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富含γ-氨基丁酸葛根酵素发酵及其解酒功能的研究

刘加友  
【摘要】:酵素是一种由益生菌发酵果蔬而成的富含生物酶(脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶、超氧化物歧化酶)及多种小分子活性成分,具有抗衰老、增强免疫及平衡机体等作用的功能食品。日本和台湾对酵素的研究较早,我国对酵素的研究处于起步阶段,酵素的发酵机理、营养机制、行业规范等问题亟待解决。本论文以葛根为原料,以开发富含γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)的酵素新产品为目标,采用超声辅助发酵技术提高酵素发酵效率,探讨了葛根酵素在发酵过程中生物酶的活性、营养成分、风味成分的变化,并对其解酒醒酒的功能进行动物试验分析,为我国酵素行业健康发展提供理论依据。论文主要研究内容和结果如下:(1)高产GABA乳酸菌的筛选与鉴定。从自制泡菜中共分离出6株产GABA的乳酸菌,并对其中的3株高产菌株进行了鉴定,结果表明,3株菌株均为革兰氏阳性菌,16S rDNA序列分析法确定了H1菌呈长杆状,种属为Lactobacillus fermentum srain 6.1;H2菌呈短杆状,种属为Lactobacillu sparacasei strain T16;H6菌呈短杆状,种属为Lactobacillus plantarum strain 7-2。进一步对所筛选的3株乳酸菌进行混菌发酵试验,结果表明,混合乳酸菌发酵产GABA能力优于单菌发酵,当混合乳酸菌的比例为H2:H6=2:1时,发酵累积产GABA产量最大,黄酒酵母产GABA达到1.23 g/L。(2)超声辅助葛根酵素发酵技术研究。在超声波辅助发酵条件下,建立了以谷氨酸钠(MSG)添加量、初始pH、超声强度和超声时间为因变量,总酶(包括蛋白酶、脂肪酶、SOD酶)酶活和GABA浓度为目标值的回归模型。在接种量5.00%(混合乳酸菌∶酵母菌=3∶5),MSG添加量3.05%(质量比)、初始pH 5.53、超声强度0.15 w/cm3、超声时间87.72 min的最优条件下,总酶酶活和GABA分别达到1025.33 U/mL和3.64 g/L,比未施加超声发酵提高了125.56%和279.17%。(3)葛根酵素发酵前后营养与风味成分变化研究。采用HPLC、SPME-GC-MS等对葛根酵素中的营养成分和风味物质进行了分析,结果显示,发酵6 d的葛根酵素与葛根汁相比,葛根黄酮和必需氨基酸达到0.711 g/L、3403.54 ug/mL,分别提高63.82%、190.60%;葛根酵素发酵后,风味物质更为丰富,醇类和酯类化合物含量显著提高,分析确定苯乙醇、葵酸、辛酸乙酯为葛根酵素主要风味物质。(4)葛根酵素解酒功能的研究。以小鼠醉酒潜伏时间和醒酒时间为指标,考察了葛根酵素对醉酒的防醉和醒酒效果,结果显示葛根酵Ⅳ号的小鼠醉酒潜伏时间显著延长,醒酒时间缩短,防醉效果优于醒酒效果;以小鼠血液乙醇浓度为指标,初步研究了葛根酵素解酒机理,发现葛根酵素通过减缓胃肠吸收乙醇速度和加速乙醇降解代谢以降低机体血醇浓度,从而起到解酒防醉的功效。(5)葛根酵素的调配及稳定性研究。在单因素试验的基础上,将响应面设计法与感官模糊综合评价法相结合,对葛根酵素饮品的配方进行了探究,结果表明,在黄原胶添加量0.059%(质量比),pH为4.50,蔗糖添加量4.02%(质量比)的条件下,得到的葛根酵素饮品感官品质最佳,综合评分达到0.7414。


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