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魔芋葡甘露聚糖(Konjac glucomannan,KGM)是一种线形非离子型高分子功能性多糖,具有多种对人体有益的生理功能。但因其分子量大、易溶胀、粘度高、不能消化吸收等缺点,作为功能性食品,直接食用 KGM的营养效果较差。葡甘露低聚糖(Konjac mannoligosaccharides,KMOS)分子量小、粘度低、易于益生菌吸收利用,可采用物理、化学和生物等方法由KGM制备,有利于KGM营养价值的充分发挥。红茶菌是一种传统的发酵型酸性茶饮料,具有多种保健作用。目前已有许多关于红茶菌发酵工艺的研究,新风味红茶菌近年来成为研究热点。红茶菌与 KMOS结合可以增加红茶菌液中寡糖的含量,增强红茶菌的保健作用,充分发挥KGM的营养价值。 根据基因cel9C的序列设计上下游引物,分别引入酶切位点BamH I和Sma I,以质粒pET28a-cel9C为模板,PCR扩增得到长约2.0 kb的基因cel9C片段。利用基因cel9C片段和载体 pESP-2-2构建重组质粒 pESP-cel9C,并用重组质粒转化大肠杆菌(Escherichia coli) TOP10菌株。从重组菌株中提取质粒pESP-cel9C,用BamH I和Sma I双酶切处理,结果表明质粒pESP-cel9C构建成功。利用质粒pESP-cel9C转化粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)yAS56菌株,在EMM+U选择性平板上形成12株酵母转化子。刚果红染色结果表明,基因cel9C在全部12株酵母转化子中得到有功能活性的表达;SDS-PAGE结果显示,重组β-葡聚糖酶为融合蛋白,其分子量约为99 kDa。DNS法测定酵母转化子胞内β-葡聚糖酶活力结果显示,10号酵母转化子的胞内β-葡聚糖酶活力最高,为169.5 U/mL。将10号酵母转化子命名为S. pombeyAS56(pESP-cel9C)工程菌株,并用其研究魔芋红茶菌的发酵工艺。 汉逊氏葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter hansenii CGMCC1671)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae CGMCC1670)和酵母工程菌株混合接种发酵红茶菌,研究红茶菌发酵过程中微生物生长及产酸的情况。试验结果显示,混合接种具有良好的红茶菌发酵能力,同时发现在糖茶水培养基中添加魔芋精粉可以促进葡糖酸醋杆菌和酿酒酵母细胞增殖,加快葡糖酸醋杆菌的生长速度,缩短葡糖酸醋杆菌和酿酒酵母的稳定期时长,加快红茶菌液有机酸的积累速度。 利用单因素试验考察发酵时间、绿茶浓度、蔗糖浓度、魔芋精粉浓度、接种量、酿酒酵母/酵母工程菌和装液量等7个因素对红茶菌液总酸的影响,结果显示发酵时间、茶叶浓度、接种量、装液量等4个因素对红茶菌液总酸的影响较大。根据单因素试验结果,确定各因素的最适水平为:发酵时间96 h、绿茶浓度0.4%、蔗糖浓度6%、魔芋精粉浓度0.2%、接种量10%、酿酒酵母/酵母工程菌=0.5、装液量100 mL。 利用部分因子析因试验设计,从7个因素中筛选出2个影响红茶菌液总酸的显著因素:装液量和发酵时间。采用中心组合试验设计优化魔芋红茶菌的发酵条件,优化结果为:发酵时间124 h、绿茶浓度0.4%、蔗糖浓度7.5%、魔芋精粉浓度0.25%、接种量10%、酿酒酵母/酵母工程菌=0.5、装液量98.7 mL。在此条件下,得到魔芋红茶菌液总酸的最大值为(27.88±0.26) g/kg,较对照组提高41.45%。本研究结果表明,利用酵母工程菌和魔芋精粉发酵制备魔芋红茶菌具有可行性。