【摘 要】
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枸杞在我国有悠久的食药用历史,其果实为鲜亮的椭球状浆果,含有多种功能成分,具有抗衰老、免疫调节、抗动脉粥样硬化等多种功能活性。湖北杂交枸杞是研究者以宁夏栽培枸杞诱导加倍,再与湖北当地野生枸杞杂交选育而成。与宁夏枸杞相比,湖北杂交枸杞具有更高的水分含量,前期研究发现其不适宜加工成传统干制品枸杞子,亟需开发新型枸杞加工产品,提高湖北杂交枸杞的转化率和产业的经济效益与社会效益。采用乳酸菌发酵加工特色水果
【基金项目】
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中央高校基本科研业务费专项资金(2662015PY023);
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枸杞在我国有悠久的食药用历史,其果实为鲜亮的椭球状浆果,含有多种功能成分,具有抗衰老、免疫调节、抗动脉粥样硬化等多种功能活性。湖北杂交枸杞是研究者以宁夏栽培枸杞诱导加倍,再与湖北当地野生枸杞杂交选育而成。与宁夏枸杞相比,湖北杂交枸杞具有更高的水分含量,前期研究发现其不适宜加工成传统干制品枸杞子,亟需开发新型枸杞加工产品,提高湖北杂交枸杞的转化率和产业的经济效益与社会效益。采用乳酸菌发酵加工特色水果,不仅可以赋予产品独特的风味,还可以转化或增加其中的活性物质种类和含量,提高产品的营养功能,但有关乳酸菌发酵对枸杞汁营养品质影响的研究报道较少。因此本文以建始县种植的湖北杂交枸杞为研究对象,基于主成分分析对不同乳酸菌发酵枸杞汁进行综合评价,在此基础上筛选出适合湖北杂交枸杞发酵的乳酸菌菌株进行复合菌株发酵,对发酵工艺进行优化,探讨乳酸菌发酵对枸杞汁胃肠道消化特性的影响,并分析发酵过程中营养物质、挥发性成分及活性变化规律,以期为开发高附加值的产品提供实验依据,主要研究内容和结果如下:(1)基于主成分分析筛选适合枸杞汁发酵的乳酸菌菌株比较了枸杞汁经6种不同乳酸菌发酵后理化指标、营养成分及抗氧化活性的变化。结果表明,6种乳酸菌在枸杞汁中生长良好,发酵48 h后,枸杞汁的p H值由5.20降低至3.33~3.64,其中,植物乳杆菌和嗜热链球菌在枸杞汁中具有更高的产酸能力,发酵后总酸含量分别达6.74 g/kg、6.07 g/kg。经乳酸菌发酵后枸杞汁总酚含量增加了13.76%~28.07%,总黄酮含量增加了55.80%~161.97%。此外,干酪乳杆菌和发酵乳杆菌发酵使枸杞汁中多糖含量显著增加(P<0.05)。乳酸菌发酵也显著提高枸杞汁的DPPH自由基清除率、总还原力和氧化自由基吸收能力(ORAC),相关性分析结果表明抗氧化活性与总酚和总黄酮显著相关(P<0.05)。基于主成分分析法对不同菌种发酵的枸杞发酵汁品质进行了综合评价,在此基础上根据综合评分筛选出植物乳杆菌和发酵乳杆菌2种乳酸菌作为枸杞汁发酵菌株。(2)复合乳酸菌发酵枸杞汁工艺优化以总酸、总糖、总酚及总黄酮的模糊综合评判值为指标,对枸杞汁的发酵工艺条件进行单因素试验和响应面优化,确定最佳发酵工艺条件为:植物乳杆菌与发酵乳杆菌菌株复合比例为2:1,接种量为4%,发酵时间54 h。在此条件下,测得发酵枸杞汁总酸9.12 g/kg,总糖为15.23 mg/m L,总酚为311.15μg GAE/m L,总黄酮为36.00μg RE/m L。(3)枸杞汁乳酸菌发酵前后胃肠消化特性研究对复合乳酸菌发酵前后枸杞汁进行体外模拟胃肠消化。在体外模拟胃消化环境中,总酚、总黄酮含量显著提高,且胃消化组>胃酸组>胃空白组,说明胃蛋白酶和胃酸均可以促进酚类物质的释放;在肠消化过程中,总酚含量呈先增加后降低趋势,总黄酮含量不断降低,但肠消化组>肠空白组,表明胰酶和胆汁对于总酚和总黄酮的释放具有一定作用。与未发酵枸杞汁相比,发酵枸杞汁总酚及总黄酮的释放量显著增高,胃肠消化结束后,发酵枸杞汁组总酚、总黄酮含量分别为未发酵枸杞汁组的1.48、2.02倍,表明乳酸菌发酵枸杞汁在体内消化环境中具有更好的益生潜力。(4)复合乳酸菌发酵过程中营养成分及挥发性物质变化研究在发酵过程中复合乳酸菌利用枸杞汁中的蔗糖、果糖和葡萄糖作为碳源进行生长繁殖,产生了大量有机酸,其中,乳酸、乙酸和γ-氨基丁酸在发酵过程中不断增加,而草酸、苹果酸和柠檬酸经发酵后显著下降(P<0.05)。复合乳酸菌发酵还可改变枸杞汁中酚类物质的组成及含量,原儿茶酸、儿茶素、对羟基苯甲酸、3-羟基肉桂酸、杨梅素经发酵后显著增加,而香草酸、阿魏酸、对香豆酸含量则显著降低。此外,发酵对枸杞汁挥发性成分的组成和含量产生重要影响,其中,醇类、酸类、烯烃类物质含量增加,而醛类、酮类等含量减少,且新产生了乙醇、1-己醇、芳樟醇等挥发性成分。(5)复合乳酸菌发酵对枸杞汁抗氧化及抑菌活性影响在复合乳酸菌发酵过程中枸杞汁抗氧化活性也不断提高,发酵54 h后,枸杞汁DPPH自由基清除力、总还原力和ORAC分别较初始提高了21.42%、14.18%、51.75%,相关性分析表明抗氧化活性的提高可能与枸杞汁中原儿茶酸、儿茶素、杨梅素、3-羟基肉桂酸含量的增加密切相关。此外,与未发酵枸杞汁相比,复合乳酸菌发酵也显著提高了枸杞汁的抑菌性能,增加了产品的贮藏稳定性。
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