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枸杞是一类传统的药食同源食材,在国内外均引起了人们广泛的关注。天然的枸杞植株生长在干旱、寒冷的极端气候下,得天独厚的地理条件塑造了枸杞耐寒、耐盐碱、抗旱等生态特征,也赋予了浆果较高的食用及药用价值。枸杞中含有的多糖、多酚、生物碱等次级代谢产物,不仅是植物本身抵抗恶劣环境的内在因素,同时也具有理想的药理功效,如抗氧化、抗肿瘤、免疫调节等,与人们对补给营养和对追求健康的理念相吻合。然而,直接食用枸杞口感单一。发酵是一种安全的食物加工方式,适度的微生物降解有利于食物基质中小分子营养素及香气成分的释放。目前,国内外对枸杞的水提物的研究报道较少,在微生物辅助提升枸杞品质方面仍处于初期探索阶段,关于枸杞在人体胃肠消化进程中生物可利用度、生物可及性以及开发特色药食同源食材的可行性研究还未见报道。本文分别对红果枸杞(LB)与黑果枸杞(LR)采用水提法和短时发酵处理,研究乳酸菌发酵枸杞的可行性,并对其发酵特性及风味变化作出综合评价;通过非靶向代谢组学深度挖掘发酵过程中两类枸杞汁的物质转化规律;进一步借助静态及动态仿生胃肠消化模型和体外结肠发酵,研究发酵枸杞汁在胃肠消化过程中酚类化合物释放情况以及肠道益生活性,对比分析四种枸杞汁的不同消化行为及对肠道健康的潜在影响。研究结果如下:1.红果枸杞与黑果枸杞发酵特性研究以红果及黑果枸杞为研究对象,利用筛选得到的21株乳酸菌对其进行适度的微生物发酵.通过测定发酵前后植物化学成分浓度(总酚、总黄酮、总花色苷)、清除氧化自由基能力(ABTS、DPPH)、颜色及指纹图谱变化,对比分析了两种枸杞汁在不同乳酸菌作用下的发酵特性。结果表明,大多数菌株能够较好的适应食物基质,利用枸杞汁中的碳水化合物等进行生命代谢活动。发酵后的枸杞汁颜色更加鲜亮、酚类化合物浓度及抗氧化活性被普遍提升。经Lactobacillus pingfangensis 8,L.fermentum S-A、15,L.delbruckii subsp.bulgaricus GD-A1 及L.pentosus L17、3、6、1 1、13、GD-A3、GD-3A,L.paracasei subsp.tolerans S-NA、S-NB 这 13 株乳杆菌发酵的 16种枸杞汁具有优良的发酵特性。黑果枸杞汁较红果枸杞汁相比,发酵前后均显示出较高的酚类化合物含量及抗氧化水平。2.不同类型乳酸菌枸杞汁风味特性研究在前期研究基础上筛选得到16种具有良好发酵特性的枸杞汁,利用电子鼻和电子舌对枸杞汁中的挥发性气体和口感进行评价。结果显示,发酵前后风味特性存在显著差异。随后通过顶空-固相微萃取结合气/质联用(HS-SPME-GC/MS)进一步定性定量分析挥发性化合物。结果表明,在红果枸杞与黑果枸杞发酵液中分别检测到71和46种挥发性化合物,且不同发酵样的特征性香气成分各有差异。综合电子鼻分析结果得出 L.fermentum S-A、L.pentosus L17、L.paracasei subsp.tolerans S-NA和S-NB 发酵的5种枸杞汁风味特性较为优良。最后基于模糊数学综合评判获得感官得分较高且风味最为独特的L.fermentum S-A枸杞汁。3.不同类型枸杞非靶向代谢组学研究通过对不同乳酸菌发酵枸杞汁的营养价值和风味特性的宏观评价,得到两种品质较优的L.fermentum S-A枸杞汁。借助非靶向代谢组学的研究手段进一步挖掘发酵过程中活性成分的代谢情况,对比分析枸杞经乳酸菌发酵前后的微观水平的具体差异。结果显示,与不发酵的枸杞汁相比,发酵后的枸杞汁代谢物种类及丰富显著提升,且黑果枸杞发酵前后的代谢物数量均多于红果枸杞。大多数代谢物作为营养成分可参与人体细胞内的PPAR信号转导通路,其它成分如黄酮类、亚油酸、苯丙素类等物质的生物合成进一步丰富了枸杞果实功能性植物次生代谢产物。与未发酵的样本相比,L.fermentum S-A发酵过程中产生的D-甘露糖基-L-鼠李糖基-D-半乳糖-1-二磷脂、龙脑苷A、香荚兰乙酮、斑鸠菊门苦素、香科素等化合物可能是潜在的生物标志物。4.不同类型枸杞胃肠消化特性及益生活性研究借助静态及动态体外仿生胃肠消化模型和体外模拟结肠发酵,评估了发酵前后的红果及黑果枸杞在胃肠消化进程中的植物化学成分的归宿和抗氧化能力的变化规律.消化结果显示,酚类化合物浓度随着时间变化不显著,可能由于不同pH值模拟液的稀释作用,使得植物化学成分浓度和清除自由基能力降低。但经过发酵处理的枸杞汁与不发酵的样本相比,仍具有相当的酚类化合物含量及抗氧化水平,可以到达结肠部位被肠道菌群重新利用。利用LEfSe分析在属平水下得到26个差异显著的特征微生物,其中LR-S-A与其他消化样相比,物种丰富度最高。包括Barnesiella、Bifidobacterium、RuminococcaceaeUCG013、Ruminococcus2 等 15 种优势菌株,在维持肠道稳态,促进机体健康等方面具有潜在的生物学意义。