植物基食品中多酚的生物转化及生物活性研究进展

多酚是植物次生代谢产物中重要的一类化合物,具有抗氧化、抗炎、抗癌等生物活性,对人体健康有益。然而,大部分多酚在进入肠道后存在生物利用度低等问题,研究表明,利用微生物转化可以提高植物基食品生物利用度。因此,本文对植物基食品发酵过程中微生物对不同酚类的生物转化进行综述,分析发酵前后多酚和生物活性的变化,对揭示微生物对多酚的转化机制及优化多酚的应用和开发具有重要意义。

定向引入N⁃糖基化位点促进芳基醇氧化酶热稳定性及底物亲和力

芳基醇氧化酶在木质素降解过程中发挥重要作用,N-糖基化修饰影响其酶学性质。该文旨在通过研究刺芹侧耳(Pleurotus eryngii)来源的芳基醇氧化酶N-糖基化,来提高其热稳定性和底物亲和力。利用毕赤酵母GS115表达系统和定点突变技术,构建表达6种芳基醇氧化酶突变体蛋白,并对纯化后的野生型和突变体酶进行酶学性质和热稳定性分析。结果表明,芳基醇氧化酶N89和N249糖基化位点突变导致最适温度和70℃时酶热稳定性降低;在这个过程中,将其引入新的糖基化位点后的突变体,其最适酸碱度没有变化,最适温度以及70℃下的热稳定程度都明显优于野生型;以藜芦醇为底物时,突变体[AAO(F-X-N-X-T)]与底物亲和力最高。N-糖基化主要影响芳醇氧化酶的热稳定性,其中N89和N249位点的N-糖基化对酶的热稳定性起重要作用;引入N-糖基化位点[AAO(F-X-N-X-T)]能获得具有高活力和高稳定性的芳醇氧化酶。

黑曲霉固态发酵对金银花多酚类物质释放及增效作用

为促进金银花多酚组分释放,提高其抗氧化、抗过敏能力,该文利用黑曲霉对金银花进行固体发酵。结果显示,以总多酚、总黄酮含量为参考指标,选择6 d作为最优发酵时间。发酵0~6 d,黑曲霉发酵金银花醇提物DPPH·清除率由61.25%提升至84.57%,·OH清除率由23.43%提升至30.10%,ABTS+·清除率由32.09%提升至55.06%,总还原力由0.7309提升至0.8269;透明质酸酶抑制率由13.51%提升至64.86%。总多酚含量由76.60 mg/g提升至97.56 mg/g,总黄酮含量由20.76 mg/g提升至24.12 mg/g,总皂苷含量由3.50 mg/g提升至4.26 mg/g。同时,测得黑曲霉所产纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶酶活的最高值分别为11.70、15.78、32.39 IU/g。该研究表明黑曲霉固态发酵金银花,能够促进金银花中多酚物质释放。

耐高温、高浓度酒精酵母高密度培养条件优化

S132是一株优良的耐性酒精酵母菌株,试验以YPD培养基为基础,通过单因子、中心组合设计及正交试验设计优化培养基组成及培养工艺,确定了影响S132生长的最重要因子为葡萄糖,最适培养基条件为:葡萄糖90g/L,酵母粉13.1g/L,蛋白胨10.6g/L,培养温度30℃,接种量2×106cfu/mL,转速175r/min,pH值为4.8,此条件下菌落数可达4.0×108cfu/mL,比优化前提高140%。50L发酵罐小试试验显示,S132罐培养12h即进入稳定期,菌落数可达4.1×108cfu/mL。

响应面法优化芭蕉芋酒精发酵工艺条件

芭蕉芋是一种可选择的酒精发酵原料。本研究应用Plackett-Burman试验设计筛选影响酒精发酵的重要参数,然后通过Box-Behnken设计确定重要参数的最佳水平。筛选结果表明,影响酒精产量的重要参数是发酵温度、pH和糖化时间。最佳工艺条件为发酵温度27.9℃、pH5.5、糖化时间23.2min,在此条件下原料出酒率达到32.4%。

芭蕉芋的性质及其淀粉的工业应用研究

芭蕉芋在贵州、云南、广西等省有广泛生长,块茎含有大约60%的淀粉,对于芭蕉芋淀粉的性质以及芭蕉芋原料酒精发酵的效果进行了试验,分析研究结果表明芭蕉芋可以作为发酵制备磷酸甘油、酒精等生产的可再生生物原料,为西部地区芭蕉芋作物的开发和深加工利用提供了依据。

蒸汽爆破预处理对芦苇酶解糖化的影响

芦苇适应性广、生物产量高,是一种很有潜力的可再生能源作物,但芦苇质地紧密,难以直接酶解,该研究采用蒸汽爆破对芦苇进行预处理,并对稀硫酸、NaOH及稀H2SO4-蒸汽爆破预处理液及酶糖化液糖组分进行比较分析。结果表明,稀H2SO4-蒸汽爆破预处理效果最好,1%H2SO4浸泡芦苇10h,2.0MPa-120s汽爆处理,预处理糖化率为37.8%,酶解糖化率达82%;糖液组分分析也显示,稀H2SO4-蒸汽爆破预处理能得到更多的可发酵糖,酶解液糖浓度31.22mg/mL,葡萄糖和木糖含量分别占52.75%和43.39%。

能源作物芦苇适宜收获期研究

本研究收集洞庭湖区不同生长期的芦苇,并对其主要生长指标及纤维素、半纤维素、木质素等主要化学组成进行测量分析,以期获得用于乙醇生产的芦苇适宜收获期。结果显示,芦苇全杆干重在整个生长期呈增加趋势,其中7~9月中旬,干重增加较快,单株干重平均每天增加2.10 g左右;芦苇的纤维素含量在41%左右,单株纤维素产量呈逐渐增加的趋势,7~9月中旬增长速率较快,9月中下旬纤维素产量增加缓慢;半纤维素含量在整个收获的时间段内变化不大,含量为37%左右;木质素含量最低为20.70%,最高为25.87%;单株木质素产量5~8月增长较快,9月后增长速率趋于平缓。综合考虑芦苇的干重、半纤维素、纤维素及木质素产量等,初步确定用作乙醇生产原料的芦苇适宜收获时期为9月中旬前后,此段时间芦苇干重较高,木质素含量低,而纤维素、半纤维素产量相对较高。

不同温度条件下湘西苞谷酸发酵过程主要营养品质变化

湘西苞谷酸是一种以玉米和新鲜红辣椒为主要原料加工而成的风味独特的发酵食品,该研究对3种不同温度模式下苞谷酸发酵过程营养品质变化进行测定,并对3种温度条件下的产品进行感官评分。结果表明,3种温度模式下,随着发酵时间的延长,苞谷酸pH、淀粉逐渐降低,亚硝酸盐含量先增加后减少,总游离氨基酸含量呈现逐渐增加的趋势,发酵18 d后pH下降趋缓,游离氨基酸含量增加趋缓;25～30℃更利于湘西苞谷酸品质的形成,此温度条件下发酵36 d,苞谷酸pH3.8、淀粉含量33.3 g/100 g、蛋白质含量5.71 g/100 g、乳酸菌数对数值为5.03、亚硝酸盐3.8 g/kg、还原糖0.43 g/100 g、总游离氨基酸1.4 g/100 g。

化学预处理对芦苇酶解糖化的影响

本文对芦苇进行稀硫酸、NaOH和热水预处理技术研究,并对稀硫酸、NaOH预处理进行正交试验优化。结果表明,3种预处理方式均能在一定程度上提高芦苇的可降解性,从预处理糖化率来看,稀硫酸预处理效果较好;而从酶解糖化效果来看,NaOH预处理后酶解效果最好,1.5%NaOH(w/v)、120℃、处理1h后酶解糖化率达65.2%。

蒸气爆破预处理芦苇酶解工艺优化及产物分析

芦苇（Phragmites australis）是一种有潜力的能源作物,为优化芦苇酶解糖化工艺,应用Plackett-Burman试验设计筛选影响芦苇酶糖化的重要参数,通过Box-Behnken设计确定重要参数的最佳水平,应用高效液相色谱仪（HPLC）对糖化过程中的单糖种类及含量进行分析.结果表明,影响芦苇酶糖化的重要参数是H2SO4浓度、Tween-80和MnSO4浓度,最佳工艺参数为H2SO4浓度0.88%、表面活性剂Tween-80添加量0.61%、MnSO4添加量0.26%,在此条件下,8～10 h可以完成糖化,总还原糖浓度达到45.68 mg/mL,同时验证了数学模型的有效性, 液相分析表明糖化液中主要的糖种类为葡萄糖和木糖, 其含量分别为21.36、16.62 mg/mL,阿拉伯糖、纤维二糖和半乳糖含量较少.

益生菌发酵蓝莓的体外抗氧化活性分析

为开发一款具有较高抗氧化活性的蓝莓鲜果发酵饮品,以榨汁的蓝莓鲜果为原料,比较了自然发酵、单一菌株发酵与复合发酵对发酵饮品体外抗氧化能力的影响。结果表明,复合发酵是最适于加工蓝莓鲜果发酵饮品的工艺,该工艺条件下,蓝莓鲜果发酵饮品的·OH清除率为85.30%(IC_(50)值为0.54 mL/mL)、DPPH自由基清除率为96.76%(IC_(50)值为0.42 mL/mL)、ABTS阳离子自由基清除率为91.76%(IC_(50)值为0.41 mL/mL)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)酶活力为300.93 U/mL、总多酚含量为7.07 g/L、感官评分为8.98。

大麻快速生物脱胶过程中发酵液成分变化

为了探明大麻快速生物脱胶的机制,在实验室条件下,利用脱胶高效菌株Dm111对大麻韧皮进行快速脱胶试验,定期测定胶质去除率和发酵液的相关指标。结果表明:在脱胶前期和中期,胶质去除率、脱胶菌活菌量不断增加,后期趋于平缓;果胶酶和木聚糖酶酶活均是脱胶前期增加缓慢,中期迅速增加,后期下降,而纤维素酶酶活在脱胶过程中变化不大,且酶活很低;pH值呈"V"型变化;还原糖出现2个峰值,呈近似"M"型变化;发酵液的COD、蛋白质和残渣量与脱胶时间呈正相关;至脱胶完成时,残渣量占大麻韧皮的27%左右。

大麻微生物-蒸汽爆破联合脱胶技术

为缩短大麻脱胶时间,提高纤维质量,研究了微生物和蒸汽爆破联合的脱胶技术。在现有的微生物脱胶工艺和预设蒸汽爆破参数条件下,确定了微生物-蒸汽爆破联合脱胶是较好的工艺顺序。对蒸汽爆破阶段的不同参数进行单因子和正交试验。脱胶后大麻纤维的组分测定和性能检测结果显示,微生物-蒸汽爆破联合脱胶技术的较好工艺参数为:脱胶微生物Dm111对大麻的处理温度35℃,180 r/min振荡培养6 h。蒸汽爆破的较好条件为:压力2.5 MPa,保压时间120 s。经此工艺处理后的大麻纤维素含量为77.01%,而且果胶、半纤维素和木质素的含量比原麻分别降低了89.15%,33.75%和30.64%,胶质去除效果较好,纤维分裂度和强力分别达到689 m/g和80 N。该工艺缩短了大麻脱胶时间,且最终纤维质量较好。

青贮苎麻副产物栽培刺芹侧耳技术研究

针对食用菌培养基质严重短缺和苎麻副产物直接晾晒干燥成本高、体积大、不便于长途运输等问题,进行青贮苎麻副产物栽培刺芹侧耳试验。通过测定不同营养条件下刺芹侧耳的菌丝生长速率和生物学效率,确定了青贮苎麻副产物培养基栽培刺芹侧耳的适宜配方,并对产品品质进行了检测。结果表明:培养基pH为5.5,培养基中含苎麻副产物50%和水分67.5%,并添加1%碳酸钙和1%白糖时栽培刺芹侧耳的效果较好,生物学效率达70%以上;与常规棉籽壳培养基相比,青贮苎麻副产物培养基栽培产品的蛋白质含量提高了30%,总糖和脂肪含量分别降低了24%和33%。

酵母发酵虎杖提取白藜芦醇技术初步研究

对酵母发酵虎杖(Polygonum cuspidatum)提取白藜芦醇的原料预处理方式、发酵工艺及提取方法等进行初步研究。结果表明,酵母固态厌氧发酵能有效地提高虎杖白藜芦醇的提取得率,适量添加纤维素酶和木聚糖酶能在一定程度上提高虎杖白藜芦醇得率。较佳的虎杖生物发酵提取白藜芦醇的工艺条件为:虎杖原料粉碎过10目筛,发酵体系含水的质量分数为65%,添加糖化酶Ⅱ和SADY酵母的量分别占虎杖原料质量的0.18%和0.34%,厌氧发酵5 d,发酵后采用体积分数为95%的乙醇水溶液提取。

利用苎麻副产品栽培刺芹侧耳技术初步研究

为丰富食用菌栽培原料来源和增加苎麻(Boehmeria nivea)种植经济效益,在测定粗蛋白和粗纤维含量的基础上,使用不同粉碎粗细度、不同添加量以及不同收获期的苎麻副产品进行刺芹侧耳(Pleurotus eryngii)杏1栽培试验。结果表明,苎麻副产品粗蛋白和粗纤维含量较高,分别为12%和35%左右;与常规培养料相比,使用添加苎麻副产品培养料栽培杏1,出菇期短(28～32d),生物学效率高(62.0%～75.4%),子实体农艺性状也有良好的可比性。研究结果证明苎麻副产品是栽培刺芹侧耳的很好原料。

菌渣代料栽培刺芹侧耳技术研究

为探索循环利用刺芹侧耳（Pleurotus eryngii（DC.ex Fr.）Quel）菌渣栽培刺芹侧耳的可行性,优化菌渣代料栽培刺芹侧耳的条件与培养基配方,通过测定菌丝生长速率与生物学效率,比较分析了刺芹侧耳品种‘杏1’、‘杏2’和‘Z杏’在不同培养基上的栽培效果。结果表明：菌渣代料栽培刺芹侧耳的最佳条件为养菌温度24℃,培养基含水量65%,p H值6.0;在棉籽壳、苎麻副产物以及麻蔸等主料中加入40%~50%菌渣后产生的生物学效率最高,分别达到了67.59%、70.24%、71.02%,‘杏1’的生物学效率高于其他2个品种,但差异无统计学意义。本研究结果表明,生产中再次利用菌渣代料栽培刺芹侧耳是完全可行的。

利用苎麻麻蔸栽培刺芹侧耳技术研究

为了充分利用麻类资源,尝试采用不同苎麻麻蔸添加量的培养料栽培刺芹侧耳(Pleurotus eryngii),通过测定菌丝生长速率以及生物学效率,并将麻蔸与棉籽壳及其他麻类副产物(苎麻麻骨、麻叶,红麻麻骨、麻叶,青贮苎麻麻骨、麻叶)的粗蛋白、粗纤维含量及栽培效果进行了比较,评价麻蔸为主料栽培刺芹侧耳的可行性。结果表明:与棉籽壳相比,苎麻麻蔸中粗蛋白含量高而粗纤维含量低,而与青贮苎麻副产物相当;供试配比培养料中,以苎麻麻蔸含量50%和60%的培养料栽培刺芹侧耳效果较好,生物学效率达到70%左右;苎麻麻蔸栽培刺芹侧耳效果与其他麻类副产物相当,显著高于棉籽壳。苎麻麻蔸是栽培刺芹侧耳的理想替代原料。

红麻副产物栽培金针菇技术研究

为了寻找金针菇新的栽培原料,增加红麻种植的经济效益,进行红麻副产物栽培金针菇试验。通过测定不同营养条件下金针菇的菌丝生长速率和生物学效率,确定红麻副产物栽培金针菇的最佳配方。结果表明,红麻副产物培养基pH为6.5,培养基中含麻骨50%、氮源30%、水分67.5%,且添加0.5%石灰粉、0.5%碳酸钙和1%白糖时栽培金针菇的生物学效率最高,达111.0%;红麻骨培养基上的‘金杂19’出菇齐,生物学效率可达106.7%,‘长白201’出菇早,色泽好,生物学效率约为101.6%。