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产酶乳酸菌的筛选及乳酸发酵对百香果皮多酚及功能活性的影响认领

被引量： 6

作者：

覃超

学位授予单位：

广西大学

摘要：

早期对乳酸菌发酵的研究主要用于延长食品保质期和改善风味,近年来集中于其对酚类物质的生物转化以提高食品基质的功能活性。目前已有报道证明乳酸菌发酵会改变酚类物质组成,但由于基质和菌株的复杂与多样性,其对乳酸发酵转化多酚的机制还不明确。百香果皮作为果汁加工后的副产物,富含酚酸以及糖苷类黄酮,研究表明类黄酮苷元比其相应的糖苷形式更具抗氧化和消化酶抑制活性。本研究通过对具有产β-葡萄糖苷酶和产阿魏酸酯酶的乳酸菌的筛选并进行百香果皮发酵,研究乳酸菌发酵过程中果皮酚类物质的释放及转化规律,并探讨酚类物质的变化与功能活性变化之间的关系,为乳酸发酵手段充分利用果皮废弃资源的开发提供理论支持。主要的研究结果如下: (1)从实验室保存的154株乳酸菌中开展产β-葡萄糖苷酶和产阿魏酸酯酶乳酸菌的筛选。首先采用平板初筛的方法得到31株产β-葡萄糖苷酶和5株产阿魏酸酯酶的乳酸菌。然后通过酶活和生长活力复筛得到酶活较高且生长活力旺盛的2株产β-葡萄糖苷酶乳酸菌L54(0.68 U/m L)和L119(0.81U/m L),3株产阿魏酸酯酶乳酸菌CC-11(6.59 m U/m L)、CC59(7.50 m U/m L)和CC43-1(5.01 m U/m L)。最后通过生理生化实验和16S r DNA序列分析,鉴定L54、L119为戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus),CC-11为戊糖片球菌(Pediococcus pentosus),CC59和CC43-1为魏斯氏菌(Weissella cibaria)。 (2)取上述产酶乳酸菌,以及实验室已验证产β-葡萄糖苷酶德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)b8与不产β-葡萄糖苷酶和阿魏酸酯酶戊糖片球菌(Pediococcus pentosus)WLT29发酵百香果皮,研究其对果皮酚类物质和功能活性的影响。与未发酵样品相比,3株产β-葡萄糖苷酶菌发酵后的果皮游离酚含量提高了56.24%～71.00%,3株产阿魏酸酯酶菌发酵后提高了40.25%～63.71%,不产酶乳酸菌发酵后提高了53.66%,说明乳酸发酵可提高百香果皮游离酚含量,其中产β-葡萄糖苷酶的乳酸菌转化效果更显著。乳酸发酵会增强百香果皮的抗氧化活性和消化酶抑制能力,其中产酶菌株的效果更显著;且抗氧化能力和消化酶抑制能力与游离酚含量呈现显著性相关。 (3)使用LC-MS/MS非靶代谢组学法与标品相对定量方法,分析L54、CC-11和WLT29发酵前后百香果皮中游离和结合酚的组成及含量变化,探究产不同种酶及不产酶的乳酸菌发酵后,果皮功能活性提高是否与多酚的转化相关。在百香果皮浆中鉴定出156种酚类化合物,其中类黄酮和酚酸类物质主要以游离形式存在,其他酚类化合物包括甲氧基苯酚、酚醛和酪醇等多以结合形式存在。从7个酚类亚类的相对定量结果得到,未发酵的百香果皮游离酚中花青素含量最高(54.88%),其次为酚酸类(24.96%);结合酚中酚酸类含量最高(74.76%),其次为黄酮醇类(17.21%)。乳酸菌发酵后,游离酚酸、黄酮、黄酮醇、黄烷酮和异黄酮类相对含量升高,但游离花青素和黄烷醇含量降低。至发酵结束,果皮浆游离酚和结合酚中的主要酚类物质均为酚酸类,其次为黄酮醇类。在百香果皮中筛选出26种具有消化酶抑制潜力的酚类物质,乳酸菌发酵的过程中大部分活性酚类相对含量增加,这可能是乳酸菌发酵果皮后消化酶抑制能力升高的原因之一。L54发酵果皮过程中代谢的β-葡萄糖苷酶转化并释放更多具有消化酶抑制活性的槲皮素、木犀草素、山奈酚和白杨素,CC-11发酵过程中代谢的阿魏酸酯酶则释放更多的芥子酸和阿魏酸。这些酚类物质的释放增强了百香果皮的抗氧化和消化酶抑制活性。以上研究结果表明,乳酸菌发酵可以改变百香果皮的酚类组分。产β-葡萄糖苷酶和产阿魏酸酯酶乳酸菌发酵百香果皮后,通过其酶活的作用,使相应酚类物质转化和释放,提高其功能活性,其中产β-葡萄糖苷酶L54发酵后更有利于提高百香果皮的功能活性。这可为筛选功能活性菌株发酵果蔬副产物提高功能活性及发酵机理研究提供参考。

摘要译文

关键词：

百香果皮; 乳酸菌; β-葡萄糖苷酶; 阿魏酸酯酶; 多酚

学位年度：

2022

学位类型：

硕士

学科专业：

食品工程（专业学位）

导师：

滕建文

中图分类号：

TS209[食品工业副产品加工与利用]

学科分类号：

0822[轻工技术与工程];083201[食品科学]

D O I：

10.27034/d.cnki.ggxiu.2022.002444