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摘要： 以蓝莓为原料,通过接种嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌,研究发酵前后蓝莓中游离态、结合态的多酚和原花青素含量及组成,进而检测蓝莓多酚的抗氧化活性变化。结果表明,副干酪乳杆菌和干酪乳杆菌发酵提升了蓝莓多酚含量,3种乳酸菌都显著降低了游离态原花青素含量。发酵对9种特征性酚酸和3种原花青素单体含量也产生较大的影响,3种乳酸菌均提高了原儿茶酸、香草酸、丁香酸、儿茶素、槲皮素等含量,其中槲皮素含量增加异常显著,副干酪乳杆菌发酵显著提高原花青素B1含量。抗氧化实验显示,副干酪乳杆菌发酵显著增强了蓝莓多酚清除1,1-二苯基-2-三硝基苦肼自由基和2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS)阳离子自由基的能力,干酪乳杆菌也提升了对ABTS阳离子自由基的清除能力。综合比较,副干酪乳杆菌比其他2种乳酸菌发酵更有利于提高蓝莓多酚的含量和抗氧化活性,该研究可为蓝莓发酵饮品的开发提供参考。
关键词: 乳酸菌 ；蓝莓 ；多酚 ；原花青素 ；抗氧化活性
被引量
52
摘要： 为开发营养健康的新型乳酸菌发酵蓝莓果汁,以新鲜蓝莓为原料,采用乳酸菌发酵工艺制备蓝莓汁,研究发酵对蓝莓汁中各种组分、活菌数及抗氧化活性的影响,并采用响应面试验优化发酵工艺条件。结果表明:蓝莓汁的最佳发酵工艺条件为发酵时间24 h、发酵温度37℃、乳酸菌接种量0.1%、蔗糖添加量6%;发酵温度和初始接种量对抗氧化酶活性影响极显著,接种量和时间交互作用极显著;最佳发酵工艺条件下,蓝莓汁中总酚含量413.40 mg/L,花青素含量206.40 mg/L,超氧化物歧化酶活力261.63 U/mL,活菌数2.18×10^(11)CFU/mL;发酵后蓝莓汁对DPPH清除率达到99.40%;运用高效液相色谱检测蓝莓汁在发酵过程中花青素单体的含量,发现花青素单体组分种类没有变化,含量变化显著,其主要成分锦葵色素-3-O-半乳糖苷含量显著增加,发酵24 h时为59.59μg/mL,与发酵前相比增加了16.87%。因此,发酵能提高蓝莓汁中活性物质含量,使蓝莓汁具有更高的抗氧化活性。
关键词: 蓝莓 ；乳酸菌 ；发酵工艺 ；抗氧化酶活性 ；抗氧化活性 ；花青素单体
被引量
18
摘要： 研究了体外模拟胃肠道消化对蓝莓中多酚、黄酮、花色苷和原花青素含量的影响,结果表明:与未消化的组分相比,经模拟胃消化后,蓝莓多酚和黄酮含量分别降低了9.28%和28.04%,而花青素和原花青素含量升高了199.65%和19.86%;模拟肠消化后多酚和黄酮含量分别升高了23.47%和42.58%,而花青素和原花青素含量基本不变。ABTS抗氧化试验表明:模拟肠消化后蓝莓抗氧化活性与未消化组分相比,提高了36.53%。研究了蓝莓消化样品对肝细胞氧化损伤的保护作用,结果表明:过氧化氢(H2O2)能引起肝细胞LO2氧化损伤(细胞存活率为53.33%),而肠消化后的蓝莓组分(0.25 mg/m L)能显著抑制H2O2引发的细胞毒性(细胞存活率65.73%)。对蓝莓作用机理的分析表明,H2O2能引发肝细胞LO2产生大量的活性氧自由基ROS(与正常对照组相比,荧光强度339.21%);胃消化和肠消化的蓝莓样品(0.25 mg/m L)可显著降低肝细胞内ROS水平,细胞荧光强度分别降低到169.19%和105.38%。
关键词: 蓝莓 ；体外消化 ；活性成分 ；ROS ；氧化损伤
被引量
12
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。
关键词: 发酵草莓汁 ；乳酸菌 ；磁场发酵 ；代谢差异物
被引量
7
摘要： 多酚广泛存在于自然界,具有较高的抗氧化活性,但多酚在体内的直接利用率较低,一般需经过肠道微生物转化为活性较高的小分子,才能被吸收利用,发挥其抗氧化作用,多酚经乳酸菌发酵,其产物活性可能提高,因此本研究旨在开发一款具有较强抗氧化活性的多酚提取物乳酸菌复合发酵饮料,并对该饮料的功效进行评价。本研究通过体外高通量抗氧化能力筛选模型,筛选出发酵后抗氧化能力最强的多酚与乳酸菌菌种,探究多酚经乳酸菌代谢对抗氧化活性影响的规律;通过响应面模型优化工艺条件,提高了多酚提取物乳酸菌复合发酵饮料的感官品质及抗氧化能力,开发出一款新型的多酚提取物乳酸菌复合发酵饮料;通过细胞模型与动物模型评价了该饮料的功效活性,明确多酚提取物乳酸菌复合发酵饮料对氧化损伤细胞与高脂膳食氧化应激小鼠的干预作用,为多酚类食品的开发利用提供一定理论依据。具体结果如下:以三种多酚（葡萄籽原花青素提取物、绿茶茶多酚提取物和苦荞黄酮提取物）与四种乳酸菌为研究对象（嗜热链球菌Streptococcus thermophiles、植物乳杆菌Lactobacillus plantarum、干酪乳杆菌Lactobacillus casei和保加利亚乳杆菌Lactobacillus bulgaricus）,以DPPH法、ABTS法和总抗氧化能力（FRAP）为评价指标,确定植物乳杆菌发酵葡萄籽原花青素提取物的抗氧化能力最强,其DPPH清除率、ABTS清除率和FRAP分别为97.4%、62.9%、1.97。以葡萄籽原花青素提取物和植物乳杆菌为原料,通过响应面模型优化了发酵工艺参数,确定多酚提取物乳酸菌复合发酵饮料最佳发酵工艺参数,优化后的饮料具有较高的感官评分、理化特性、活性物质及抗氧化能力。优化工艺条件为葡萄籽原花青素提取物0.15%、脱脂乳25%、饮用水75%、植物乳杆菌接种量4%、果胶0.15%,耐酸性羧甲基纤维素钠0.1%、柠檬酸1%、白砂糖6%、海藻糖2%、甜菊糖0.04%、发酵温为37℃、发酵时间23 h。多酚提取物乳酸菌复合发酵饮料中多酚类化合物含量达到53 mg/100m L,饮料活菌数达到3.5×10～8 CFU/m L,蛋白质含量（g/100g）为0.9,酸度为86.6。T。多酚提取物乳酸菌复合发酵饮料的抗氧化能力较高,其DPPH、ABTS自由基清除能力分别为79.1%,65.2%。通过建立HepG2细胞氧化损伤模型,评价原花青素乳酸菌复合发酵饮料干预氧化应激的功效,结果表明原花青素乳酸菌复合发酵饮料能显著增加氧化应激的HepG2细胞活力（p<0.05）,显著增加细胞的总抗氧化能力（p<0.05）,显著减少细胞中MDA含量（p<0.05）,显著增加谷胱甘肽含量（p<0.05）,明显减少凋亡细胞的数量,原花青素经植物乳杆菌发酵比单一的原花青素和植物乳杆菌干预有更好的抗氧化效果,原花青素与植物乳杆菌具有协同趋势。通过建立高脂小鼠模型,评价原花青素乳酸菌复合发酵饮料的抗氧化功效,结果表明,原花青素乳酸菌复合发酵饮料可以增强高脂小鼠血清及组织中自由基的清除能力,显著增强组织中抗氧化活性（T-AOC、SOD、CAT和GSH指标）,显著降低组织中MDA含量（p<0.05）,显著增加血清的总抗氧化能力（p<0.05）,显著降低血清中脂质过氧化物MDA含量（p<0.05）。多酚提取物乳酸菌复合发酵饮料组的抗氧化能力显著高于单一干预的原花青素饮料组和植物乳杆菌饮料组,表明原花青素经植物乳杆菌发酵比单一的多酚和植物乳杆菌干预有更好的抗氧化效果,原花青素与植物乳杆菌具有协同干预的作用。同时原花青素乳酸菌复合发酵饮料可以显著性降低小鼠腹脂指数,可调节由高脂膳食诱导的血脂代谢异常,血脂指标TC、TG和AI指数均有显著降低（p<0.05）,可以显著增加肠道菌群中有益菌乳杆菌和双歧杆菌数量（p<0.05）,并显著增加肠道中短链脂肪酸乙酸和丁酸的含量（p<0.05）。综上所述,本研究开发了一款新型多酚提取物乳酸菌复合发酵饮料,此饮料具有较高的抗氧能力和感官评价,通过细胞体外模型及动物体内模型评价了此款饮料的功能性,结果表明原花青素乳酸菌复合发酵饮料中原花青素和植物乳杆菌具有协同抗氧化活性、干预氧化应激的作用。
关键词: 多酚 ；乳酸菌饮料 ；抗氧化性 ；功效评价
被引量
5
摘要： 非酒精性脂肪肝病（Non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD）是高糖高脂饮食引发的慢性病,也是脂质代谢紊乱在肝脏的作用结果。肝脏作为人体最大的代谢器官,其脂质谢异常与活性氧自由基引起的氧化应激已成为动脉粥样硬化、糖尿病与肥胖等多种疾病的致病因素。此外NAFLD如果不及时干预,会逐渐进展成为脂肪性肝炎、肝纤维化和肝硬化。目前尚未批准任何NAFLD的靶向治疗药物。已有药物多是通过调节血脂及胰岛素敏感性等发挥作用,但具有一定的毒副作用。因此通过膳食预防NAFLD的发生发展既具有较强可行性,又具有重要的现实意义。黑大麦是一种高纤低糖低脂的有色全谷物,我们已有研究表明植物乳杆菌发酵黑大麦汁可以富集如γ-氨基丁酸与多酚。本研究在已有研究的基础上,首先利用基于UPLC-Q-TOF-MSE的组学技术明确植物乳杆菌发酵黑大麦汁的功能性植物化学成分改变;其次,利用高脂饮食诱导建立NAFLD大鼠模型,同时分别灌胃给予发酵黑大麦汁液体与乳酸菌（活菌数:1×10～8 CFU/m L）。通过检测大鼠肝脏病理形态、肝脏总脂肪含量、脂肪与肝组织的脂质（TG、TC和NEFA）、血清与肝组织的抗氧化指标（SOD、TBARS、CAT、GSH、和GSH-Px）、血清细胞因子,明确发酵黑大麦汁对NAFLD的干预效果;最后,利用16S r DNA测序检测发酵黑大麦汁对肠道菌群的影响;利用UPLC-Q-TOF-MSE技术检测大鼠血清和肝脏组织,通过非靶向代谢组学分析技术找出不同处理组别的大鼠差异代谢物,然后将搜索数据库鉴定的差异代谢物导入KEGG平台构建代谢通路,初步研究相应的作用分子机制。研究结果如下:（1）植物乳酸菌发酵可增加黑大麦有机酸类（苹果酸、琥珀酸和苯丙酸）、氨基酸类（丝氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、精氨酸和缬氨酸）和黄酮类（阿魏酸、儿茶素、原花青素和类黄酮）等成分。（2）与高脂组相比,发酵黑大麦汁干预后可显著降低大鼠体重,且与正常组接近;发酵黑大麦汁能极显著的下调:肝脏TG、TC、NEFA、总脂肪含量及脂肪组织的NEFA与TC水平（p<0.01）。效果优于乳酸菌单独干预组;组织形态结果也与正常组形态最接近。（3）高脂饮食可以显著降低血清SOD、GSH-Px水平,肝脏SOD、GSH、GSH-Px和CAT水平（p<0.01）;显著升高肝脏与血清脂质过氧化物水平（p<0.05）。而发酵黑大麦汁干预组血清与肝脏组织SOD、GSH-Px显著上升,脂质过氧化物水平显著下降（p<0.05）。发酵黑大麦汁干预组大鼠血清TGF-β1与正常组无显著差别（p>0.05）。（4）16S r DNA测序结果显示,高脂饮食能显著降低菌群组成多样性（p<0.05）,增加了厚壁菌门/拟杆菌门比值。但发酵黑大麦汁干预组菌群组成多样性与正常组无统计学差异（p>0.05）,且厚壁菌门/拟杆菌门比值有效降低,肠道益生菌Akkermensia、具有短链脂肪酸合成能力的布劳特氏菌属和瘤胃球菌属相对丰度显著增加（p>0.05）,多糖合成代谢基因丰度也相应提升。（5）大鼠血清代谢物筛选出23种差异代谢物,主要包括磷脂酰胆碱(16:1（9Z）/20:4（8Z,11Z,14Z,17Z）、15:0/18:1（11Z）、18:2（9Z,12Z）/18:2（9Z,12Z）、16:0/20:3（8Z,11Z,14Z）),溶血卵磷脂(18:0、15:0、22:6（4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z）)鞘氨醇,γ-亚油酸与DHA等。发酵黑大麦汁干预后通过下调了鞘脂代谢途径中的鞘氨醇与上调甘油磷脂代谢途径中的磷脂酰胆碱的相对离子强度减轻肝脏脂肪变性程度。（6）大鼠肝脏代谢物筛选出34种差异代谢物,主要包括磷脂酰胆碱((18:0/18:4（6Z,9Z,12Z,15Z）、20:5（5Z,8Z,11Z,14Z,17Z）/20:3（8Z,11Z,14Z）、22:6（4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z）/16:1（9Z）、20:4（5Z,8Z,11Z,14Z）/16:1（9Z）、20:4（5Z,8Z,11Z,14Z）/22:6（4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z）)、磷脂酰乙醇胺(18:1（9Z）/0:0、16:0/0:0、18:0/18:1（9Z）、18:1（9Z）/16:0、20:2（11Z,14Z）/18:1（11Z）、16:0/18:2（9Z,12Z）)、谷胱甘肽、尿嘧啶、烟酰胺和亚油酸等。发酵黑大麦汁可以通过提高甘油磷脂代谢路径的磷脂酰胆碱/磷脂酰乙醇胺比率,抑制胰岛素抵抗;提高谷胱甘肽代谢路径的谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽比率缓解肝组织氧化应激来预防NAFLD的发生。此外,在上述差异代谢物,磷脂酰乙醇、棕榈酸和亚油酸与肝脏TG蓄积呈正相关;谷胱甘肽、烟酰胺和牛磺胆酸呈负相关。结论:植物乳杆菌发酵黑大麦汁能通过降低肝组织与脂肪组织的脂质蓄积、升高血清与肝组织的抗氧化活性、调节大鼠肠道菌群紊乱,纠正血清与肝脏甘油磷脂代谢异常来发挥NAFLD的预防作用。
关键词: 黑大麦 ；植物乳杆菌发酵 ；NAFLD ；肠道菌群 ；代谢组学
被引量
2
摘要： 黑枸杞（Lycium ruthenicum Murr.）属于茄科（Solanaceae）枸杞属（Lycium L.）多年生植物,在我国的青海和新疆等地大量种植。黑枸杞的果实中含有丰富的类胡萝卜素,维生素B1、维生素B2、维生素C,还富含Fe、Sn、Zn等无机元素和富含花青素、多糖、黄酮类等功能性成分,因此具有很高的营养及药用价值。目前,黑枸杞的食用方式主要还是以泡水为主,市场上黑枸杞深加工产品种类较少,所以黑枸杞产品的研究与开发具有很大的前景。
本论文以黑枸杞为研究对象,采用乳酸菌发酵,来制备发酵产品。确定发酵菌种并优化黑枸杞发酵饮品的制备工艺;对黑枸杞乳酸菌产品中的功能成分进行分析;分析不同条件下产品的抗氧化稳定性;研究产品的体外模拟消化抗氧化能力;采用GC-MS测定产品中香气成分;采用ASLT法（Accelerated shelf life testing即加速货架期测试）预测产品货架期,并制订了产品的企业标准。本研究为黑枸杞的深加工奠定了研究基础,拓宽了发酵饮料的品类,产品符合人们对健康产品的需求。主要研究结果如下:
（1）发酵乳酸菌种及其发酵工艺的确定:选取乳酸菌LS-1（Pediococcus pentosaceus）、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）以及复合乳酸菌（乳酸菌LS-1:植物乳杆菌=1:1）作为发酵筛选菌株,根据实验结果确定植物乳杆菌为发酵菌株。经过单因素试验和响应面实验来优化黑枸杞乳酸菌发酵的工艺参数,最终确定固液比为1∶25（g∶m L）,接种量为2.0%,发酵时间为6 h,装液量为40%为最佳发酵工艺参数。
（2）调配工艺的确定:通过单因素和正交实验对产品的调配工艺进行优化,得到甜酸比和稳定剂的最佳添加量参数分别为:蜂蜜1.10%、白砂糖0.60%、柠檬酸0.10%;黄原胶0.10%、果胶0.20%、海藻酸钠0.25%。
（3）饮料成分测定:测定发酵产品中总糖、可溶性固形物含量和酸度分别为0.174mg/m L、2.70%、1.692 g/L,花青素、总酚以及总黄酮含量分别为52.75 mg/L、0.988 mg/m L、0.069 mg/m L。饮料呈均匀的深紫色、酸甜适中、带有发酵香气。与未经优化的原始浆液相比功能成分含量均有不同程度增加,其中总酚和花青素含量显著增加（P<0.05）,口感也更加柔和细腻。经分析检测得知,该饮料中的微生物指标均未超标,符合相关标准要求。通过GC-MS检测黑枸杞发酵饮料中的挥发性成分,结果表明,发酵饮料中的挥发性成分以酸类、醇类和酯类为主,其中有机酸类占比最大。
（4）饮料的抗氧化稳定性研究:以该发酵产品为样品,以DPPH自由基清除力为指标,研究温度、p H等不同因素对抗氧化稳定性的影响。结果显示该发酵产品具有较强的抗氧化活性,随着温度以及p H的升高导致其抗氧化活性先升后降,当温度在30～50℃范围内、p H在4.0～6.0范围时具有较高的清除率。通过紫外线照射实验得出光照对其抗氧化性有较大的影响,而Na+对样品没有显著影响。因此该产品在生产、运输和储存过程中应避免高温、强酸强碱和长时间光照环境。
（5）体外模拟胃肠消化研究:该产品没有经过胃肠消化时含有的总黄酮含量为0.069 mg/m L,多酚含量为0.988 mg/m L。产品在模拟胃液消化过程中发现其黄酮含量出现了显著性降低（P<0.05）。在模拟肠液消化过程中发现黄酮含量出现波动,但其在180 min时的黄酮含量逐渐稳定,此时的黄酮含量与胃液消化了120 min的含量相比显著减小。模拟肠液的多酚含量与胃液消化相比整体有所上升。该产品对ABTS自由基清除率在53%左右,经过模拟胃液消化后其清除率下降至45%左右,而在模拟肠液消化过程中其自由基清除率没有发生显著性变化。结果表明消化处理对饮料中抗氧化成分的含量有一定的影响,同时饮料中抗氧化活性能力与其总黄酮和多酚含量之间存在一定相关性。因此该饮料是一款营养保健和具有抗性功效的产品。
（6）产品货架期预测:采用ASLT法来预测产品货架期,将产品分别在38℃、28℃以及4℃环境中储存,并在为期50天实验中不断监测产品p H值等各项指标来确定其品质的变化。实验结果表明产品在38℃和28℃环境中的货架期分别为21天和42天,最后通过Q10模型计算出产品在4℃下贮藏时其货架期为206天。
（7）针对该产品制定了黑枸杞乳酸菌饮料企业标准。
关键词: 黑枸杞 ；乳酸菌发酵 ；功能成分 ；抗氧化稳定性 ；货架期预测
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。
关键词: 乳酸菌 ；发酵蓝莓果汁 ；植物乳杆菌 ；功能活性物质
被引量
30
摘要： 苹果（Malus pumila Mill）富含多种生物活性成分,在我国广泛种植,但加工利用率较低,市场产品种类相对较少。目前,功能性食品因健康属性深受消费者青睐,利用乳酸菌发酵苹果汁开发一款功能性饮品,不仅可以提升苹果自身价值,还能满足消费者的健康需求,为苹果精深加工及高值化利用开辟新途径。本研究从六株乳酸菌中筛选苹果汁发酵用菌株,并对发酵工艺参数进行优化;在此基础上对苹果汁发酵前后的抗氧化能力、挥发性成分、理化指标进行测定;进一步通过UPLC-Q-TOF-MS/MS分析发酵前后苹果汁多酚成分的变化;最后通过构建细胞氧化损伤模型探讨发酵苹果汁多酚提取物的抗氧化活性及作用机制。研究结果如下: （1）从六株乳酸菌中筛选出植物乳杆菌和干酪乳杆菌作为苹果汁发酵用菌株。通过单因素试验和响应面优化试验,确定苹果汁发酵最优工艺为:混合乳酸菌（植物乳杆菌∶干酪乳杆菌=1︰1）接种量3%,发酵温度37℃,发酵时间37 h,在此条件下,发酵苹果汁DPPH自由基清除率达到62.31%±1.57%,感官评分达到91.33±1.74。 （2）苹果汁发酵前后品质分析结果表明:乳酸菌发酵提高了苹果汁的总还原能力、DPPH和ABTS自由基清除能力;HS-SPME-GC-MS分析显示,未发酵苹果汁中共鉴定出39种化合物,发酵苹果汁中共鉴定出46种化合物,发酵后苹果汁挥发性成分丰度增加。苹果汁发酵后醇类、酮类和酸类的相对含量增加,醛类、酯类和烯烃类的相对含量降低,聚类分析和主成分分析结果均表明,发酵显著改变了苹果汁的挥发性成分。 （3）采用UPLC-Q-TOF-MS/MS对苹果汁发酵前后多酚成分进行分析鉴定,未发酵苹果汁中鉴定出10种酚类物质,发酵苹果汁中鉴定出11种酚类物质。苹果汁发酵后没食子酸、原花青素B2、表儿茶素、槲皮苷、根皮素-木糖半乳糖苷、芦丁相对含量增加,鞣花酸、绿原酸、槲皮素-3-葡萄糖苷、原花青素C1相对含量降低,新产生了原花青素B1。 （4）通过测定总还原能力、DPPH和ABTS自由基清除能力,分析了发酵前后苹果汁多酚提取物的抗氧化能力。发酵后苹果汁多酚提取物的总还原能力高于发酵前;苹果汁发酵前后多酚提取物对DPPH自由基清除的EC50分别为16.6和14.6μg/m L,对ABTS自由基清除的EC50分别为27.8和18.3μg/m L。表明发酵后苹果汁多酚提取物的抗氧化能力显著提高。 （5）采用400μmol/L的H2O2对HepG2细胞进行干预,建立氧化损伤模型,探究发酵苹果汁多酚提取物的抗氧化活性。结果表明,提取物能够剂量依赖性抑制H2O2对HepG2细胞造成的氧化损伤,显著降低HepG2细胞ROS和MDA水平,提高细胞内SOD、CAT酶活力,显著抑制受氧化损伤后HepG2细胞线粒体膜电位的降低,提高Nrf2/Keap1信号通路中Nrf2和HO-1蛋白的表达,降低Keap1蛋白的表达,保护细胞免受氧化损伤。
关键词: 乳酸菌 ；发酵苹果汁 ；多酚 ；抗氧化活性
摘要： 背景介绍
酸奶是一种营养丰富的发酵食品,由鲜牛奶经乳酸菌发酵产生,富含维生素、钙、蛋白质等营养成分。酸奶有利于提高身体对维生素和矿物质的吸收,加强免疫系统,并降低感染癌症的机率。然而,纯酸奶缺乏许多功能成分,如多酚、黄酮、花色苷、膳食纤维等。因此,纯酸奶只具有少数几种生物活性,如抗氧化活性、抗炎活性。添加功能成分可以改善酸奶的化学成分,增强其生物活性,并作为天然稳定剂和质构剂改善酸奶品质。
地稔是属于野牡丹科的一种植物。长期以来,地稔果实在中国被作为一种药食同源的传统食品,用于治疗痛经、便血、痈疽和疖肿。地稔果实中含有多酚、黄酮、多糖等功能成分。地稔果实提取物具有抗氧化性和降血糖活性。因此,在酸奶中添加地稔果实提取物可以改善其化学成分、理化性质和生物活性。
然而,地稔果实提取物中的功能成分在酸奶中并不稳定。因此,我们采用纳米脂质体包埋地稔果实提取物,提高地稔果实提取物中的功能成分在酸奶中的稳定性。Nutriosomes（Nutriose?FB06）是一类全新的水溶性糊精纳米脂质体。该纳米脂质体可以包埋亲水和亲油物质,具有无毒、生物相容性好、可生物降解和水溶性的特性,适用于包埋地稔果实提取物中的功能成分。
研究目标
本论文首次对地稔果实化学成分、理化性质和生物活性进行了研究。随后开发了纳米脂质体Nutriosomes包埋地稔果实提取物,以提高地稔果实提取物中的功能成分在酸奶储存期间的稳定性。
主要发现
地稔果实的总固形物（18.86%）、碳水化合物（30.07%）和粗蛋白（10.80%）含量很高,含有适量的脂肪（2.55%）、纤维（0.70%）和灰分（4.83%）(基于干重)。此外,它还含有较高的多酚（102.02 mg SAE/100g样品）、黄酮（1784.01 mg Rutin E/100g样品）、花色苷（218.93 mg C3GE/100g样品）和原花青素（966.50 mg ECE/100g样品）。ABTS,DPPH和FRAP的实验结果表明,地稔果实具有较高的体外抗氧化活性,分别为595.00,46.35和272.42 mg VCE/100 g样品。此外,在地稔果实中首次发现了34种多酚,包括10种花色苷和3种原花青素衍生物。
地稔果实提取物具有较强的α-葡萄糖苷酶抑制作用,这表明地稔果实可能是α-葡萄糖苷酶抑制剂的一个来源。给小鼠静脉注射地稔果实提取物（100mg/公斤体重）可有效降低其餐后血糖水平。地稔果实提取物中的木麻黄鞣亭是一种有效的葡萄糖苷酶抑制剂(IC50值为0.21 g/m L)。木麻黄鞣亭是一种α-葡萄糖苷酶的竞争型抑制剂,可以与α-葡萄糖苷酶催化位点结合,并形成氢键。因此,来源于地稔果实提取物的木麻黄鞣亭是一种新型的α-葡萄糖苷酶抑制剂。
在搅拌型酸奶中添加不同浓度的地稔果粉（0.1、0.5和1%）后,总多酚、黄酮、花色苷和原花青素的含量显著提高（p<0.05）,抗氧化活性也显著提高。在4±2℃下储存21天,地稔果粉改变了搅拌型酸奶的结构,使其更加粘稠,提高了其粘度指数,并且与纯酸奶对照组相比,显著减少了乳清蛋白和脂肪球的沉积。在不同浓度的地稔果粉中,添加1%的地稔果粉的效果最好,其次是0.5%。因此,地稔果粉有潜力成为一种酸奶的功能成分,以及作为酸奶和相关产品的天然稳定剂。
地稔提取物（MDLE）具有较高的多酚、黄酮和花色苷含量（分别为59.42、38.61和2.10 g/100g）,抗氧化活性为54.12～71.37 g/100g。通过DLS和TEM分析,纳米脂质体成功包埋了MDLE。纳米脂质体的包埋率达到96.92%,颗粒大小在144.57-172.30纳米之间,PDI在可接受范围内（<0.3）。冻干的MDLE-CH-NU（FD-MDLE-NU）比冻干的MDLE-NU（FD-MDLE-NU）表现出更高的包埋率,分别为85.46和80.12%。FD-NU-B、FD-MDLE-NU、FD-CH-NU-B和FD-MDLE-CH-NU的粒径分别为127.33、145.93、209.80和311.40 nm,PDI?0.3。此外,FD-NU-B、FD-MDLE-NU、FD-CH-NU-B和FD-MDLE-CH-NU的颗粒表面电荷分别为-37.50、-38.80、41.30和41.20。FTIR结果证明了纳米脂质体的形成,以及MDLE在纳米脂质体中的包埋。
加入MDLE-NU和MDLE-CH-NU粉末后,凝固型酸奶的颜色、持水能力、微观结构、质地和感官评价都得到了显著提高（p?0.05）,乳清蛋白和脂肪球沉积的现象也有所减少。尽管与MDLE-NU或MDLE-CH-NU相比,添加MDLE的凝固型酸奶具有更高的多酚含量和抗氧化活性,但纳米脂质体可使MDLE的功能成分在冷藏期间免受酸奶中不利条件的影响。在储存实验结束时（第21天）,添加MDLE的凝固型酸奶的总多酚、总黄酮和总花色苷的减少量为2.7、4.82和17.4%,而添加MDLE-CH-NU的凝固型酸奶为1.02、2.6和3.03%。因此,MDLE可用于制作功能酸奶,纳米脂质体也可以作为一种有应用前景的纳米载体,用于包埋和保护MDLE的功能成分。
综上所述,地稔果实可作为一种功能原料,直接用于制作功能性食品或饮料,或作为功能性食品或饮料的食品添加剂。
关键词: 地稔 ；功能酸奶 ；纳米脂质体 ；降血糖活性 ；抗氧化活性
摘要： 桑椹是桑科植物桑的果穗，含有丰富的营养物质，很早即作为药材得到广泛应用。酵素是以动物、植物、菌类等为原料，经微生物发酵制得的含有特定生物活性成分的产品。桑椹酵素是在新鲜桑椹果浆中加入益生菌酿造而成，产品活性成分具有抗氧化防衰老、补血安神、乌发明目及抗癌防癌等功效。本论文结合生物学试验方法及现代分析技术，优化了桑椹酵素的制备工艺，并对其质量标准进行研究。 本课题从桑椹酵素的发酵工艺、分析检测、质量标准和抗氧化性四个方面进行研究，论文研究的结论主要如下： 1.发酵工艺的研究：采用纯种鼠李糖乳杆菌发酵的方法，设计单因素实验来研究不同因素对桑椹酵素发酵的影响，通过分析单因素试验结果，筛选合适的因素和水平，再进行四因素三水平 L9（34）的正交试验来确定最佳生产工艺，并以菌种数量和SOD活性为参考指标进行试验。最终筛选出的桑椹酵素产品最佳发酵工艺为菌种接种量3%，氮源添加量5%，发酵温度25℃，发酵时间6d。 2.分析检测的研究：本文建立了桑椹酵素产品中的原花青素、芦丁以及白藜芦醇的HPLC检测方法。 3.质量标准的研究：通过综合考虑原料质量、生产成本和工业生产的可操作性，从感官要求、重金属、鉴别、一般理化指标和特征指标等几个方面考察了桑椹酵素的质量控制指标，并初步建立了桑椹酵素产品的质量标准。其中，一般理化指标方面，pH值不得大于3.6，乙醇含量不得大于0.5%，氯化钠含量不得大于0.20%;重金属安全方面，铅含量不得大于0.2mg/kg，镉含量不得大于0.05mg/kg;其他理化指标方面，总酸含量不得小于 35g/100g ，游离氨基酸含量不得少于2.2×103g/100mL ，粗多糖含量不得少于 10.0mg/100mL ，乳酸菌含量不得少于7.0×108CFU/mL，多酚含量不得少于12.0mg/mL，原花青素含量不得少于7.7mg/mL，芦丁含量不得少于20μg/mL，白藜芦醇含量不得少于5.5μg/mL。 4.抗氧化性的研究：对比检测了优化发酵工艺前后的桑椹酵素产品的抗氧化性，使用Vitamin C作为正控制组，研究了其体外清除DPPH自由基和ABTS自由基的效果。结果表明，在 DPPH 自由基清除方面，优化发酵工艺后的桑椹酵素的IC50值为16.262（稀释倍数），强于优化前的8.113（稀释倍数），相当于8.9mg/L的Vitamin C的抗氧化能力;在ABTS自由基清除方面，优化发酵工艺后的桑椹酵素产品的IC50值为7.649（稀释倍数），强于优化前的4.54（稀释倍数），相当于326mg/L的Vitamin C的抗氧化能力。总的来说，优化发酵工艺后生产的产品的抗氧化性要强于优化之前生产的产品。 结论： 本课题对桑椹酵素产品的发酵工艺进行了研究与优化，建立了稳定可行的制备工艺;对桑椹酵素产品活性成分进行了鉴别和含量测定，建立了相关质量标准，为控制其产品质量提供了依据;对桑椹酵素的体外抗氧化性能也进行了部分研究。
关键词: 桑椹酵素 ；质量标准 ；活性成分 ；抗氧化性 ；发酵工艺
摘要： 蓝莓富含糖、有机酸、维生素、矿物质、花色苷、酚酸、黄酮醇类等物质,具有清除自由基、抗菌、抗炎症、保护视力等多种生理功能,可作为良好的乳酸菌发酵基质。然而,乳酸菌发酵蓝莓汁的产业发展并不成熟,目前所用的乳酸菌存在着在低p H果汁环境中生长能力差、受到蓝莓多酚物质的抑制、代谢机制不清楚等问题,因此筛选适合发酵蓝莓汁的专用乳酸菌菌株并研究其代谢机制十分必要。本研究从不同水果中筛选出能够在酸性果汁系统中生长和代谢效果良好的乳酸菌,然后以活菌数、p H变化量、产乳酸量为指标拟合乳酸菌发酵动力学方程,研究菌种的发酵特性;并通过对蓝莓汁中花色苷、酚酸、黄酮醇、有机酸、抗氧化活性的测定,探究乳酸菌发酵对蓝莓汁组成成分及生理功能的影响;进而筛选出1株优势植物乳杆菌LSJ-TY-HYB-T7和1株优势发酵乳杆菌LSJ-TY-HYB-L16复合发酵蓝莓汁,以揭示混菌发酵对蓝莓汁功能特性的影响,并研究发酵蓝莓汁的贮藏稳定性,为新型发酵果汁产品的开发提供一定的技术依据和理论参考。具体研究结果如下:1.从蓝莓、黑莓、樱桃、圣女果、苹果中筛选出9株适合发酵蓝莓汁的乳酸菌。在蓝莓汁中发酵48 h后9株菌的活菌数均高于10 Log CFU/m L;p H值下降11.5%以上;苹果酸下降71.4%以上;产乳酸量高于2184.8 mg/L。2.筛选出的水果内生源乳酸菌显示出较强的促进酚类物质转化和增强蓝莓汁抗氧化活性的能力。研究表明,发酵显著改变了蓝莓汁中有机酸、酚类物质主成分的分布。发酵导致奎宁酸、苹果酸和柠檬酸的减少,但促进莽草酸和乳酸含量的增加;发酵前后大部分菌株对花色苷的影响并不显著,在发酵后期花色苷含量显著减少,各种花色苷在发酵终点时保留率都在50%以上;没食子酸、绿原酸、芦丁、杨梅素和槲皮素-3-鼠李糖苷在发酵48 h后显著增加,而飞燕草-3-葡萄糖苷、芍药素-3-葡萄糖苷、锦葵素-3-阿拉伯苷和对羟基苯甲酸的含量显著降低。LSJ-TY-HYB-L16所发酵的样品抗氧化活性最强,ABTS自由基清除能力和铁离子还原能力分别提高了97.4%和107.8%。因此,植物乳杆菌LSJ-TY-HYB-T7和LSJ-TY-HYB-T9以及发酵乳杆菌LSJ-TY-HYB-C22和LSJ-TY-HYB-L16可作为实际应用于蓝莓汁发酵的代表性乳酸菌菌株。3.水果内生源乳酸菌混菌发酵可显著提高蓝莓汁的总酚含量和抗氧化活性,并改善果汁的风味。通过发酵乳杆菌LSJ-TY-HYB-L16和植物乳杆菌LSJ-TY-HYB-T7复合发酵蓝莓汁（接种量分别为0.5%与0.5%,混菌总接种量为1.0%）,发现复合乳酸菌发酵与单菌发酵样品相比,总酚含量显著提高,与发酵前相比提高了61.1%,起到了“1+1>2”的效果。混菌发酵样品更能提高抗氧化活性,其ABTS自由基清除能力和铁离子还原能力均为最高。GC-IMS分析蓝莓汁的挥发性物质成分,结果表明混菌发酵蓝莓汁的挥发性物质包含了LSJ-TY-HYB-L16与LSJ-TY-HYB-T7单菌发酵蓝莓汁的挥发性物质,且酯类物质浓度更高,改良了果汁的风味。4.水果内生源乳酸菌发酵可增强蓝莓汁的贮藏稳定性,有效延长其保质期。LSJ-TY-HYB-L16、LSJ-TY-HYB-T7单菌及复合发酵蓝莓汁在4 ~oC下贮藏60 d,理化指标和微生物指标符合国家标准,活菌数超过7 Log CFU/m L,其中复合发酵样品的活菌数最高,仍超过8 Log CFU/m L,且感官评定得分均显著高于其它产品。
关键词: 蓝莓汁 ；发酵乳杆菌 ；植物乳杆菌 ；发酵 ；酚类物质 ；抗氧化活性
被引量
1
摘要： 蓝莓果实营养丰富,甜酸细腻,富含酚类、膳食纤维等多种营养物质,然而蓝莓深加工技术的滞后和加工伴随的副产物利用率低是目前蓝莓加工产业亟待解决的问题。乳酸菌发酵可有效提高和改善果蔬汁营养价值和风味,同时具有益生功效,因此对乳酸菌发酵蓝莓汁工艺进行研究,并对发酵蓝莓汁进行模拟体外消化研究,最后对发酵蓝莓汁产生的蓝莓果渣进行干燥技术研究,以期为蓝莓深加工技术提供理论支持,提高蓝莓果实加工行业的效率和生产力。本研究以蓝莓为原料,采用乳酸菌SH-470对蓝莓汁进行发酵工艺优化,分析比较发酵对蓝莓汁品质和功能特性的影响,以及利用不同干燥方式对蓝莓果渣进行干燥,分析干燥对其品质的影响。主要研究内容和结论如下:（1）以超氧化物歧化酶（SOD）活力为响应值,在单因素试验基础上,采用响应面设计对蓝莓汁发酵工艺进行优化。确定了乳酸菌SH-470适合制备发酵型蓝莓汁,且根据优化结果和实际情况考虑,最优发酵条件为:发酵时间24 h、发酵温度37℃、乳酸菌接种量0.1%、蔗糖添加量6%,在此条件下,蓝莓发酵汁中总酚含量为413.40 mg/L,花青素含量为206.40 mg/L,SOD活性为261.63U/m L,活菌数为11.34 lg CFU/m L,对DPPH自由基清除率达到99.40%。（2）运用高效液相色谱（HPLC）检测蓝莓汁发酵过程中花青素单体含量,发现发酵过程中花青素单体组分种类没有变化,含量变化显著。其主要成分锦葵素-3-O-半乳糖苷含量显著增加,发酵24 h时为59.59μg/m L,与发酵前相比增加16.87%。（3）以发酵蓝莓汁为原料,对其进行体外模拟胃肠消化试验,研究消化过程中不同发酵阶段蓝莓汁中总酚、总花青素含量、乳酸菌活菌数及抗氧化活性的变化。结果显示,消化过程会导致蓝莓汁中活性物质减少,发酵24 h蓝莓汁在消化结束后具有最高的总酚和花青素含量,分别为243.71 mg/L和66.29 mg/L,显著高于未发酵组(p（27）0.05)。部分乳酸菌经体外消化后仍具有活力,发酵24 h蓝莓汁经消化后乳酸菌活菌数最多,为6.16 lg CFU/m L,试验证明乳酸菌SH-470对人工胃肠液耐受性较强,能在胃肠道发挥益生作用。（4）采用热风干燥（HAD）、冷冻干燥（FD）、微波干燥（MD）、微波冷冻干燥（MFD）4种干燥方式对蓝莓果渣进行干燥,分析干燥对蓝莓果渣品质和抗氧化活性影响,采用扫描电子显微镜观察干燥后果渣微观形态变化,并通过HPLC检测干燥前后果渣中花青素单体变化。各干燥方法对蓝莓果渣中总糖含量影响较小。MD处理的蓝莓渣中总酚和总花青素含量最高,分别为14.49 mg/g和0.77 mg/g。MD处理的蓝莓渣对ABTS+和DPPH自由基的清除能力显著高于HAD（p<0.05）。蓝莓渣中主要的花青素单体成分为锦葵素-3-O-半乳糖苷（901.31μg/g）、锦葵素-3-O-葡萄糖苷（515.23μg/g）和矮牵牛素-3-O-半乳糖苷（269.23μg/g）。当使用FD、MD和MFD时,果渣中单个花青素组分含量的保留率高于HAD。
关键词: 蓝莓 ；乳酸菌 ；发酵工艺 ；体外消化 ；抗氧化活性 ；蓝莓果渣 ；干燥 ；花青素单体
被引量
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摘要： 乳酸菌发酵果汁含有丰富的营养和功能性成分,具有调节人体胃肠道、提高免疫力和防衰老等作用,是重要的果蔬深加工产品发展方向。但是在工业化乳酸菌发酵果汁生产过程中仍然存在质量不稳定,微生物生长缓慢,代谢机制不清楚等问题。近年来,诸多研究发现低频超声波可以促进发酵中微生物的生长和代谢。探究低频超声波对植物乳杆菌发酵果汁生长代谢的影响及其机制,可为低频超声波在果蔬发酵领域的应用奠定理论基础和提供技术支持。本文研究了不同条件下低频超声波对植物乳杆菌发酵果汁生长代谢的影响,以得到促进植物乳杆菌的生长和代谢的适宜超声参数,在此基础上利用转录组学和蛋白组学手段展开研究,以揭示低频超声波影响植物乳杆菌生长代谢的机制。研究结果如下:1、比较分析了苹果汁和草莓汁在乳酸菌L.plantarum BNCC337796发酵过程中,低频超声波对菌落数、糖、有机酸、酚类物质含量和抗氧化活性的影响。相比于草莓汁,L.plantarum BNCC337796在苹果汁中生长得更好。超声促进了苹果汁和草莓汁中L.plantarum BNCC337796的生长,苹果汁发酵至第32 h时,58.3 W/L超声处理的苹果汁中植物乳杆菌数量比对照组高0.15 LogCFU/mL（p<0.05）。在苹果汁发酵中,超声对糖、有机酸和酚类物质等代谢的影响更显著。2、以超声处理的生长时期（延滞期、对数期和稳定期）、功率密度（58.3 W/L和93.6 W/L）为变量展开两因素完全随机试验,分析超声处理对苹果汁乳酸菌发酵过程中生长、基本代谢、活性成分转化和抗氧化活性的影响。结果显示,延滞期超声和对数期超声均显著提高了苹果汁中活菌数。延滞期58.3 W/L和对数期93.6 W/L超声促进效果更突出,在超声刚结束时分别使活菌数增加了 0.43和0.31 LogCFU/mL。超声提高了乳酸的含量。在超声处理刚结束时,延滞期58.3 W/L和对数期93.6 W/L超声的苹果汁中乳酸含量分别比对照高21.8%和16.6%。超声对菌体生长和乳酸合成的促进作用随着菌体生长进入稳定期而消失,说明超声处理主要提高苹果汁植物乳杆菌的生长及乳酸合成速率。超声处理还增强了苹果酸的代谢,并且对其它有机酸和氨基酸含量也有显著的影响。延滞期超声和对数期超声在发酵过程中均提高咖啡酸和儿茶素的含量,降低绿原酸、原花青素B2和没食子酸的含量。超声处理可改善发酵苹果汁的抗氧化活性。对数期93.6 W/L超声苹果汁的ABTS自由基清除能力和铁离子还原能在发酵至32.5 h分别比未超声苹果汁高17%和8.1%。对数期超声增强了植物乳杆菌细胞膜的通透性,93.6W/L超声作用效果更明显。稳定期超声的影响较小。综合考虑对植物乳杆菌发酵苹果汁过程中菌体生长、相关代谢和抗氧化活性的影响,选择延滞期58.3 W/L和对数期93.6 W/L超声作为后续研究超声影响机制试验的参数。3、采用转录组测序技术对超声处理条件下与正常培养条件下（作为对照）植物乳杆菌的差异基因进行分析。结果显示:延滞期58.3 W/L超声促进了植物乳杆菌的糖酵解,抑制了色氨酸和精氨酸的合成,促进能量的合成并且减少其消耗,使更多的能量用于植物乳杆菌生长代谢;对数期93.6 W/L超声处理下,叶酸合成增强可促进植物乳杆菌增殖;磷酸戊糖途径表达上调为细胞增殖提供更多的能量和原料;核糖体蛋白基因表达下调意味着核糖体生成,进而所需能量减少;合成脂肪酸相关基因下调,可能改变了细胞膜中脂肪酸组成,提高了植物乳杆菌细胞膜的通透性。延滞期58.3 W/L超声处理下,padA（羟基肉桂酸类酚酸脱羧酶）的转录抑制因子padR表达上调,对数期93.6 W/L超声处理下padA基因下调,说明两个时期超声处理均抑制了羟基肉桂酸类酚酸的脱羧反应。对数期超声处理下,单宁酶tanL和与没食子酸脱羧酶活性有关的UbiD基因表达上调可促进植物乳杆菌将单宁转化生成没食子酸,并且进一步将没食子酸转化为焦棓酸。除此之外,编码酯酶的lp2953表达上调促进绿原酸等具有酯键的酚类物质水解,释放出更多香豆酸、阿魏酸和咖啡酸等小分子酚酸。4、利用iTRAQ技术,分析超声处理下和正常培养条件下（作为对照）植物乳杆菌的差异表达蛋白。延滞期58.3 W/L超声处理下28种蛋白上调,37种蛋白下调。对数期93.6W/L超声处理下有149种蛋白质上调,175种蛋白质下调。KEGG富集分析显示延滞期超声处理下显著富集的代谢通路为萜类化合物的生物合成,而对数期超声下显著富集代谢通路有核糖体、嘌呤和嘧啶代谢、同源重组、氧化磷酸化和RNA降解。与转录学结果类似,对数期超声处理下多个核糖体蛋白表达显著下调,抑制了核糖体蛋白合成。嘌呤和嘧啶代谢中,核糖核苷二磷酸还原酶（nrdE）、DNA的聚合酶Ⅲ（polC）表达上调,DNA导向的RNA聚合酶亚基（rpoZ）表达下调可增强DNA合成,同源重组和氧化磷酸化可为DNA的正确复制提供支持。
关键词: 低频超声波 ；苹果汁 ；植物乳杆菌 ；生长代谢 ；机制
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。
关键词: 百香果皮 ；乳酸菌 ；β-葡萄糖苷酶 ；阿魏酸酯酶 ；多酚
被引量
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摘要： 本文选用成熟的龙葵果为原料，首先，探讨了龙葵果在分别添加红糖、蜂蜜以及绵白糖的条件下进行自然发酵，分析活性物质含量和体外抗氧化能力在发酵过程中的变化。试验结果表明，发酵60d后三组龙葵果发酵物中总多酚、总黄酮、皂苷和原花青素含量显著升高(p＜0.05)，花色苷含量显著下降(p＜0.05)。发酵60d后红糖、蜂蜜及绵白糖三组的DPPH·清除能力分别提高14.68％、12.63％和10.26％(p＜0.05);还原力分别提高81.9％、29.1％和34.2％(p＜0.05)。经过综合比较三组龙葵果发酵物的活性物质含量和抗氧化能力，得出添加红糖发酵得到的龙葵果发酵物抗氧化更显著。随后，以红糖为碳源，改变龙葵果、碳源及无菌饮用水的比例设定了5个试验组，经比较总酚增量、总黄酮增量、原花青素含量及皂苷含量增加量，结合样品的还原力和DPPH·清除率比较后发现龙葵果、红糖和无菌饮用水的比例为1∶1∶2时，发酵液活性物质含量较高，抗氧化能力较强。比较发酵前后的四种酶活力，发现多酚氧化酶和过氧化物酶酶活力显著降低，淀粉酶和蛋白酶酶活显著升高。 为进一步确定各种活性物质对抗氧化的贡献，对相关试验组的活性物质与抗氧化能力之间的相关性进行分析。DPPH·与总多酚含量相关性最强(r=0.991);还原力与总多酚、皂苷含量之间显著相关(p＜0.01)，但相关性较弱(r＜0.8)，这说明龙葵果发酵物的还原力是由多种生物活性物质共同作用的。 以龙葵果自然发酵物为参考，对人工发酵龙葵果汁进行工艺优化，选取初始糖度、初始pH、乳酸菌的发酵温度、接种量、发酵时间、酵母菌的发酵温度、发酵时间和接种量8个因素进行Plackett-Burman试验，确定发酵过程中影响发酵液总酚含量的关键因素为乳酸菌发酵温度和酵母菌接种量;用中心组合设计对发酵条件进行优化，得出发酵的最佳条件为初始糖度12％、初始pH4.5、乳酸菌接种量5％、乳酸菌发酵温度39.5℃、乳酸菌发酵时间24h、酵母菌接种量0.07％、酵母菌发酵温度25℃、酵母菌发酵时间20h，优化后发酵龙葵果汁的总酚含量达到1.18±0.02mg/mL，与优化前相比提高了21.6％。 比较分析两种不同发酵方式得到的龙葵果发酵物的体外抗氧化、体外抗炎及体外抑菌的功能性。发现经自然发酵方式得到的样品的抑制脂质过氧化能力显著优于人工发酵组，还原力与人工发酵液相比无显著差异，DPPH·清除能力显著强于人工发酵组。发酵后，抗炎及抑菌活性显著提高，低浓度的自然发酵龙葵果汁的抗炎及抑菌活性显著优于人工发酵物，在样品浓度为100％时两种发酵方式的发酵液功能性质无显著区别。两种龙葵果发酵物的抑菌结果显示两种样品对金黄色葡萄球菌的抑制效果均好于对埃希氏大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的抑制效果。
关键词: 龙葵果 ；发酵工艺 ；抗炎作用 ；抗氧化作用 ；抑菌活性