广西火麻膳食纤维提取及其特性研究

目的优化火麻膳食纤维的提取工艺,并探索其益生特性。方法以广西巴马特色食品—火麻为原料,以火麻膳食纤维提取率为指标,采用酶-碱法探索料液比、蛋白酶添加量、碱解时间、碱解温度,碱解pH对火麻膳食纤维提取率的影响,在此基础上进行响应面优化实验,再进一步对其有关特性进行研究。结果在料液比1:10(g:mL),蛋白酶添加量为2.90%,碱解时间79 min,碱解温度58℃,碱解pH=10的条件下,火麻的总膳食纤维(total dietary fiber,TDF)的提取率达到73.98%。此时,火麻的可溶性膳食纤维(soluble dietary fiber,SDF)持水力、膨胀率、持油力、二苯代苦味酰基自由基(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical,DPPH)自由基清除率、羟基自由基清除率分别为(2.30±0.22)g/g、(2.26±0.04)mL/g、(4.04±0.20)g/g、(54.29±4.80)%、(34.69±4.65)%。火麻的不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF)持水力、膨胀率、持油力、DPPH自由基清除率、羟基自由基清除率分别为(1.89±0.01)g/g、(1.17±0.01)mL/g、(4.12±0.24)g/g、(97.25±2.13)%、(96.94±3.75)%。结论酶-碱法提取的火麻膳食纤维具有良好的持水力及膨胀率,较高的持油力及抗氧化活性,并富含多种多糖及单糖物质。

人工神经网络结合遗传算法优化保护剂提高罗伊氏乳杆菌抗冻性能

为提高新筛选的罗伊氏乳杆菌LTR1318冷冻干燥过程中的抗冻性能,通过单因素试验先筛选出影响乳酸菌冻干存活率的4个主要因素:脱脂乳、谷氨酸、低聚果糖和山梨糖醇。再利用Box-Behnken试验设计不同保护剂组合下的菌株冻干存活率为训练集和测试集,构建径向基函数人工神经网络模型,模型拟合度可达0.9844。结合遗传算法对神经网络的拟合结果进行50次迭代寻优后,得到的最佳保护剂配方为脱脂乳10.90%、谷氨酸1.20%、低聚果糖1.30%和山梨糖醇0.80%。验证此条件下的冻干存活率为(95.74±5.07)%。经过人工神经网络结合遗传算法优化保护剂组合的策略,菌株在冻干过程中的乳酸脱氢酶和β-半乳糖苷酶的酶活力分别提高了53.19%和3.53倍,是正常培养条件下酶活力的78.25%和86.43%。此外,冷休克蛋白基因的相对表达量小幅上调8.29%。通过采取上述策略,本研究探索出一种新型益生菌的冻干工艺,为乳酸菌冻干制剂的制备和真空冷冻干燥技术的进一步应用提供参考和指导。

采用实时荧光定量PCR法同时定性定量检测发酵乳中多种益生菌

为快速、准确地对益生菌发酵乳中的干酪乳杆菌及罗伊氏乳杆菌进行定性、定量检测,通过设计干酪乳杆菌及罗伊氏乳杆菌种属特异性引物,建立了双重实时荧光定量聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)检测方法。结果表明,所建标准曲线方程线性关系良好,相关系数R 2均达到0.99以上。对市售产品随机抽样检测发现:样品1、样品2未添加干酪乳杆菌及罗伊氏乳杆菌。样品3中检出干酪乳杆菌(1.39±0.25)×109 copies/mL,未检出罗伊氏乳杆菌。自制益生菌发酵乳检出干酪乳杆菌(3.7±0.35)×109 copies/mL、罗伊氏乳杆菌(4.8±0.26)×109 copies/mL,检测结果均与所知的益生菌种类及数量信息相符。结果表明,上述建立的实时荧光定量PCR方法能够同时对益生菌发酵乳中的干酪乳杆菌及罗伊氏乳杆菌进行快速、准确地定性、定量检测,克服了平板培养法和流式细胞术的局限,具有一定的优势和应用前景。

巴马长寿特征饮食模式对自然衰老小鼠的抗衰老效果

为了检验巴马长寿特征饮食模式的抗衰老效果,本实验采用3月龄年轻小鼠和15月龄自然衰老小鼠为研究对象,依据团队前期研究结果,选取巴马长寿区饮食的特征营养素(膳食纤维、VA、VC、VE、β-胡萝卜素、大豆异黄酮、番茄红素、铁、锰、钴、硒元素)为调控因子,并加入益生菌,进一步优化出两种巴马长寿特征饮食模式(优食Ⅰ和优食Ⅱ)。以巴马长寿特征饮食模式喂养小鼠,连续8周。采用Morris水迷宫实验检验小鼠的学习记忆能力,并对脑组织超氧化物歧化酶活力、谷胱甘肽过氧化物酶活力与丙二醛含量进行测定,最后采用苏木精-伊红染色观察脑组织海马区特征。结果表明,与衰老对照组相比,衰老优食Ⅰ、Ⅱ组逃避潜伏期显著缩短(P<0.05),衰老优食Ⅱ组雄鼠目标象限停留时间显著延长(P<0.05);与年轻对照组相比,年轻优食Ⅰ组雌鼠穿越平台次数显著提高(P<0.05),年轻优食Ⅰ、Ⅱ组雄鼠目标象限路程显著延长(P<0.05)。与对照组相比,年轻优食Ⅰ组与衰老优食Ⅰ、Ⅱ组脑组织超氧化物歧化酶活力与谷胱甘肽过氧化物酶活力均显著提高(P<0.05);衰老优食Ⅰ、Ⅱ组丙二醛含量均显著降低(P<0.05)。与衰老对照组相比,衰老优食Ⅰ、Ⅱ组小鼠海马区神经元细胞变性、坏死和凋亡的现象得到有效缓解。结论:这两种优化的巴马长寿特征饮食模式均能够有效增强年轻小鼠与自然衰老小鼠学习记忆能力并起到一定的抗衰老效果,尤其在自然衰老组小鼠中表现明显,其中优食Ⅰ效果更佳。这提示两种巴马长寿特征饮食模式在健康长寿指导方面效果明显,也为其进一步研究提供良好的参考。

罗伊氏乳杆菌LTR1318的培养工艺优化

为了尽可能提高在有限营养组分和培养条件下罗伊氏乳杆菌LTR1318的活菌数,本文利用单因素试验、Plackett-Burman试验和最陡爬坡试验筛选出了限制LTR1318生长的三种关键营养组分,以试验得到的活菌数值作为训练样本对RBF径向基人工神经网络进行训练,并结合遗传算法对三种组分和含量进行优化,再将其用于5 L发酵罐,对接种量、温度、初始pH和转速四种条件下的使用效果进行检测。结果表明,低聚果糖,胰蛋白胨和L-半胱氨酸对LTR1318的活菌数起关键作用,最佳添加量分别为10.16 g/L,12.07 g/L和0.65 g/L。此条件下摇瓶培养的最大活菌数为60.33×10^9 CFU/mL。另外,5 L发酵罐上的最佳工艺条件为:接种量4%,温度37℃,初始pH 7.0,转速100 r/min。综合培养组分优化和发酵条件优化下发酵罐培养的活菌数达到91.33×10^9 CFU/mL,比未进行优化时提高了12.69倍。上述结果与目前有关罗伊氏乳杆菌活菌数优化的研究报道对比认为,本成果具有一定的优势,5 L发酵罐培养的活菌数也达到国内外先进水平。该成果对这类益生菌菌株的工业化生产和制品后续开发具有一定的指导作用。

广西巴马长寿人群饮食中7种膳食纤维成分及抗氧化活性分析

目的探索广西巴马长寿人群饮食中代表性膳食纤维的作用。方法选取广西巴马长寿人群膳食中7种代表性果蔬为原料,采用水提醇沉工艺对其进行膳食纤维的提取,获得其中的水溶性膳食纤维(soluble dietary fiber, SDF)和水不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber, IDF)并对其组成成分、吸附能力、抗氧化效果等方面进行比较。结果 7种SDF含量、多糖含量、果胶含量、半纤维素含量最高分别是脐橙、南瓜苗、红薯叶、脐橙,分别为67.28%、63.52%、70.46 mg/g、94.23 mg/g;7种IDF纯度、半纤维素含量、纤维素含量、木质素含量最高的分别是茶树菇、香蕉、茶树菇、空心菜,分别为70.39%、158.86mg/g、51.34mg/g、572.96mg/g。7种SDF和7种IDF中持水力、膨胀力、持油力最大的分别是茶树菇SDF、脐橙SDF、香蕉SDF,依次为14.23 g/g、9.29 mL/g、5.18 g/g;清除DPPH能力最强的是南瓜苗SDF,清除率为73.34%;NO2-、胆固醇吸附能力最强的分别是脐橙SDF、茶树菇SDF,依次为17.23、15.99μmol/mg。结论广西巴马长寿人群膳食中7种SDF及7种IDF的灰分及蛋白等杂质含量较低,具有清除胆固醇、NO2-、DPPH的作用。

长寿人群饮食中膳食纤维对C57BL/6小鼠的抗氧化效果

采用6周龄健康C57BL/6小鼠研究广西巴马长寿人群膳食中膳食纤维的抗氧化效果。选取香蕉、脐橙、南瓜苗、红薯叶、空心菜、苦荬菜和茶树菇7种具有代表性的广西巴马长寿人群食物制备膳食纤维,设计了膳食纤维单一组和复合组共10种喂食方式,并使用这10种配方喂养小鼠,连续4周。试验结束后对试验小鼠血清及肝脏组织中脂过氧化产物丙二醛(malondialdehyde,MDA)、脂褐素(lipofuscin,LIP)含量,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活力以及总抗氧化力(Total antioxidant capacity,T-AOC)进行测定。通过对比试验前后体重发现,除苦荬菜膳食纤维外,单一膳食纤维的添加组均对小鼠的体重增长无显著影响,在一定范围内,复合膳食纤维组添加量越大越能减缓小鼠体重的增长速率;其中7.5%和15%复合膳食纤维添加组小鼠心脏系数分别提高了7.22%(P<0.05)和6.92%(P<0.05),南瓜苗膳食纤维分离物和30%复合膳食纤维分离物组分别将小鼠脾脏系数提高了10.00%和15.00%。各组膳食纤维分离物添加组可以有效降低小鼠血清和肝脏中MDA和脂褐素Lip的水平,同时提高小鼠血清和肝脏中SOD、GSH-Px活力以及T-AOC水平。综合分析,在小鼠饮食中添加复合膳食纤维,其抗氧化应激作用更强,抗氧化效果更好。