橘加工的副產物,以果皮渣、果肉渣及種籽為主,鮮果皮渣約含5%~8%的糖分,果肉渣約含8.8%~11%的糖分,經壓榨、蒸發(fā)濃縮后可制得柑橘糖蜜。柑橘糖蜜是一種高糖度的深褐色粘稠液體,主要成分為單糖、雙糖、少量多糖、類黃酮等物質,是很好的發(fā)酵碳源。基于此,本文以柑橘榨汁產生的果皮渣和果肉渣為原料,分別進行柑橘糖蜜的果膠酶法制備、糖分的分離提取和含量測定、以及發(fā)酵生產維生素B_(12)(簡稱VB_(12))的應用研究,主要內容及結論如下:(1)以柑橘榨汁產生的果皮渣和果肉渣為原料,利用榨汁和水洗提取其中糖分,得到的果皮渣糖液和果肉渣糖液含有較多的果膠、細胞膜碎片或其他不溶物雜質。利用果膠酶對糖液進行澄清處理,以糖液透光率為指標,通過單因素實驗和正交試驗進行工藝優(yōu)化。結果顯示,果皮渣糖液的最佳酶處理工藝為:酶用量0.125 U/mL、pH值4.0、酶解時間2.5 h、酶解溫度40℃,在此條件下,果皮渣糖液透光率由原來的14.6%增加到75.1%;果肉渣糖液的最佳酶處理工藝為:酶用量0.100 U/m L、pH值4.0、酶解時間1.5 h、酶解溫度35℃;在此條件下,果肉渣糖液透光率由原來的46.0%增加到83.8%。(2)采用真空旋轉蒸發(fā),以濃縮時間為橫坐標,糖液濃度(用可溶性固形物含量表示)為縱坐標,繪制糖液濃縮曲線。采用獨立樣本t檢驗,分析顯著性,研究果膠酶處理對糖液濃縮的影響。結果表明:在溫度70±5℃、轉速80 r/min、真空度﹣0.095±0.005 MPa條件下,當濃縮時間為100 min時,酶處理前后的果皮渣糖液可溶性固形物含量出現(xiàn)顯著差異;在溫度50±2℃、轉速182 r/min、真空度﹣0.098±0.002 MPa條件下,當濃縮時間為50 min時,酶處理前后的果肉渣糖液可溶性固形物含量出現(xiàn)顯著性差異,隨著濃縮時間的繼續(xù)增加,顯著性差異繼續(xù)增大。(3)以粗多糖提取率為響應值,對粗多糖提取工藝中的脫脂工藝和醇沉工藝分別進行單因素實驗和響應面優(yōu)化。在無水乙醇用量6倍(V/V)、時間10 h、溫度4℃的醇沉條件下,確定最佳脫脂工藝為:脫脂劑用量20倍(V/V)、脫脂劑中石油醚體積分數90%、回流時間3.5 h;在此工藝條件下,確定了最佳醇沉工藝:乙醇濃度99%、乙醇用量8倍(V/V)、醇沉時間8 h;得到的粗多糖提取率為5.47%。(4)以果膠酶法和直接濃縮法制備的柑橘糖蜜為樣品,利用優(yōu)化后的粗多糖提取工藝對其糖分進行分離提取,采用蒽酮試劑法測定多糖,DNS法測定還原糖和轉化糖。測定結果表明:柑橘糖蜜的糖分以還原糖和蔗糖為主,多糖含量極少;果膠酶法制備的柑橘糖蜜純度比直接濃縮法制備的高;果膠酶法制備的果皮渣糖蜜中還原糖含量為32.21%,占其總糖的85%以上;果膠酶法制備的果肉渣糖蜜中還原糖含量為22.19%,約占其總糖的57%。(5)以果膠酶法制備的柑橘果皮渣糖蜜為發(fā)酵原料,選取謝氏丙酸桿菌作為發(fā)酵菌種,生產VB_(12)。固定發(fā)酵溫度為30℃,以VB_(12)產量為響應值,通過單因素實驗、Plcakett-Burman試驗和響應面試驗優(yōu)化發(fā)酵培養(yǎng)基的組成,確定了發(fā)酵培養(yǎng)基最佳成分為:柑橘糖蜜22°Brix、酵母膏92 g/L、CoCl_2·6H_2O 40 mg/L、KH_2PO41.0 g/L、(NH_4)_2PO_4 2.0 g/L、初始pH值6.9、DMB添加量50 mg/L;各成分影響VB_(12)產量的主次順序為初始pH值>柑橘糖蜜>酵母膏濃度>(NH_4)_2PO_4>CoCl_2·6H_2O>KH_2PO_4>DMB添加量。在最佳發(fā)酵培養(yǎng)基基礎上,以VB_(12)產量為響應值,通過單因素實驗和響應面法對發(fā)酵工藝進行了優(yōu)化,確定了最佳發(fā)酵工藝為接種量20%、裝液量90 m L(250 mL三角瓶)、DMB添加時間74 h、發(fā)酵時間96 h,獲得的VB_(12)產量為28.0339 mg/L。

【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017

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