乳酸菌发酵梨汁的品质变化及其代谢途径分析

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yh__nn
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
雪花梨和安梨中含有丰富的可溶性糖、有机酸、氨基酸和矿物质等营养物质,具有润肺止咳、润肠通便等功效;但由于产量高,各种类.梨果涌入市场,导致雪花梨价格持续下跌。此外,安梨果实酸度高,不适于鲜食,而且其品质与营养价值会随着储藏时间的延长而显著降低。为了充分利用梨果资源,开发其高附加值产品,采用益生菌发酵是梨果资源精深加工中不可或缺的一种加工方式。乳酸菌作为益生菌最具代表的菌属,能够提高果汁的营养、风味及益生特性。因此,本文采用3株不同的乳酸菌发酵雪花梨汁,分析发酵前后的营养成分、抗氧化能力及挥发性风味物质的变化。采用最优的乳酸菌发酵雪花梨汁与安梨汁混合的复合梨汁,确定其最佳发酵工艺条件,并阐明发酵过程中乳酸菌对复合梨汁的营养成分、抗氧化能力和挥发性风味物质的影响。同时,对发酵过程中的复合梨汁进行代谢组学分析,阐明梨汁发酵前后的差异代谢物及重要代谢通路,明确了重要代谢物的形成路径,为乳酸菌发酵复合梨汁的生产工艺及代谢途径提供了理论依据。本文的主要结果如下:1.以雪花梨汁为原料,采用干酪乳杆菌Y5-2b casei Y5-2b)、植物乳杆菌 C17(Lactobpacillus lantarum C17)和嗜酸乳杆菌 CH-2(Lactobacillus acidophilus CH-2)这3株乳酸菌分别发酵雪花梨汁,对其理化指标和抗氧化活性进行分析,并采用HPLC和GC-IMS分别对其可溶性糖、有机酸、酚类物质和挥发性化合物进行分析。结果表明:3株乳酸菌均能在雪花梨汁中进行良好的生长代谢,且Y5-2b和C17的增殖代谢表现优于CH-2,在发酵20h时活菌数达到稳定。经乳酸菌发酵后,雪花梨汁的抗氧化活性显著升高(P<0.05),果糖、葡萄糖、蔗糖含量降低,苹果酸、柠檬酸在Y5-2b和C17发酵作用下含量显著降低(P<0.05);不同乳酸菌发酵对雪花梨汁的酚类物质含量变化具有不同的影响,以熊果苷、儿茶素、芦丁含量变化为主;熊果苷含量在CH-2发酵作用下呈现下降,儿茶素含量在C17和CH-2发酵作用下分别呈下降和升高现象,芦丁含量在发酵后均升高。从未发酵的雪花梨汁及3株菌发酵的雪花梨汁样品中共鉴定出44种香气成分,其中3-羟基-2-丁酮、正丁醛、丁酸等具有果香的挥发物质在发酵后含量增加。结果表明乳酸菌发酵赋予梨汁丰富的营养物质、风味和较高的抗氧化活性。2.采用雪花梨汁与安梨汁复配制备复合梨汁,依据总酚、总黄酮含量及活菌数变化为指标确定配比为7:3,采用干酪乳杆菌Y5-2b发酵复合梨汁,优化发酵最适条件:发酵时间为28 h、发酵温度为36℃和初始接菌量5%(7.0 lg CFU/mL)。以Y5-2b发酵过程中的复合梨汁为研究对象,对其理化指标和抗氧化活性进行分析,并采用HPLC和SPME-GC-MS分别对其营养物质和香气成分进行研究。结果表明,复合梨汁的有机酸随着发酵的进行呈现先降低后升高的现象,而糖和总酚含量先升高后降低,总黄酮含量呈现上升趋势。对发酵复合梨汁中的酚类物质进行测定,结果表明发酵复合梨汁中含量较高的酚类物质为绿原酸、表儿茶素、熊果苷、儿茶素、芦丁,而原儿茶酸、咖啡酸和没食子酸含量相对较少;它们的含量会随着发酵的进行呈现不同的变化。在整个复合梨汁发酵过程中共鉴定出74种挥发性物质,包括醇类21种、酯类16种、醛类10种、酮类8种、酸类7种;其中,醛类、酸类和酮类的相对含量随着发酵时间的延长而逐渐升高,醇类物质先降低后升高,酯类含量先升高后降低;发酵后期其总挥发物质含量升高,主要表现在(E)-2-辛烯-1-醇、香叶醇、正癸醛、壬醛、辛酸、癸酸、麦芽酚等具有果香和花香的挥发物质增多;表明乳酸菌发酵对复合梨汁的风味物质形成起到了积极作用。3.采用UPLC-MS/MS对发酵过程中复合梨汁的代谢物进行了分析,以揭示复合梨汁发酵中的重要代谢途径及代谢物形成路径。结果表明:复合梨汁发酵过程中共鉴定出978种代谢物,其中正离子模式下592个,负离子模式下386个。PCA和OPLS-DA结果显示不同发酵时间的复合梨汁样本分离趋势明显,表明它们的代谢物种类及含量存在明显差异。基于HMDB数据库将复合梨汁发酵过程中的代谢物分为11大类:脂质和类脂分子261种、有机氧化物1 16种、有机酸及其衍生物110种、有机杂环化合物80种、苯环型化合物74种、苯基丙类化合物和聚酮类化合物35种、核苷、核苷酸及类似物18种、有机氮化合物10种、生物碱及其衍生物3种。依据OPLS-DA分析对0hvs7h、7h vs 14h、14hvs21h、21hvs28h四组的代谢物进行筛选,共有54种差异代谢物。依据差异代谢物筛选出复合梨汁发酵过程中的重要代谢通路,即氨基酸代谢、有机酸代谢、酚类物质合成、糖代谢;其中参与代谢途径的重要差异代谢物为精氨酸、脯氨酸、5-氨基戊酸、4-(谷氨酰胺)丁酸、谷氨酰胺、DL-2-氨基己二酸、苹果酸、绿原酸、儿茶素、UDP-葡萄糖、CDP-葡萄糖。将上述代谢物映射到代谢途径上,结果表明,其重要的差异代谢物含量在发酵过程中受乳酸菌的代谢作用呈现动态变化。
其他文献
日光温室是我国特有的具有自主知识产权、造价低廉、节约能源、经济效益良好的农业设施。日光温室后墙是日光温室保温蓄热的重要组成部分,其蓄热能力的高低,将会直接影响作物的生长效率。传统日光温室会增加后墙厚度达到较好的保温蓄热效果,这样会导致土地的利用率较低。因此开发新的蓄热材料对日光温室发展具有较好的促进作用。相变储能蓄热材料具有较高的储能蓄热密度、较高的相变潜热以及相变时的温度稳定,可调节周围环境温度
学位
小水电具有清洁、可再生的特点,作为绿色能源带来了较好的社会与经济效益,但是也对河流生态环境产生了一些影响。赤水河河源段位于长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区云南段,近年保护区内小水电的清理在一定程度上消除了生境破碎化、片断化,由于部分水电站拆除不完全,造成河道内障碍物、建筑垃圾增多等问题,局部生境破坏仍严重,鱼类栖息地未得到完全自然化恢复。因此,开展基于鱼类优先保护的赤水河河源段鱼类栖息地健康评
学位
传统钢框架结构的抗弯刚度较低,经过设置刚性钢支撑的钢框架结构在一定程度可增加结构的抗震性能。但这两种结构材料性能都未能充分发挥,通过设置柔性的预应力拉索则能显著提高钢框架结构的抗震性能和有效改变传统钢框架结构中抗侧刚度偏低的问题。相对刚性钢支撑,设置预应力拉索的钢框架结构可降低钢材用量,提高经济效益,提高结构抗震性能,保障结构使用安全,降低生命财产损失。目前,由于对设置预应力拉索的钢框架结构的抗震
学位
近年来,我国城市内涝灾害呈现多发、频发趋势,引起了社会各界的强烈关注。城市老旧厂区或工业园区是城市防涝系统的重要组成单元,大量老工业园区的改造提升亦成为提升城市防涝功能的有利契机。基于暴雨洪水管理模型(storm water management model,简称:SWMM)评价、优化规划设计方案,进行低影响开发(LID,Low Impact Development)设计,对工程改造实施具有重要的
学位
从当前中国经济社会发展来看,淡水资源已经接近承载能力的上限,淡水资源短缺逐渐成为我国农业和经济社会发展的制约因素。面临我国日益突出的水资源供需矛盾问题及水资源供应紧张的形势,当前正积极地开展微咸水的开发与利用研究。安全高效使用的微咸水,是当前处理中国水资源供给紧张状况的一个必要策略之选。本文在以往水资源配置模型的基础上,将微咸水纳入配置模型中,通过“问题导向-底数评价-耦合模型构建-方案比选”全链
学位
随着乡村振兴战略的不断推进,农村地区生活面貌发生了巨大改变,人们追求美好生活的热情不断高涨。当前农村供水保障水平仍需进一步提升,提升农村供水水质事关人民生命健康和群众幸福感。由于养殖业的发展,四环素等兽用抗生素大量进入各类水体,对饮水安全造成威胁。光催化技术由于其绿色、环保以及反应条件温和等优点,在饮用水难降解有机物微污染净化领域有着很好的开发应用前景。本文以石墨相氮化碳(g-C3N4)基光催化高
学位
绿豆是主要食用豆作物之一,在调整居民日常膳食结构中发挥很大的作用。传统的绿豆种植模式存在着水肥施用制度粗放、水肥利用效率低下的问题,影响绿豆产量和农户收入的同时,易造成面源污染,对环境造成很大破坏。针对这一问题,于2021年5月到7月和2022年5月到7月,在巨鹿河北农业大学试验站点开展大田试验,研究叶面肥和灌水对绿豆生长、产量和水氮利用效率的影响,探究合适的叶面肥和灌水施用模式。灌水处理设置3个
学位
为了筛选能够加快蔬菜生长、减小蔬菜生育期内用水量的土壤调理剂,减少河北省农业用水量,提高蔬菜水分利用效率,课题组自2021年10月至2022年9月分别开展不同土壤调理剂对设施生菜生长及水分利用影响的筛选试验与验证试验。筛选试验于2021年10月至2022年1月开展,试验地点选取于保定市定兴县龙华村,设置5个大类共计17个土壤调理剂试验处理和1个CK对照处理,所有处理的水肥水平保持一致。通过分析试验
学位
近年来,随着国家对农业产业特别是现代农业产业的重视,越来越多的改良型和新型日光温室得到了使用和推广。本文针对传统日光温室墙体厚、结构抗灾性能差和蓄热能力不足等缺点,参考国内外日光温室设计标准,设计了一种新型日光温室—薄壁方钢管混凝土日光温室,进行日光温室荷载统计后通过ABAQUS有限元软件进行静力分析和动力分析,验证其安全性。本文主要研究内容包括:对新型薄壁方钢管混凝土日光温室整体设计,从总体布局
学位
为开发红薯渣中的功能营养组分,实现农业加工废弃物的高值化利用,本研究以红薯制粉工业的副产物红薯渣为原料,优化了果胶的盐-碱连续提取工艺,对提取得到的2种果胶分子进行了结构表征和性质研究,并基于这两种类型的果胶分子制备了益生菌微胶囊,研究了 2种果胶及其微胶囊对鼠李糖乳杆菌和植物乳杆菌在模拟消化液中的保护作用,以及微胶囊中菌的缓释和抗热能力,为果胶益生菌微胶囊靶向递送奠定基础。研究结果如下:1.采用
学位