草鱼骨乳酸菌发酵液的制备及钙生物利用率的研究

摘要

一直以来，我国水产加工业快速发展所产生的大量下脚料没有得到有效利用，约50-60％的鱼废物被丢弃，造成了蛋白源的浪费和环境的污染。鱼骨中含有丰富的钙资源，它的大量废弃也造成了钙源的浪费。多项研究证明乳酸菌可以对鱼骨中的钙进行转化，增加可溶性钙含量;且对于微生物来说，氮源一般是培养基中最昂贵的资源，鱼废物能够为乳酸菌的生长提供氮源。因此，乳酸菌对鱼骨进行发酵并研究其生理活性是研究补钙产品的新途径。本文通过菌株筛选，最终选择肠膜明串珠菌为实验菌株。采用软化、匀浆、酶解的方式处理草鱼骨用于培养基的配制并对酶解条件进行简单的优化，响应面实验优化肠膜明串珠菌发酵草鱼骨酶解液的工艺条件，综合分析发酵液的钙组成，研究该发酵液对大鼠钙吸收和骨密度的影响，分析发酵液在体内利用的有效性。
　　主要研究内容及结果如下:
　　1.菌株筛选和草鱼骨处理条件优化
　　考察软化、酶解处理对草鱼骨发酵液菌落总数和可溶性钙含量的影响，确定草鱼骨的处理方式为软化、匀浆、酶解。接着考察了加酶种类、酶解时间对发酵液菌落总数和可溶性钙含量的影响。确定草鱼骨用于培养基配制的最佳处理条件为:软化(121℃，20 min)，匀浆（中速，1 min），风味蛋白酶酶解（温度50℃、pH6.0、加酶量2.5％、酶解时间2.5h）。在最佳条件下，菌落总数达到3.27×1010，可溶性钙含量达到85.28 mg/L。较优化前的菌落总数1.04×109，可溶性钙含量20.61 mg/L，有了显著提高，证明了肠膜明串珠菌发酵草鱼骨液及利用其蛋白和钙资源的可行性。
　　2.发酵工艺的响应面实验优化及发酵液钙组成分析
　　分别以发酵液的可溶性钙含量和钙转化率为指标，对骨液浓度、碳源种类、碳源浓度、发酵起始pH、不同无机盐种类进行单因素实验，在骨液浓度、碳源浓度、发酵起始pH的单因素结果为零水平的基础上，进行三因素三水平响应面实验。确定肠膜明串珠菌发酵草鱼骨酶解液的最优工艺条件为骨液浓度89.58g/L，碳源浓度15.62 g/L，发酵初始pH5.25，此时钙转化率为5.56％。通过高效液相色谱分析、固相微萃取气质联用分析的方法对发酵液的钙组成进行了分析，确定发酵液中的可溶性钙(451.75 mg/L，11.29 mmol/L)是以乳酸钙(3.89 mmol/L)、乙酸钙(6.21 mmol/L)、氨基酸钙、小分子肽钙等形式共同存在的。
　　3.草鱼骨发酵液的钙生物利用率研究
　　通过连续喂养3周低钙饲料的方式建立大鼠缺钙模型，然后喂养不同的实验饲料4周的大鼠正常生长实验和钙代谢实验，测定了大鼠的体重增重率、钙代谢指标、血清指标、股骨指标，探讨草鱼骨发酵液的生理活性。实验结果表明草鱼骨发酵液能够促进大鼠的生长发育，大鼠体重增重率达到了41％，显著高于低钙组的31.88％(P＜0.05);通过钙代谢实验发现了鱼骨液发酵液中复合态的有机钙能够在大鼠体内得到良好的吸收，该组的钙表观吸收率达到了73.92％，显著高于其他组;同时证明了发酵液的复合态钙在大鼠体内得到有效利用，使缺钙大鼠的血清钙、碱性磷酸酶水平、股骨重量、骨密度、股骨钙含量恢复到正常水平，维持生物内环境和骨骼质量的稳定。结果表明草鱼骨发酵液具有较高的生理活性，有望成为新型补钙制剂。

目录

声明

摘要

0 前言

0．1 草鱼的研究现状

0．1．1 草鱼的生物学特性

0．1．2 草鱼的开发利用

0．1．3 草鱼下脚料的开发利用

0．2 骨源制品的研究现状

0．2．1 草鱼骨的营养特性

0．2．2 鱼骨综合利用的研究现状

0．2．3 骨钙的可吸收性

0．2．4 提高鲜骨综合利用率的方法

0．3 乳酸菌

0．3．1 乳酸菌的生理功能

0．3．2 乳酸菌的发酵类型及产物

0．4 钙及补钙制品研究现状

0．4．1 钙

0．4．2 缺钙现状

0．4．3 钙吸收

0．4．4 影响钙吸收的因素

0．4．5 补钙制剂

0．4．6 鲜骨发酵液生理活性的研究现状

0．5 本课题的立题背景、意义及研究内容

0．5．1 本课题的立题背景、意义

0．5．2 本课题的研究内容

1 菌株筛选和草鱼骨处理条件优化

引言

1．1 材料与仪器

1．1．1 实验材料

1．1．2 实验试剂

1．1．3 实验仪器

1．2 实验方法

1．2．1 实验菌株的筛选

1．2．2 不同处理方式的筛选

1．2．3 不同草鱼骨酶解液的制备

1．2．4 乳酸含量的测定

1．2．5 16SrRNA菌种鉴定

1．2．6 可溶性钙含量的测定

1．2．7 鱼骨液培养基中氨基酸态氮含量的测定

1．2．8 统计学分析

1．3 结果与讨论

1．3．1 实验菌株的筛选

1．3．2 草鱼骨处理方式的筛选

1．3．3 酶解条件的筛选

1．4 结论

1．5 本章小结

2 发酵工艺的响应面实验优化及发酵液钙组成分析

引言

2．1 材料与仪器

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验试剂

2．1．3 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 单因素实验

2．2．2 响应面实验

2．2．3 可溶性钙含量的测定

2．2．4 相对分子量分布的测定

2．2．5 有机酸含量的测定

2．2．6 挥发性成分测定

2．2．7 数据分析

2．3 结果与讨论

2．3．1 单因素实验结果

2．3．2 响应面实验结果

2．3．3 相对分子量分布的测定

2．3．4 有机酸含量的测定

2．3．5 挥发性成分测定

2．4 结论

2．5 本章小结

3 鱼骨发酵液的钙生物利用率研究

引言

3．1 实验材料与仪器

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验试剂

3．1．3 实验仪器

3．2 实验方法

3．2．1 鱼骨酶解液和发酵液的制备

3．2．2 实验饲料的分组

3．2．3 动物分组及饲喂方式

3．2．4 摄食量和体重增重率的测定

3．2．5 钙表观吸收率的测定

3．2．6 血液生化指标的测定

3．2．7 骨长、骨重、骨密度的测定

3．2．8 骨钙含量的测定

3．2．9 数据分析

3．3 结果与讨论

3．3．1 鱼骨发酵液对大鼠体重增重率的影响

3．3．2 鱼骨发酵液对钙表观吸收率的影响

3．3．3 鱼骨发酵液对血清钙、磷、碱性磷酸酶的影响

3．3．4 鱼骨发酵液对股骨长度、股骨重量、骨密度的影响

3．3．5 鱼骨发酵液对股骨钙含量的影响

3．4 结论

3．5 本章小结

4 全文总结、研究特色与不足

4．1 全文总结

4．2 研究特色与不足

4．2．1 研究特色

4．2．2 不足

参考文献

致谢

个人简历

发表的学术论文