植物乳杆菌发酵芦笋汁的研究

论文摘要

芦笋（Asparagus officinalis L.）是百合科天门冬属植物,富含多糖、皂苷、黄酮、氨基酸、膳食纤维、维生素和矿物质等营养成分,具有较高的食用价值。目前,对芦笋的研究停留在芦笋成分的分离纯化和测定上,而关于利用生物发酵技术提升芦笋营养与功能的研究很少。乳酸菌在保护及提高果蔬汁的营养价值、感官风味、以及贮藏安全等方面发挥了重要作用。本研究通过预处理制备芦笋汁,采用不同植物乳杆菌发酵芦笋汁,优化植物乳杆菌S7发酵芦笋汁的制备条件,分析发酵芦笋汁的风味物质及生物功能。主要研究内容如下:（1）芦笋汁制备条件研究。对绿芦笋段进行热烫处理,对芦笋泥进行水浴、微波、超声波Ⅰ和超声波Ⅱ共4种榨汁处理,最后对芦笋汁进行巴氏杀菌处理。结果表明,最佳的热烫条件为95℃热烫1min,使芦笋汁护色效果最佳,同时对芦笋汁中各成分损失较少,此时芦笋汁中色度a值为-2.853,黄酮含量为0.392 mg/g、皂苷含量为38.259 mg/g、还原糖含量为7.267 mg/g和游离氨基酸含量为8.262 mg/g;最佳榨汁处理方式为超声波Ⅱ处理,即60℃、50 W超声波处理30min,提高了芦笋汁中各成分含量,此时芦笋汁中黄酮含量0.499 mg/g,皂苷含量38.307 mg/g,还原糖含量8.383 mg/g,游离氨基酸含量8.374 mg/g;最佳杀菌条件为90℃巴氏杀菌15 min,此时芦笋汁中菌落总数、大肠菌群、霉菌和酵母菌均未检测出。（2）不同植物乳杆菌对芦笋汁成分的影响研究。基于本实验室筛选获得的11株植物乳杆菌于30 ℃发酵芦笋汁18h过程发现,11株植物乳杆菌均能在芦笋汁中良好生长,植物乳杆菌的最大活菌数介于108-109CFU/mL之间,最低pH值介于3.00-3.20之间,最终总酸含量介于6.30-9.27 g/kg之间,表明植物乳杆菌均能很好在芦笋汁中生长发酵;11株植物乳杆菌发酵芦笋汁中有机酸含量具有显著变化（P<0.05）,乳酸含量快速增加,草酸含量呈快速减少和缓慢增加2类变化趋势,酒石酸呈增加和减少2类变化趋势,苹果酸和抗坏血酸含量快速减少,柠檬酸含量波动性变化,琥珀酸含量呈现先增加后趋于稳定和先增加后减少2类变化趋势,乙酸含量先增加后减少。表明有机酸含量的变化规律能够将11株植物乳杆菌分离;11株植物乳杆菌发酵芦笋汁中活性成分的变化规律:还原糖、多糖、皂苷和游离氨基酸含量快速减少,而黄酮含量先增加后减少,最终还原糖含量介于0.653-2.461 mg/g之间,多糖含量介于1.626-7.561 mg/g之间,皂苷含量介于5.774-9.218 mg/g之间,游离氨基酸含量介于6.123-6.688mg/g之间（除了 S7外）;植物乳杆菌S7发酵芦笋汁中皂苷、黄酮和游离氨基酸活性成分含量显著高于其他发酵芦笋汁（P<0.05）,分别为9.218mg/g、0.613 mg/g 和 7.499 mg/g。（3）植物乳杆菌S7发酵芦笋汁制备条件优化。通过Plackett-Burman试验筛选出料液比、乳清粉添加量和糖添加量3个发酵芦笋汁显著因素并通过Box-Behnken试验,确定最佳芦笋汁发酵条件:料液比为1:1,乳清粉添加量为1.59g/100g,糖添加量为4.00g/100g,在此条件下S7发酵芦笋汁中黄酮含量1.12 mg/g、皂苷含量19.67 mg/g、活菌数7.21×109 CFU/mL、感官评分94.00。对发酵芦笋汁的稳定剂配比进行Box-Behnken试验,确定最佳稳定剂添加量:黄原胶添加量为0.25 g/kg,卡拉胶添加量为0.14 g/kg,果胶添加量为1.27 g/kg,在此条件下的发酵芦笋汁的离心沉淀率为8.51%。（4）植物乳杆菌S7发酵芦笋汁成分及功能分析。S7发酵芦笋汁的理化指标:可溶性固形物含量11.383%、总酸含量5.646 g/kg、还原糖含量3.887 mg/g、皂苷含量19.675 mg/g、黄酮含量1.142mg/g、游离氨基酸含量8.713mg/g。采用固相微萃取和GC-MS联合方法测定芦笋汁中风味物质,发现鲜芦笋汁、自然发酵芦笋汁和植物乳杆菌S7发酵芦笋汁中分别检测出风味物质41种、45种和33种,共88种;相对含量分别为94.58%、95.00%和94.25%。植物乳杆菌S7发酵使芦笋汁中酮类、酸类和其他风味物质增加,酯类和烃类风味物质减少,醇类和醛类风味物质无显著性差异。S7发酵芦笋汁的总抗氧化能力1.133、羟自由基清除率89.14%、胆固醇胶束溶解度抑制率95.29%、亚硝酸盐清除率69.14%和亚硝胺合成阻断率76.19%显著高于自然发酵芦笋汁和鲜芦笋汁,而总还原力0.432显著低于自然发酵芦笋汁和鲜芦笋汁,表明植物乳杆菌S7发酵改善了芦笋汁的抗氧化、降胆固醇、清除亚硝酸盐和清除亚硝胺能力。

论文目录

摘要

Abstract

第一章综述

1 芦笋简介

1.1 芦笋的活性成分

1.2 芦笋的生物功能

1.3 芦笋开发现状

2 乳酸菌发酵果蔬汁

2.1 乳酸菌

2.2 乳酸菌在发酵果蔬汁中应用

2.3 乳酸菌发酵果蔬汁功能特性

3 研究目的意义和主要内容

3.1 研究的目的意义

3.2 研究的主要内容

第二章芦笋汁制备条件研究

1 试验材料

1.1 主要试剂与材料

1.2 主要仪器与设备

2 试验方法

2.1 芦笋汁的制备

2.2 不同热烫处理

2.3 不同榨汁处理

2.4 不同杀菌处理

2.5 色度a值的测定

2.6 黄酮的测定

2.7 皂苷的测定

2.8 游离氨基酸的测定

2.9 还原糖的测定

2.10 菌落总数的测定

2.11 大肠菌群的测定

2.12 霉菌和酵母菌的测定

2.13 数据处理与统计分析

3 结果与分析

3.1 热烫处理对芦笋汁色度a值的影响

3.2 热烫处理对芦笋汁中黄酮的影响

3.3 热烫处理对芦笋汁中皂苷含量的影响

3.4 热烫处理对芦笋汁中还原糖的影响

3.5 热烫处理对芦笋汁中游离氨基酸的影响

3.6 榨汁处理方式对芦笋汁成分的影响

3.7 杀菌处理对芦笋汁中微生物活菌数的影响

4 本章小结

第三章不同植物乳杆菌对发酵芦笋汁成分的影响研究

1 试验材料

1.1 主要试剂与材料

1.2 主要仪器与设备

1.3 主要菌株

2 试验方法

2.1 发酵芦笋汁的制备

2.2 菌株活化与培养

2.3 生长曲线的测定

2.4 乳酸菌的测定

2.5 pH值的测定

2.6 总酸的测定

2.7 有机酸的测定

2.8 还原糖的测定

2.9 多糖的测定

2.10 皂苷的测定

2.11 黄酮的测定

2.12 游离氨基酸的测定

2.13 数据处理与统计分析

3 结果与分析

3.1 不同植物乳杆菌在芦笋汁中发酵特性分析

3.2 不同植物乳杆菌发酵芦笋汁中有机酸的变化

3.3 不同植物乳杆菌发酵芦笋汁中还原糖的变化

3.4 不同植物乳杆菌发酵芦笋汁中多糖的变化

3.5 不同植物乳杆菌发酵芦笋汁中皂苷的变化

3.6 不同植物乳杆菌发酵芦笋汁中黄酮的变化

3.7 不同植物乳杆菌发酵芦笋汁中游离氨基酸的变化

4 本章小结

第四章植物乳杆菌S7发酵芦笋汁制备条件优化

1 试验材料

1.1 主要试剂与材料

1.2 主要仪器与设备

2 试验方法

2.1 发酵芦笋汁制备流程

2.2 发酵芦笋汁的Plackett-Burman试验设计

2.3 发酵芦笋汁的Box-Behnken试验设计

2.4 稳定剂添加量的Box-Behnken试验设计

2.5 黄酮的测定

2.6 皂苷的测定

2.7 乳酸菌的测定

2.8 感官评价

2.9 离心沉淀率的测定

2.10 数据处理与统计分析

3 结果与分析

3.1 发酵芦笋汁显著因素筛选

3.2 Box-Behnken试验优化芦笋汁发酵条件

3.3 Box-Behnken试验优化发酵芦笋汁稳定剂配比

4 本章小结

第五章植物乳杆菌S7发酵芦笋汁成分及功能分析

1 试验材料

1.1 主要试剂与材料

1.2 主要仪器与设备

2 试验方法

2.1 发酵芦笋汁制备

2.2 可溶性固形物的测定

2.3 黄酮的测定

2.4 皂苷的测定

2.5 游离氨基酸的测定

2.6 还原糖的测定

2.7 风味物质的测定

2.8 总抗氧化能力的测定

2.9 羟自由基（·OH）清除能力的测定

2.10 总还原力的测定

2.11 发酵芦笋饮料降胆固醇能力的测定

2.12 亚硝酸盐清除能力的测定

2.13 亚硝胺清除能力的测定

2.14 数据处理与统计分析

3 结果与分析

3.1 S7发酵芦笋汁的理化指标分析

3.2 S7发酵芦笋汁中风味物质分析

3.3 S7发酵芦笋汁的生物功能分析

4 本章小结

全文结论

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 许志美

导师: 鲁茂林

关键词: 芦笋汁,植物乳杆菌,发酵条件,风味物质,生物功能

来源: 扬州大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,一般化学工业,轻工业手工业,轻工业手工业

单位: 扬州大学

分类号: TS255.44;TQ920.1

DOI: 10.27441/d.cnki.gyzdu.2019.000776

总页数: 88

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