黄浆水是传统豆制品(尤其是豆腐)制作过程中的主要副产品。在我国黄浆水产量巨大。除小部分黄浆水用于功能性物质的提取外,大部分黄浆水被当做工业废水排放。然而黄浆水中富含大量的营养及功能性物质,直接排放既浪费资源,难以实现可持续利用;又污染生态环境,增加治污成本。蛹虫草是一类营养价值丰富、食用安全的益生菌,且通过人工液体栽培得到的蛹虫草菌丝体与天然虫草营养价值相似。因此,本课题选用可以在黄浆水中生长良好的蛹虫草SN-18接种,研究了其对黄浆水发酵特性的影响以及发酵过程中营养和功能活性的变化,为其作为一种新型功能性食品提供一定的理论基础,从而实现黄浆水资源的充分利用。本文的主要研究结果如下:1.蛹虫草SN-18发酵黄浆水终点的确定通过测定发酵过程中pH值、菌体量、感官评价等指标确定蛹虫草的发酵终点。结果表明:随着发酵时间的延长,发酵液的pH值由5.94上升至7.35,菌丝体生物量逐步提高到13.01 g/100mL,从第6天开始两者趋于平稳,此时发酵黄浆水的外观、口感等感官指标达到最佳状态,因此,确定发酵终点为第6天。2.蛹虫草SN-18发酵对黄浆水营养特性的影响测定发酵前后的粗蛋白、粗脂肪、总糖、灰分,观察黄浆水中的一般营养成分情况,结果表明:每100 mL黄浆水中的灰分含量由0.39 g增加至0.49 g,粗蛋白由0.71 g下降至0.36 g,总糖含量由8.52 g降至1.48 g,而粗脂肪含量几乎没有变化,保持在0.38-0.39 g之间。测定发酵过程中还原糖、可溶性蛋白、大豆低聚糖的变化情况以及蛹虫草的富钙能力,结果表明:蛹虫草SN-18在发酵过程中,还原糖的含量先从1.54 mg/mL上升至12.02 mg/mL,随后持续下降至1.64 mg/mL。可溶性蛋白含量由1.4 mg/mL下降至0.96 mg/mL,大豆低聚糖(蔗糖、棉子糖和水苏糖)分别由6.82 mg/mL,1.52mg/mL和5.00mg/mL降至无法检出。另外,蛹虫草SN-18还能够富集黄浆水中过量的钙离子,形成有机钙促进人体钙质吸收,富集率为42.4%。3.蛹虫草SN-18发酵黄浆水大豆异黄酮组分及抗氧化活性变化测定不同溶剂(水和80%乙醇)提取的发酵前后黄浆水提取物中总酚和总黄酮含量变化,结果可得黄浆水乙醇提取物中的总酚由原先的8.07 mg GAE/g提高至28.14 mgGAE/g,总黄酮含量由原先的3.13mgrutin/g提高至14.75mgrutin/g。黄浆水水提物中的总酚由原先的9.74 mg GAE/g提高至15.7 mg GAE/g,总黄酮含量由原先的1.29 mg rutin/g提高至4.67 mg rutin/g。通过高效液相色谱的方法定性定量分析不同黄浆水样品中6种主要大豆异黄酮的变化情况,结果表明:发酵黄浆水中,游离型的苷元含量显著增加,尤其是80%乙醇提取物中,大豆苷元,黄豆黄素和染料木素分别增至7571.87 ± 329.12 μg/g,1372.58 ± 93.97 μg/g 和 4726.94 ± 126.99 μg/g,分别是原先黄浆水的20.5倍,16.5倍和18.7倍。而糖苷型的异黄酮含量显著减少,大豆苷,黄豆黄苷和染料木苷分别从 1161.13±38.12μg/g,330.72±14.59μg/g 和 1718.52± 57.98 μg/g下降至 450.19±32.45μg/g,111.09±27.75 μg/g 和 264.91 ±61.02 μg/g;水提物具有相似的变化趋势。采用ABTS自由基清除能力、亚铁离子还原力、还原潜力和金属离子螯合能力4个抗氧化模型,以及Fenton试剂作为损伤剂的DNA损伤模型,结果表明:由于80%乙醇能提取到黄浆水中更多的总酚和总黄酮类物质,因而具备更强的抗氧化活性和DNA损伤保护作用,同时蛹虫草SN-18的发酵作用将黄浆水中糖苷型大豆异黄酮转化为活性更高的苷元型大豆异黄酮,从而表现出更强的生理活性。4.蛹虫草SN-18发酵黄浆水对H202诱导的PC12细胞损伤的保护作用选取黄酮类物质提取更为充分的黄浆水乙醇提取物为材料,以H202损伤PC12细胞为模型,考察黄浆水发酵前后对损伤细胞的保护作用。结果表明:经MTT法测定,发酵前后的黄浆水乙醇提取物(E-USW/E-FSW)在25-1000μg/mL的浓度范围内对PC12细胞无毒性;建立600μMH202损伤的PC12细胞模型,E-FSW更能显著地提高细胞的存活率,且随浓度增大,保护作用增强,在1000 μg/mL时,存活率高达90.14%;倒置相差显微镜结果显示E-FSW能够使损伤细胞的形态基本恢复正常,保持细胞的完整性和良好的贴壁性,而E-USW只能恢复小部分的细胞形态;荧光显微镜观察结果显示E-FSW比E-USW更能使损伤细胞的比例减少,正常细胞的比例增多;E-FSW比E-USW更能保持细胞膜的完整性,从而降低损伤细胞培养液中的乳酸脱氢酶(LDH)酶活,LDH的释放量由损伤组的233.97%分别降至172.13%和198.36%;损伤细胞中存在抗氧化酶(GSH、SOD和CAT),E-FSW将抗氧化酶的含量由34.75μmol/g蛋白、2.17 μmol/g蛋白和0.8 U/mg蛋白分别提高至75.27 μmol/g蛋白、8.53μmol/g蛋白和2.17 U/mg蛋白,且呈现剂量依赖效应;流式细胞仪分析表明E-FSW比E-USW更能显著降低PC12细胞内的活性氧(ROS)水平和细胞凋亡率,ROS水平从损伤后的296.47%分别降至128.45%和169.51%,细胞的凋亡率由损伤组的53.11%分别降至16.57%和32.89%;细胞周期分析表明,E-FSW比E-USW更有助于缓解H202损伤导致的S期缩短和G2期延滞的现象,确保细胞有丝分裂顺利进行。以上结果皆表明:富含苷元型大豆异黄酮的E-FSW保护PC12细胞免受H202损伤的能力更强,蛹虫草SN-18的发酵过程显著提高了黄浆水的功能活性。