双菌发酵燕麦改善多酚抗氧化活性及其体外消化特性

论文摘要

燕麦富含可溶性膳食纤维、必需氨基酸、不饱和脂肪酸、多酚、维生素和矿物质等,具有较强的抗氧化、抗炎症、抗癌和降糖等活性作用,对防治慢性病和辅助治疗疾病有积极作用。微生物发酵不仅能够提高燕麦营养及功能特性,还能开拓燕麦资源利用途径。本课题以燕麦为基质,在红曲菌的基础上,研究了不同菌种组合发酵对燕麦功能营养特性的影响,构建了双菌发酵燕麦多酚释放体系;进一步探索双菌发酵过程中燕麦三种类型多酚的含量、组成及抗氧化活性的变化,解析了双菌发酵对燕麦多酚特性的影响;同时采用体外模拟消化模型,对双菌发酵前后的燕麦进行口腔,胃,小肠和大肠消化,探究发酵燕麦体外模拟消化酚类物质及抗氧化活性变化。论文主要结果如下:（1）双菌发酵燕麦多酚释放体系的构建及优化:考察红曲菌、红曲菌+酿酒酵母、红曲菌+枯草芽孢杆菌、红曲菌+米根霉不同菌种组合发酵对燕麦功能营养物质的影响。结果发现,红曲菌+枯草芽孢杆菌双菌发酵组中多糖、可溶性蛋白质、总多酚和总黄酮含量最高,分别达到4.58 g/100g、7.23 mg/g、21.16 mg GAE/g DW和1.84 mg RT/g DW,是未发酵燕麦的2倍、4倍、30.2倍和8.3倍。采用单因素和正交实验确定的红曲菌和枯草芽孢杆菌双菌发酵释放多酚的最优发酵条件为:红曲菌与枯草芽孢杆菌接种比例2:1,红曲菌发酵4天后接入枯草芽孢杆菌,培养基初始含水量为40%,发酵时间为12天。在此条件下发酵后燕麦中多酚含量为26.73±0.62 mg GAE/g DW是未发酵燕麦的23.87倍。（2）双菌发酵燕麦关键酶与多酚形态及其抗氧化活性:双菌发酵使燕麦中的游离态,缀合态和结合态多酚含量分别提高了12、7和4倍。游离态多酚中没食子酸、绿原酸、香草酸和阿魏酸的含量分别提高了13.05、47.31、18.64和28.22倍。结合态多酚主要以p-香豆酸、芥子酸和阿魏酸为主要成分,其含量分别增加了44.19、51.38和40.35倍。缀合态多酚中绿原酸增加将近100倍。双菌发酵过程中,燕麦多酚含量的变化与α-淀粉酶,纤维素酶和β-葡糖苷酶的活性具有良好的正相关性;而与蛋白酶活性的相关性不显著。红曲菌和枯草芽孢杆菌双菌发酵显著提高了燕麦游离态和缀合态多酚的抗氧化能力,两者清除DPPH自由基的IC50值分别达到了30.88±0.11μg/mL和59.00±0.26μg/mL,清除ABTS+自由基的IC50值分别达到了8.59±0.44μg/mL和20.34±0.12μg/mL。发酵燕麦中游离态多酚的自由基清除能力与VC相当。（3）发酵燕麦体外模拟消化酚类物质及抗氧化活性变化:体外模拟消化过程显著促进了燕麦多酚和黄酮类化合物的释放。发酵燕麦在整个体外模拟消化过程中释放的多酚和黄酮的含量分别是未发酵燕麦的10.77倍和6.77倍。绿原酸,儿茶酸,芥子酸和阿魏酸是在消化过程中释放的主要多酚化合物。此外,发酵燕麦在体外消化各阶段呈现的抗氧化能力也显著高于未发酵燕麦（p<0.05）。燕麦在消化各阶段的抗氧化能力与其释放的多酚黄酮的量显著相关。双菌发酵或许可以作为一种改善燕麦酚类物质生物可及性的有效方式。本研究成果为开发高营养附加值和生物活性的燕麦产品提供了新的思路,具有理论意义和应用价值。

论文目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 燕麦的简介

1.1.1 燕麦的主要营养及功能成分

1.1.2 燕麦食品开发及研究现状

1.2 双菌发酵的概述

1.2.1 双菌发酵的特点

1.2.2 双菌发酵在食品中的应用

1.3 谷物固态发酵的增效作用

1.3.1 固态发酵促进谷物生物活性成分的释放

1.3.2 红曲菌等微生物发酵辅助增强谷物生物活性

1.4 体外消化模型简介

1.5 本论文研究意义及主要内容

1.5.1 研究意义

1.5.2 研究内容

第二章双菌发酵燕麦多酚释放体系的构建及优化

2.1 引言

2.2 实验材料

2.2.1 微生物

2.2.2 培养基

2.2.3 主要材料与试剂

2.2.4 主要仪器与设备

2.3 实验方法

2.3.1 燕麦的固态发酵

2.3.2 固态发酵菌种组成的优化

2.3.3 双菌发酵燕麦发酵条件的优化

2.3.4 正交实验优化

2.3.5 发酵燕麦主要成分的测定

2.4 结果与讨论

2.4.1 双菌发酵模式对燕麦营养成分的影响

2.4.2 双菌发酵条件对燕麦主要功能成分的影响

2.4.3 双菌固态发酵燕麦正交实验结果

2.5 本章小结

第三章双菌发酵燕麦关键酶与多酚形态及抗氧化活性

3.1 引言

3.2 实验材料

3.2.1 微生物

3.2.2 培养基

3.2.3 主要材料与试剂

3.2.4 主要仪器与设备

3.3 实验方法

3.3.1 双菌发酵

3.3.2 粗酶液分析检测

3.3.3 燕麦多酚含量及组成分析

3.3.4 抗氧化活性的测定

3.4 结果与讨论

3.4.1 双菌发酵过程中总多酚含量与水解酶活性的变化

3.4.2 双菌发酵对燕麦三类多酚含量及组成的影响

3.4.3 双菌发酵对燕麦三类多酚抗氧化活性的影响

3.5 本章小结

第四章发酵燕麦体外模拟消化酚类物质及抗氧化活性变化

4.1 引言

4.2 实验材料

4.2.1 微生物

4.2.2 培养基

4.2.3 主要材料与试剂

4.2.4 主要仪器与设备

4.3 实验方法

4.3.1 双菌发酵

4.3.2 体外模拟消化

4.3.3 总酚总黄酮含量的测定

4.3.4 酚类物质的HPLC分析

4.3.5 抗氧化活性的测定

4.4 结果与讨论

4.4.1 体外模拟消化过程中燕麦多酚和黄酮含量的变化

4.4.2 体外模拟消化过程中燕麦酚类化合物的变化

4.4.3 体外消化过程中燕麦多酚物质抗氧化活性的变化

4.5 本章小结

结论与展望

一、主要结论

二、创新点

三、展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

附表

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘燕

导师: 吴振强

关键词: 燕麦,双菌发酵,多酚化合物,体外抗氧化,体外消化

来源: 华南理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,轻工业手工业

单位: 华南理工大学

分类号: TS201.3

DOI: 10.27151/d.cnki.ghnlu.2019.000527

总页数: 86

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