● 摘要
牛奶的营养价值丰富,含有人体所需的乳糖、乳脂肪、乳蛋白、维生素和矿物质,以及微量的生物活性物质。奶酪以牛奶为原料,在生产过程中有大量的乳清排出。乳清中含有种类丰富的微量生物活性物质,其中维生素、牛磺酸、生长因子、生物活性肽等多数活性物质的分离已有报道,但牛奶中环磷酸腺苷(cAMP)的分离提取鲜有研究。cAMP是细胞内参与调节物质代谢和生物学功能的重要物质,具有改善心脏功能、抗癌、提高免疫力、增强记忆力等功能。因此,本研究通过制作奶酪,检测其副产物乳清液中营养素和生物活性成分的含量,将所获乳清液应用于小鼠的迷宫实验中,并选择乳清液中的cAMP进行分离提取和纯化研究。本研究既利用牛奶生产了奶酪,又利用了乳清液中活性物质的生理功能,对于提高牛奶的附加值和增加对奶酪副产物乳清的充分利用具有重要意义。本文主要研究成果如下:
1、奶酪制备工艺优化及副产物中营养素和生物活性物质的测定。通过单因素及响应曲面法优化奶酪制备工艺条件,得到奶酪制作最佳工艺条件:凝乳酶添加量为0.04g/L,MA菌种添加量为0.04g/L,氯化钙添加量为0.17g/L,杀菌条件为76℃15s。此条件下奶酪感官评分为86.12。奶酪的硬度为886g,弹性为0.95,回复性为0.25。测定所获奶酪副产物乳清液中各营养素和生物活性物质的含量,较牛奶具有明显改变。乳清液中的蛋白质、脂肪和乳糖的含量分别降低了2.63%、2.38%和1.08%;非蛋白氮的含量基本保持不变;所检测的所有维生素和部分矿物质(包括磷、钙、锌、镁、铜、锰、碘)的含量均有所下降,但钠和钾的含量升高。
2、奶酪副产物乳清液在小鼠的迷宫实验中的应用。利用小鼠Y-型迷宫实验,通过对小鼠灌胃不同浓度乳清液,测定达标所需训练次数/天数(TN/TD)、全天总反应时间(TRT)、主动回避率(AAR)、正确反应率(CRR)等学习记忆能力指标,发现乳清液具有促进小鼠学习记忆能力的作用,且稀释0.75倍的乳清液改善小鼠学习记忆能力的效果最佳。
3、乳清液中cAMP的分离提取及纯化研究。通过单因素试验得出凝乳酶添加量、氯化钙添加量、杀菌条件对奶酪副产物乳清液中cAMP含量有一定程度的影响。通过响应面实验优化提取工艺条件,得到从乳清中提取cAMP 的最佳工艺条件:凝乳酶添加量为0.06g/L,氯化钙添加量为0.13g/L,杀菌条件为75℃15s。在此条件下cAMP 的提取量为0.058μmol/mL。对乳清液中cAMP纯化的树脂进行选型,由于D290型大孔吸附树脂对cAMP的静态吸附率和解析率分别为52.74%和57.18%,高于其他两种树脂,选取D290型大孔吸附树脂分离纯化cAMP。对D290型大孔吸附树脂纯化乳清液中cAMP优化结果表明:在上样液浓度为50μg/mL,上样液流速为2mL/min,上样液pH值为4.5时,D290型大孔吸附树脂吸附cAMP的效果最佳,吸附率可达到69.57%。D290型的大孔吸附树脂中的cAMP解析最佳条件:洗脱液浓度(0.1mol/L)HCl-(0.4mol/L)NH4Cl,洗脱液流速1mL/min。在此条件下cAMP的纯化率为62.64%,cAMP含量为0.095μmol/mL。
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