鼠李糖乳杆菌产胞外多糖发酵条件优化及发酵动力学模型构建

为提高鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)R5胞外多糖(EPS)的产量,该研究以EPS产量为响应值,采用单因素试验及响应面试验对其产EPS的发酵条件进行优化,并采用Logistic、Luedeking-Piret、Luedeking方程建立鼠李糖乳杆菌产EPS发酵动力学模型。结果表明,鼠李糖乳杆菌R5产EPS的最优发酵条件为酵母粉添加量4%,葡萄糖添加量4%,接种量5%,发酵温度37℃,发酵时间24 h。在此优化条件下,鼠李糖乳杆菌R5的EPS产量最高,为1138.31 mg/L,是优化前的1.68倍。从构建的菌体生长、EPS产量及底物消耗的动力学模型可知,模型拟合曲线的相关系数均>0.98,拟合情况良好;预测值与试验值相近,相对误差均<15%,说明模型能很好地反映发酵过程规律。

花椒总多酚的提取工艺优化及其抑菌作用

对花椒总多酚的提取工艺进行优化并测定了花椒多酚对植物病原真菌的抑制活性。在单因素实验基础上,选用料液比、乙醇浓度、微波时间,以总多酚含量为响应值,进行Box-Behnken设计和优化。结果表明:采用80~100目的花椒,在料液比为1∶40(g/mL)、乙醇浓度为60%、微波功率为616 W、微波提取时间为60 s的条件下,提取出的总多酚含量为63.11 mg/g。用生长速率法分别测定花椒总多酚提取物对小麦赤霉、玉米小斑、番茄灰霉、油菜菌核、柑橘绿霉、葡萄白腐菌、马铃薯晚疫病菌7种植物真菌的抑制作用,其抑菌率分别为20.14%、2.40%、73.82%、7.60%、0.00%、19.80%、10.06%,其中花椒总多酚提取物对番茄灰霉菌的抑制作用最佳,且浓度与药效间存在着显著的相关性,EC 50值为31.91 mg/L,其相关系数为0.9539。经卡方(X^(2)=0.294,df=3,P>0.05)检验其结果可靠,说明花椒多酚提取物对番茄灰霉菌有良好的抑制作用,为花椒的用途扩展提供了新的理论依据。

基于基因分析的产胞外多糖乳酸菌的筛选及其体外抗氧化研究

以本实验室保藏的具有降解30%以上胆固醇的15株乳酸菌为筛选源,获得高产EPS的菌株并进行基因序列比对,同时研究其EPS体外抗氧化能力,为该菌的生产应用提供基础实验数据。采用苯酚-硫酸法与DNS法测定乳酸菌所产EPS含量。对高产EPS菌株进行16S rRNA测序鉴定及全基因组测序分析。通过研究乳酸菌胞外多糖对DPPH自由基和ABTS自由基清除作用、FRAP、ORAC的测定,确定其体外抗氧化活性。经16S rRNA测序表明,得到C28为乳酸片球菌,R4、R40两株菌为屎肠球菌,C60、R5、R8、R10、R24、R27、R28、R39、R43、R47、J3均为鼠李糖乳杆菌,R38为植物乳杆菌。R5、R40产EPS能力最强产量达678.01±17.44 mg/L、710.73±23.25 mg/L(R5、R40两株菌产量没有显著差异)。不同菌株EPS在DPPH体系中抗氧化能力差异显著(P<0.05),其中R4、R5最强分别为19.89±0.54、18.58±0.65Trolox当量;R47在ABTS体系中最强达190.77±9.53 mg/g Trolox当量,R5为163.78±7.64 mg/g Trolox当量;R39在ORAC体系中最强达101.40±4.20 mg/g Trolox当量,R5为68.38±7.19 mg/g Trolox当量;R5铁还原体系中能力最强,达到7.65±0.64 mg/g Trolox当量。将鼠李糖乳杆菌R5基因序列与NCBI上与产EPS有关的相关基因序列进行比对,发现鼠李糖乳杆菌R5基因中有19个与EPS产生相关的基因,R5所产EPS是荚膜类多糖。综合产EPS能力和所产EPS的抗氧化能力结果,R5具有高产EPS和抗氧化活性,并确定其产多糖基因序列,为进一步高通量筛选高产EPS菌株和构建基因工程菌提供前期的实验基础。

模糊数学法应用于玫瑰茄复合袋泡茶的工艺研究

本文采用玫瑰茄、玫瑰花、草莓、甜叶菊为原料制成复合果茶袋泡,并以感官评价及DPPH自由基清除率为指标,采用模糊数学法综合评定并与感官评价相比较,确定了复合袋泡茶的最佳配方及冲泡条件,即玫瑰茄:玫瑰的原料配比为1.5∶1,冻干草莓、甜叶菊添加量分别为茶袋内容物总质量的50.0%和1.4%,冲泡热水温度为70℃,冲泡热水量为350mL,冲泡时间为4min。在最佳冲泡条件下,袋泡茶汤色呈现玫瑰色,具有草莓和玫瑰花甜香味,滋味酸甜可口。袋泡茶不仅具有玫瑰茄及玫瑰花的活性功能,同时维生素C含量达到0.29mg/mL,对DPPH自由基清除率大于50.0%,浸出茶汤在稀释25倍后在40min内能保护荧光指示剂在过氧自由基攻击下保持荧光特性不变。

腊梅花抗氧化活性物质微波辅助提取的响应面优化研究

以对DPPH自由基的清除率为指标,对腊梅花中抗氧化活性物质的微波辅助提取工艺进行优化。在单因素实验的基础上,采用Box-Behnken响应面分析法,对乙醇浓度、提取时间、料液比3个影响较大的提取参数进行了优化。结果表明:最佳提取工艺为过筛目数大于100目、乙醇浓度26%、料液比1:32、提取时间51 s、微波功率440 W。通过3次平行实验,其提取液对DPPH自由基的清除率达到(93.54±0.05)%。在该条件下对提取液成分进行分析,测得其多酚含量为39.84 mg/g、多糖含量为117.8 mg/g、总黄酮含量为26.1 mg/g。并对腊梅花茶与12种常见花茶的抗氧化活性进行了比较,结果表明腊梅花茶的抗氧化活性仅次于玫瑰花茶和桂花茶。