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植物乳杆菌发酵蓝莓汁工艺及功能特性研究认领

被引量： 30

作者：

李虹甫

学位授予单位：

东北农业大学

摘要：

蓝莓是国际粮农组织认证的“人类五大健康食品”之一,营养成分丰富,富含多酚、花青素和膳食纤维等多种营养活性物质,对心血管疾病、肿瘤和糖尿病等疾病引起的氧化损伤有良好的预防和抑制作用。但蓝莓多成熟于夏季,其鲜果皮壁轻薄,保存或运输过程中极易产生破损导致腐败。乳酸菌由于具有多种益生功能和优良的发酵特性广泛的应用于食品生产中,能够给发酵基质带来新的风味变化,还能够有效的保留甚至提高发酵基质的功能品质。因此对乳酸菌发酵蓝莓果汁工艺进行研究,能够为蓝莓深加工技术提供新的思路,为蓝莓发酵制品的功能开发提供理论支持。本研究首先对13株乳酸菌进行初步的蓝莓发酵特性评价,从中筛选出一株适用于蓝莓果汁发酵的乳酸菌——植物乳杆菌J26(Lactobacillus planturm J26),并对该菌株进行耐酸、耐胆盐和耐盐等耐受性评价,利用单因素和响应面试验进行了蓝莓果汁发酵工艺的优化,再从功能物质含量、挥发性成分组成等方面探究发酵过程对蓝莓果汁功能品质的影响,最后进一步考察了发酵蓝莓果汁贮藏期间的稳定性。通过本研究,获得结果如下:(1)筛选出一株适用于蓝莓果汁发酵的菌株。针对蓝莓果汁在无营养补充情况下进行发酵,13株受试菌株仅有植物乳杆菌J26和副干酪乳杆菌TD062(Lactobacillus paracasei TD062)可生长至1×10～7cfu/mL以上,其中植物乳杆菌J26活菌计数更高。考虑到蓝莓果汁基质成分的复杂性,选择单一发酵菌株更利于后续研究的需求,因此最终选择植物乳杆菌J26作为发酵菌株。随后对植物乳杆菌J26进行耐酸、耐胆盐和耐盐环境耐受性评价,结果表明该菌株具有较强的耐酸、耐胆盐和耐盐能力,植物乳杆菌J26适用于蓝莓果汁发酵工艺的开发。(2)确定了最适发酵基质和最佳发酵工艺。以菌株生长情况和感官评价作为指标,对发酵基质和发酵工艺进行优化,确定最适发酵基质为6%葡萄糖作为补充碳源、3%脱脂乳粉作为补充氮源;最适发酵工艺为初始接种量3%,发酵温度37℃和发酵时间24 h。此条件下进行蓝莓果汁发酵,最终活菌数可达1×10～9 cfu/mL以上,感官风味最佳。(3)分析了植物乳杆菌发酵对蓝莓果汁主要功能物质和挥发性组分的影响。利用紫外分光光度计比色法比较发酵前后蓝莓果汁中酚类物质含量,发现发酵后酚类物质含量增加了43.42%;采用高效液相色谱法检测花青素类物质发现,蓝莓果汁中主要含有4种花青素——矢车菊素、矮牵牛素、天竺葵素和芍药素,发酵后花青素含量增长了15.38%。通过顶空萃取和气相色谱质谱联用技术(Headspace solid-phase microextraction-Gas chromatography mass spectrometry,HSSPME-GC/MS)分析挥发性组分,挥发性组分在发酵后由21种增加至29种,酸类物质种类及含量增多最为明显,并通过主成分分析发现最能代表发酵蓝莓果汁的挥发性物质为乙酸、丁酸和甲基异丁酮。(4)发酵后蓝莓果汁的酶抑制能力和抗氧化能力显著增强。经植物乳杆菌J26发酵后,蓝莓果汁对α-葡萄糖苷酶抑制作用显著增强,对α-淀粉酶的抑制作用略有提高,但无显著性差异。抗氧化能力评价中,植物乳杆菌J26的发酵显著增强了蓝莓果汁对DPPH、超氧阴离子自由基和羟自由基三种自由基的清除能力;在Caco-2细胞氧化损伤模型中,发酵蓝莓果汁对细胞氧化损伤的缓解能力显著增强。(5)体外模拟消化试验发现植物乳杆菌J26能够有效的耐受人工模拟胃肠液的胁迫作用,证明植物乳杆菌J26对人工胃肠液具有较强的耐受性,能有效定植于肠道中;其次试验结果确定蓝莓果汁中的酚类和花青素类物质主要在肠道内被降解,并且在植物乳杆菌J26发酵后,酚类物质和花青素降解度显著提高,证明了植物乳杆菌J26对蓝莓果汁中功能物质的生物转化功能。(6)评价了植物乳杆菌J26发酵蓝莓果汁的贮藏稳定性。贮藏期内蓝莓果汁pH不断降低,总酸度不断积累升高,活菌数随贮藏时间延长而下降,但贮藏期活菌数仍维持于1×10～7cfu/mL以上;酚类物质含量和花青素含量下降情况较为明显。整体而言发酵蓝莓果汁贮藏期稳定性良好。

摘要译文

关键词：

乳酸菌; 发酵蓝莓果汁; 植物乳杆菌; 功能活性物质

学位年度：

2019

学位类型：

硕士

学科专业：

食品科学

导师：

满朝新

中图分类号：

TS201.3[食品微生物学];TS275.2[茶饮料⑨]

学科分类号：

082202[发酵工程];083201[食品科学];083606[微生物发酵工程];083202[农产品加工及贮藏工程]

D O I：

10.7666/d.Y3588443