【摘 要】
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沙棘多酚含量丰富、种类多样,但其存在形式难以被机体吸收。乳酸菌β-葡萄糖苷酶可将多酚物质从分子量大、渗透性差的糖苷形式有效转化为易被机体吸收的小分子苷元形式。因此全面了解乳酸菌发酵沙棘时多酚变化规律、确定乳酸菌β-葡萄糖苷酶与沙棘多酚的相互作用关系将对提高多酚生物利用率至关重要。本课题探究了宁夏浆水中微生物结构及细菌多样性,并从中分离出高产β-葡萄糖苷酶且耐酸性较强的优势乳酸菌应用于沙棘汁的发酵,
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沙棘多酚含量丰富、种类多样,但其存在形式难以被机体吸收。乳酸菌β-葡萄糖苷酶可将多酚物质从分子量大、渗透性差的糖苷形式有效转化为易被机体吸收的小分子苷元形式。因此全面了解乳酸菌发酵沙棘时多酚变化规律、确定乳酸菌β-葡萄糖苷酶与沙棘多酚的相互作用关系将对提高多酚生物利用率至关重要。本课题探究了宁夏浆水中微生物结构及细菌多样性,并从中分离出高产β-葡萄糖苷酶且耐酸性较强的优势乳酸菌应用于沙棘汁的发酵,以最佳工艺发酵沙棘汁探究不同发酵阶段沙棘汁的生化特性,研究发酵过程中总酚、各类多酚代谢物的变化规律,并对乳酸菌β-葡萄糖苷酶活性与关键沙棘多酚差异代谢物建立数学响应模型。本课题结果为乳酸菌β-葡萄糖苷酶与沙棘多酚作用关系提供可观的理论依据,同时为提高沙棘多酚利用率的相关研究提供一定的科学参考。具体研究如下:1.MIDI微生物鉴定系统结合Illumina Novaseq技术分析宁夏浆水中微生物结构组成及细菌多样性。结果表明:宁夏浆水中细菌占比最高（85%）,革兰氏阳性菌含量高于革兰氏阴性菌。其次为真菌占比（10%）,而放线菌、AM真菌、真核生物占比极低（6%）。厚壁菌门及变形菌门为浆水细菌中的优势菌门,乳杆菌属为其优势菌属,各浆水样本中存在条件致病菌但比例较小,不同地区、不同发酵时间的浆水样品细菌群落差异不显著（P＞0.05）。2.分离宁夏浆水乳酸菌并筛选高产β-葡萄糖苷酶的乳酸菌用于沙棘汁发酵。使用纯培养的方法从宁夏浆水中分离出254株乳酸菌,其中有181株乳酸菌高产β-葡萄糖苷酶,进一步进行耐酸性实验共获得4株菌株,经分子生物学鉴定得到:植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）YHG1-155、YHG2-137、WHL1-2,发酵乳杆菌（Lactobacillus fermentum）YHG2-154。4 株菌株生长状态较为相似。综合比较以上数据,择优选择YHG1-155进行后续发酵实验。3.以感官评价为指标,采用单因素实验、Plackett-Burman试验设计及响应面优化实验对YHG1-155发酵沙棘汁的工艺进行优化,发酵的最佳工艺:发酵时间10 d、料水比1:4,发酵温度为30.0℃,接种量为3.0%,白糖添加量为6.0%。该发酵工艺下,菌株YHG1-155始终能够保持较高的活力,发酵过程中pH值变化范围较小（2.79-2.90）,有机酸含量变化趋势不同,抗氧化指标ABTS+自由基清除能力及DPPH·自由基清除能力相较于发酵前有所增加。4.乳酸菌β-葡萄糖苷酶与发酵沙棘多酚转化关系研究。通过Folin-Ciocalteau法及UPLC-MS/MS技术研究乳酸菌发酵沙棘汁中多酚类物质的代谢变化。结果显示,发酵前后沙棘总酚含量变化明显。多酚类代谢物在不同发酵阶段变化极为复杂,其中酚酸、黄酮类化合物差异代谢物在沙棘多酚种类中占主导地位,而鞣质、木脂素和香豆素、茋类差异代谢物种类较少。发酵0 d-2 d、2 d-4 d、4 d-8 d分别是酚酸、黄酮、鞣质差异代谢物变化最显著的时间段。代谢途径、苯丙烷代谢及黄酮与黄酮醇的生物合成3条通路在沙棘多酚代谢过程中富集显著（P＜0.005）。采用p-NPG法测定发酵过程乳酸菌β-葡萄糖苷酶活性变化趋势,结果表明酶活性与YHG1-155活菌数变化密切相关。利用主成分分析将10种关键多酚代谢物与乳酸菌β-葡萄糖苷酶活性进行相关性分析,建立二者的响应模型:F=0.649X4-0.377X20+0.525X33（F:乳酸菌β-葡萄糖苷酶活性,X4、X20、X33分别代表多酚代谢物2-苯乙醇、芹菜素、牡荆素-2"-O-葡萄糖苷含量）。
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