麦麸是小麦制粉过程中形成的副产物,主要由皮层和部分糊粉层构成,富含纤维素、半纤维素等成分,还含有0.4-0.7%的阿魏酸,且多以共价键的形式与细胞壁多糖连接。因而麦麸可作为制备膳食纤维(Dietary Fibre, DF)和阿魏酰低聚糖(Feruloyl oligosaccharides, FOs)的原料。本研究以麦麸为原料,采用食药用真菌发酵法制备膳食纤维和FOs。通过比较食药用真菌在麦麸培养基中的生长特性、产酶情况及生成膳食纤维和FOs产量,筛选得发酵菌株；研究培养基成分及发酵条件对发酵菌株生成膳食纤维、FOs和胞外酶的影响,确定产酶诱导物及最佳发酵条件；比较不同发酵条件下菌株产酶情况,揭示发酵法制备膳食纤维和FOs的机理；通过乙醇沉淀和大孔树脂吸附及柱层析法对FOs分离纯化,采用气相色谱、液相色谱、红外和质谱等方法鉴定FOs的组成及结构；比较发酵前后不溶性膳食纤维(Insoluble dirtary fibre, IDF)的物理特性,不同来源的可溶性膳食纤维(Soluble dietary fibre, SDF)和不同结构的FOs抗氧化、抗肿瘤及其对肠道微生物作用。主要研究结果如下：1、比较了平菇、灵芝、荼薪菇等食药用真菌在麦麸培养基中生长、产酶及生成膳食纤维和FOs的情况。结果发现,茶薪菇适于发酵法制备膳食纤维和FOs,经该菌发酵后膳食纤维含量达68.49%,其中含有19.24%的SDF, FOs产量为35.4μM。比较了各菌株在麦麸培养基和PDA培养基中的生长速度,结果表明：食药用真菌在麦麸培养基中的生长情况优于PDA培养基,其中以猴头菇和平菇最明显。测定各菌株在麦麸培养基中的产酶情况可知,各菌均能生成淀粉酶、蛋白酶、纤维素C1酶和木聚糖酶等,其中猴头菇亦可生成阿魏酸酯酶；酶活测定结果显示发酵过程中茶薪菇生成淀粉酶、蛋白酶和纤维素C1酶和木聚糖酶活性高于其他菌株。膳食纤维和FOs产量与纤维素酶和木聚糖酶的相关性分析表明,膳食纤维产量与β-葡萄糖苷酶活性负相关(r=-0.71),FOs产量与木聚糖酶活性正相关(r=0.912)。2、比较了氮源和无机盐种类对茶薪菇发酵后膳食纤维品质(SDF/(SDF+IDF))的影响,由结果得知：酵母膏、MgSO4·7H2O和VB1与膳食纤维品质显著正相关。采用D-Optimal实验设计方法研究了上述三基质组分添加量对膳食纤维品质的影响,结果表明：随酵母膏、MgSO4·7H2O和VB1添加量的增大,膳食纤维品质先上升后下降,当三基质组分浓度分别为2.50g/L、1.10g/L和0.14g/L时,发酵后膳食纤维品质最好,SDF占总膳食纤维的22.3%。研究了发酵条件对茶薪菇发酵后膳食纤维品质的影响,结果显示,装液量、pH值、接种量和发酵温度与发酵时间均显著影响膳食纤维品质,其中装液量对膳食纤维品质影响呈负效应；pH值和接种量对膳食纤维品质的影响趋势相似,随pH值和接种量的增大,膳食纤维品质先上升后下降最后变化迟缓；发酵温度的升高和发酵时间的延长使膳食纤维品质先上升后下降。茶薪菇最佳发酵条件为：发酵温度25℃、装液量60 mL、pH值5.5、接种量12%和发酵时间6 d,在该条件下获得的膳食纤维中含有24.83%的SDF。比较了培养基及发酵条件对茶薪菇产酶的影响,结果表明在优化的培养基及发酵条件下,茶薪菇生成淀粉酶、蛋白酶和纤维素cl酶的活性均显著高于其他培养基及发酵条件,在发酵4 d,淀粉酶分别提高了30%和20%,蛋白酶提高了20%和27%,纤维素cl酶提高了45%。3、考察了碳源、氮源和金属离子及表面活性剂种类对茶薪菇生成FOs和木聚糖酶的影响,由结果得知：在麦麸培养基中添加10g/L的葡萄糖、10g/L的乳糖和1g/L的蛋白胨,可促进茶薪菇木聚糖酶的合成,超出上述浓度则抑制荼薪菇木聚糖酶的合成。在设定范围内,FOs产量随葡萄糖和乳糖添加量的增加而增大,采用Taguchi OA实验,以木聚糖酶和FOs产量为指标,经Design Expert软件分析得,荼薪菇发酵制备FOs的最佳培养基组成为：在50g/L的麦麸处理液中添加15g/L的葡萄糖和乳糖及1g/L的蛋白胨,该培养基组成下,FOs产量和木聚糖酶活达最大值,分别为0.335mM和1.27 U/mL。发酵条件中摇瓶装液量、发酵时间对茶薪菇生成木聚糖酶影响显著,随装液量增加,木聚糖酶活性先上升后下降,发酵时间的延长使木聚糖酶活性先升高后趋于平缓。摇瓶装液量对FOs产量影响呈负相关,FOs产量随pH值升高、接种量增大和发酵时间的延长先增加后减少。经Design Expert软件分析确定茶薪菇发酵制备FOs的最佳发酵条件为：摇瓶装液量90 mL、接种量12%、pH5.5、发酵时间6 d,在该条件下,FOs产量为0.428 mM。麦麸纤维结构观察结果显示,发酵后麦麸纤维纵向及横向结构断裂,表层出现褶皱,出现溶解现象,部分结构脱离纤维主体。4、采用乙醇沉淀、Amberlite XAD-2树脂吸附和葡聚糖LH-20分离纯化FOs,并对其结构进行解析,结果表明：乙醇浓度大于50%时,可析出FOs,60-90%乙醇析出的FOs对乳酸菌增值效果最佳；再经Amberlite XAD-2树脂吸附和葡聚糖LH-20分离得FOs-1、FOs-2和FOs-3三组分,单糖组成及结构分析表明FOs由木糖、阿拉伯糖和阿魏酸组成,且三组分为不同聚合度的FOs,其中组分FOS-1聚合度为3-6,FOs-2中含有聚合度为2-3的阿魏酰低聚木糖和阿魏酰阿拉伯糖基木糖,FOs-3组分中含有阿魏酰阿拉伯糖和阿魏酰阿拉伯糖基木三糖。5、茶薪菇发酵后IDF的持水力、溶胀性和持油力分别比发酵前提高8.85%、23.13%和15.21%,吸附胆酸钠、脱氧胆酸钠和牛磺胆酸钠的能力均比发酵前提高10%以上。SDF和FOs对DPPH自由基抑制率均大于60%,对羟自由基抑制率均达80%以上；FOs总还原能力高于SDF。可见,SDF和FOs均具有较强的抗氧化能力。SDF和FOs对乳酸菌具有显著增值作用,其中以FOs-2组分和发酵上清液中提取的SDF效果最好。FOs-2组分可抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长,发酵上清液中提取的SDF可抑制大肠杆菌的生长。采用MTT法检验了SDF和FOs对人结肠癌细胞株HCT-116的抗肿瘤活性,结果表明,两种物质对肿瘤细胞均有抑制作用,且FOs的抑制效果优于SDF,并以FOs-1组分效果最好。当其浓度为1 mg/mL时,抑制率可达54.7%。发酵法制得的SDF对肿瘤细胞的抑制效果显著高于麦麸原样中提取的SDF,浓度为1 mg/mL时,抑制率可达45%。对给药后的肿瘤细胞进行可见光形态学观察后发现,结肠癌细胞株给药后出现贴壁减少、细胞变圆、浮起等现象。