枯草芽孢杆菌(B.subtilis)是一种广泛应用于豆酱、腐乳、豆豉和纳豆等传统发酵豆制品的益生菌,具有较强产酶能力。观察发现豆酱发酵后出现黏稠、腐乳出现凝固状态、纳豆表面出现拉丝的现象,这些黏稠凝固现象的出现增强了食品的口感,而目前对于枯草芽孢发酵产生的凝固现象研究较少。本试验对枯草芽孢杆菌发酵制备的凝胶和乳液凝胶的性质、蛋白质二级结构变化以及替代脂肪能力进行研究,为工业上制备脂肪含量较低而口感无损失的食品提供新途径。本研究从菌库中保藏的50株枯草芽孢杆菌中筛选出1株具有高产蛋白酶能力的菌株,确定大豆分离蛋白浓度和最适乳液条件后,以大豆分离蛋白溶液和乳液分别作为发酵基质,对发酵制备凝胶及乳液凝胶的色度、浊度、持水力、分子间作用力、流变特性等指标进行测定。通过SDS-PAGE电泳、傅里叶红外光谱、圆二色谱和荧光光谱对二级结构进行测定,并对替代脂肪后肉丸的质构、持水力、蒸煮损失、色度和p H值等指标进行了初步测定,主要结论如下:1.自50株枯草芽孢杆菌中筛选出产酶能力最强的菌株,通过水解圈和蛋白酶活的跟踪测定发现Bacillus subtilis S1-2具有较强的产酶能力,对其生长特性测定发现,菌株产酸能力较弱,可排除发酵产酸对凝胶形成的影响。Bacillus subtilis S1-2发酵制备凝胶与低蛋白酶活菌株发酵制备凝胶相比硬度更大、弹力更佳。灭酶前后发酵上清液分别制备大豆分离蛋白凝胶发现,灭酶后发酵上清液制备凝胶倒置脱落,持水力降低。利用灭酶前后粗酶液制备大豆分离蛋白凝Two-stage bioprocess胶时发现相同现象。通过SDS-PAGE方法测定发现,发酵后蛋白出现降解现象,推测枯草芽孢杆菌发酵大豆分离蛋白形成凝胶与蛋白酶作用有关。通过Bacillus subtilis S1-2全基因组测序分析发现,菌株Bacillus subtilis S1-2具有产丝氨酸蛋白酶、金属蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶及蛋白酶Epr等多种蛋白酶基因,表明Bacillus subtilis S1-2具有较强产酶能力。2.通过最小凝胶蛋白浓度筛选确定大豆分离蛋白最小凝胶浓度为8%。发酵12 h浊度、持水力都达到最大,分子间作用力是以二硫键和疏水相互作用为主。通过流变测定发现凝胶表观黏度具有剪切细化和频率依赖性。扫描电镜(SEM)测定微观结构发现,发酵凝胶结构表面呈现聚集状态。傅里叶红外光谱和圆二色谱测定发现蛋白质的α-螺旋含量显著降低而β-折叠的含量升高,发酵作用使得大豆分离蛋白的α-螺旋转换为β-折叠,β-折叠结构促进凝胶网络结构形成。荧光光谱测定发现荧光强度降低,色氨酸残基被包裹在分子内部更疏水的环境中。3.经过正交试验确定乳液最适制备参数为:含油量10%,均质时间4 min和加热时间20 min。发酵12 h时发酵乳液凝胶浊度,持水力都达到最大,分子间作用力是以疏水相互作用和氢键为主。通过流变测定发现凝胶的表观黏度具有剪切稀化和频Blebbistatin作用率依赖性。通过傅里叶红外光谱和圆二色谱分析发现,经过枯草芽孢杆菌发酵α-螺旋结构转化为β-折叠,无规卷曲和β转角含量都降低,较发酵凝NSC 119875体内实验剂量胶相比β-折叠增长幅度更大、α-螺旋降低更多,表明发酵大豆分离蛋白呈现有序凝胶网络。荧光光谱测定发现荧光强度降低更为明显,色氨酸残基被包裹在分子内部更疏水的环境中。4.不同含量乳液凝胶替代脂肪,通过蒸煮损失测定发现添加量为15%时蒸煮损失显著降低,肉丸的持水力在15%乳液凝胶添加量条件下达到最大,表面疏水性增大,蒸煮损失显著降低,汁水保留最为充分。经p H计和电子舌测定发现添加乳液凝胶的肉丸无异味,具备在保证质构和滋味条件下替代脂肪的能力。