桑葚酵素发酵工艺及花青素生物转化的研究

发布时间：2020-07-07 17:12

【摘要】：食用酵素是指以动物、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可食用的酵素产品(T/CBFIA08001-2016)。桑葚作为药食同源的食品之一,具有抗氧化、抗衰老、降血脂等多种功效。本课题以桑葚干作为原料,研究桑葚酵素的发酵工艺、生化指标、抗氧化性以及花青素的生物转化。主要研究内容和结论如下:(1)研究桑葚酵素发酵工艺。筛选植物乳杆菌作为发酵菌种,通过单因素及正交实验,确定最佳发酵工艺为:以桑葚干:水:浓缩苹果汁为1:8:1的质量比混合,60℃条件下30 min进行巴氏灭菌,接入3%的植物乳杆菌,置于30℃的环境中恒温发酵15 d。(2)测定桑葚酵素在发酵过程中的生化指标。发酵液初始pH值为4.47±0.04,发酵后为3.49±0.03。葡萄糖由47.22±0.48 mg/m L降低到9.73±0.27 mg/m L;果糖最初为105.82±0.43 mg/m L,15 d后为29.41±0.25 mg/m L。在发酵过程中,乳酸和乙酸含量不断升高,15 d后其乳酸含量为9.81±0.17 mg/mL,乙酸含量为2.91±0.22 mg/mL。除此之外,发酵液中含有柠檬酸、琥珀酸、苹果酸、丙酮酸、异戊酸等多种有机酸。(3)研究桑葚酵素在发酵过程中的抗氧化性变化。总酚、总黄酮的含量和DPPH自由基清除率、羟自由基清除率、氧自由基吸收能力(ORAC)在发酵过程中的变化呈现正相关性,发酵初期快速上升,后稍有降低,最终趋于平稳。但花青素在发酵过程中不断降低,与其他指标成负相关性。(4)探究桑葚在发酵过程中花青素的生物转化。研究表明,随着花青素降低,原儿茶酸含量上升,根据花青素降低与原儿茶酸升高程度分析,原儿茶酸为花青素的转化产物之一。由液相色谱-飞行质谱联用(HPLC-Q-TOF-MS)测定植物乳杆菌生物转化桑葚花青素前后变化,结果表明,培养后除增加原儿茶酸外,还增加了8种酚酸类物质,初步确定为桑葚花青素的转化产物。本论文建立了一种短时、高效、可控的桑葚酵素发酵工艺。并进行发酵过程中花青素生物转化的研究,鉴定出了包括原儿茶酸在内的9种酚酸类转化产物,明确了部分桑葚酵素生物活性的物质基础,为桑葚酵素工业化生产和和保健品开发提供参考。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ925
【图文】：

同型发酵,乳酸菌,途径,乳酸发酵

富的小分子物质，有益于肠道的吸收和机体的利用。（3）延长食品活中，果蔬、奶制品等在长时间下存放易发生腐烂变质，通过微生品的保质期。（4）保健功能，乳酸菌属于肠道益生菌，可以调节肠肠道中生长代谢产生乳酸、乙酸、二氧化碳等，可抑制肠道中腐53]，给肠道提供个良性的菌体生长环境。菌根据其发酵产物的不同分为同型乳酸发酵和异型乳酸发酵[54]，同产物中有 90%以上是乳酸，其主要通过 EMP 途径，每利用单位位的乳酸和 2 单位的 ATP，理论上可全部将葡萄糖转化为乳酸，主菌属、片球菌属的部分，其发酵途径见图 1-1，异型乳酸发酵是过 HMP 途径发酵，除了主要生成的乳酸以外，还产生乙酸、乙醇酵途径见图 1-2。同型乳酸发酵菌种主要有乳酸乳杆菌、嗜酸乳杆、德氏乳杆菌等；异型乳酸发酵菌种有发酵乳杆菌、巴士乳杆菌、布；兼性异型发酵则主要有干酪乳杆菌、植物乳杆菌[55]。

异型发酵,乳酸菌,主要途径

图 1-2 乳酸菌异型发酵主要途径Fig.1-2 Heterolactin fermentation pathway1.4 抗氧化性氧化压力，是指活性氧（或活性氮）在高浓度（不正常）的条件下能够永久的改信息传导和基因的表现，从而造成细胞的损伤。在每个机体中，抗氧化应激防御系主要有以下两类：（1）酶抗氧化体系，主要有过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物（GSH-Px）、超氧化物歧化酶（SOD）等；（2）非酶抗氧化体系，包括维生素 E、褪素、微量元素硒、锌等[56]。般情况下，人体内活性氧数目维持在定的范围，处于种消长平衡的状态，对人体的伤害较小。但随着年纪增大或其他外界因素导致消长平受到破坏，大量的活性氧会引起脂过氧化，进而引发各种疾病。现今对抗氧化的研究要集中在氧化应激与衰老、癌症、心血管疾病、神经性疾病等方面[57-60]。1.4.1 抗氧化机理

花色苷,母核,花青素

图 1-3 花色苷的母核结构Fig.1-3 The parent structure of anthocyani团，所以易溶于水、乙醇、稀酸等极性光谱范围的最大吸收波长为 280nm，可见pH 值变化，花青素颜色有明显差异，当11 时则为蓝色[78]。丰富的水果之，主要的花青素为矢车菊别占总花青素的 67.52%和 31.29%[79]。分之。

【参考文献】