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益生菌发酵草莓汁工艺优化及代谢组学研究认领

被引量： 7

作者：

杨雪梅

学位授予单位：

山东农业大学

摘要：

草莓汁富含多酚、类黄酮等活性成分,具有较高的营养成分及保健功能。发酵草莓汁保留了草莓中的营养成分与活性因子,增加了乳酸菌发酵饮料的营养价值。本研究以草莓汁为原料,筛选适用于发酵的乳酸菌菌株;添加筛选得到的菌株进行发酵,确定草莓汁最佳发酵工艺和磁场最佳辅助工艺;探究磁场辅助发酵对发酵草莓汁营养品质及代谢物质的影响。主要研究成果如下:（1）选取植物乳杆菌Lactobacillus plantarum 121（LP121）、嗜酸乳杆菌Lactobacillus acidophilus 011（LA011）、嗜热链球菌Streptococcus thermophilus 021（ST021）、鼠李糖乳杆菌Lactobacillus rhamnosus 026（LR026）、罗伊氏乳杆菌Lactobacillus reuteri 041（LR041）、干酪乳杆菌Lactobacillus casei 021（LC021）六种乳酸菌,以草莓汁为发酵基质,比较不同菌株发酵草莓汁的发酵性能、抗氧化能力、活性成分含量以及挥发性香气成分。结果表明,LP121发酵草莓汁还原糖含量为75.70mg/m L,总酸含量为18.28 g/L,多酚含量为1.02 mg/m L,DPPH自由基清除率为81.03%,生成了丁酸乙酯、戊酸乙酯、麝香草酚、芳樟醇、香茅醇、2-戊基呋喃、香柠檬醛7种特有挥发性物质,香气成分种类最多且最为丰富,与其他乳酸菌发酵及未发酵组相比具有较显著差异（P<0.05）。草莓汁经发酵后,具有刺激性、不愉快等不良气味的物质比例有所降低,一些具有水果香、花香味道的挥发性物质有所增加。在6种乳酸菌中,LP121的发酵性能、产酸能力最好,多酚含量较高,且DPPH自由基清除能力最高。（2）以植物乳杆菌LP121为发酵菌种,选取发酵温度、发酵时间、接菌量三因素进行单因素和响应面试验。以总酸含量、感官评分、总酚含量、黄酮含量为综合考察指标,确定草莓汁发酵最佳工艺为发酵温度35℃、发酵时间24 h、接种量2%,得到草莓汁产酸量为16.91 g/L、根据模糊评价法得出感官评分为2.90、总酚含量1.04mg/m L、总黄酮含量为0.15 mg/m L。DPPH自由基清除率为81.64%、羟自由基清除率为65.85%。（3）在相同发酵温度、发酵时间、接种量条件下,进行磁场辅助发酵条件单因素优化,磁场辅助最佳工艺为:磁处理时间为1 h、磁辅助强度为2.0 m T,磁场辅助发酵工艺下得到草莓汁产酸量为15.36 g/L、感官评分为2.92、黄酮含量为0.18 mg/m L、总酚含量为1.03 mg/m L、DPPH自由基清除率为84.33%、羟自由基清除率为66.12%。（4）测定两种发酵方式下发酵草莓汁差异代谢产物并对所得数据进行多元统计分析。结果表明,主成分分析模型显示磁场辅助发酵组和静置发酵组的代谢产物之间存在明显分离,主成分1（PC1）贡献率为78%、主成分2（PC2）贡献率为8.50%,总贡献率为86.50%。基于正交偏最小二乘法-判别分析结果发现,共有32种代谢物质被鉴定为差异代谢物（VIP>1,P<0.05）,其中包括有机酸8种,氨基酸4种,糖类及其衍生物4种,醇、酯类物质共8种,酮类和醛类物质3种,其他代谢物种6种。磁场辅助发酵组中上调物质有20种,下调物质12种,上调物质占总差异代谢物总类为62.50%,下调物质种类占总差异代谢物比例为37.50%。对差异代谢物进行通路分析发现,排名前5且具有显著影响（impact>1,P<0.05）的代谢通路分别为:（1）氨基酸的生物合成（Biosynthesis of amino acid）,主要包括苯甲酸甲酯、正辛醇等。（2）乙醛酸和二羧酸代谢（Glyoxalic acid and dicarboxylic acid metabolism）,主要包括L-组氨酸、苹果酸、异柠檬酸等3种代谢成分。（3）苯丙类化合物的合成（Biosynthesis of phenylpropanoids）,主要包括4-羟基苯甲醛、2-苯乙醇。（4）类黄酮生物合成（Flavonoid biosynthesis）,主要包括二氢槲皮素、原花青素B2等代谢成分。（5）磷脂类代谢（Sphingolipid metabolism）,主要包括鞘氨醇、磷酸乙醇胺2种代谢成分。

摘要译文

关键词：

发酵草莓汁; 乳酸菌; 磁场发酵; 代谢差异物

学位年度：

2023

学位类型：

硕士

学科专业：

食品加工与安全（专业学位）

导师：

陈伟和法涛

中图分类号：

TS255.44[果汁]

学科分类号：

0822[轻工技术与工程];083202[农产品加工及贮藏工程]

D O I：

10.27277/d.cnki.gsdnu.2023.000196