基于生物转化提高杏仁种衣利用度的研究

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杏仁种衣富含具有活性的酚类物质,产量巨大,但高值化利用很低,造成了资源的浪费。本课题以杏仁种衣为基质,利用益生菌红曲霉和乳酸菌进行固态发酵,提高杏仁种衣的营养成分、酚类物质和生物活性,采用HPLC定量分析发酵前后酚类物质组成和含量变化。同时,采用低共熔溶剂(DESs)对乳酸菌发酵后的杏仁种衣中的酚类物质进行提取,通过HPLC分析对比溶剂种类对杏仁种衣酚类物质组成和含量,进一步提高杏仁种衣多酚释放转化的效率,为有效提高杏仁种衣的高值化利用提供了理论依据和技术支持。主要研究结果如下:1.通过固态发酵,红曲霉可以利用杏仁种衣进行生物转化提高总酚含量和可溶性蛋白含量,总酚含量可以达到22.86 mg/g,醇溶性蛋白含量达到4.48 mg/g,水溶性蛋白含量达到5.21 mg/g,但总抗氧化能力下降了 24.80%。添加米酒糟辅助发酵,杏仁种衣的水溶性蛋白、还原糖、总酚含量减少和抗氧化能力分别下降了 97.8%、71.36%、55.1%和23.09%,醇溶性蛋白含量提高6倍;添加大米辅助发酵,杏仁种衣的还原糖、总酚含量减少和抗氧化能力分别下降了 75.36%、91.2%和99.01%,但醇溶性蛋白含量提高7.21倍,水溶性蛋白含量提高1.64倍。高温灭菌处理杏仁衣可促进其酚类物质的释放,总酚含量提高23.49%,但经过红曲霉发酵后,总酚含量和抗氧化能力分别减少了 14.87%和57.55%。经实验发现,发酵后的杏仁种衣中仅存在极少量的多酚氧化酶,故推测总酚含量和抗氧化能力的减少可能和红曲霉产生的水解酶的活性有关。2.通过对杏仁种衣进行植物乳杆菌、戊糖乳杆菌以及混合乳杆菌发酵发现,单菌发酵效果要好于混菌发酵效果,植物乳杆菌发酵将醇溶性蛋白、总酚含量和可滴定酸度提高了 10.69倍、0.34倍、0.95倍,30℃混菌发酵将醇溶性蛋白、总酚含量和可滴定酸度提高了 9.17倍、0.33倍、0.66倍。乳酸菌发酵还促进酚类物质的转化和释放,戊糖乳杆菌发酵将总酚含量提高了 40.15%。单菌发酵相比混菌发酵更易促进酚类物质的增加,单菌发酵后杏仁种衣中原儿茶酸、3,4-二羟基苯乙酸、表儿茶素的含量分别提高5.29倍、0.79倍、0.93倍,没食子酸、绿原酸含量分别减少了 80.96%和68.75%。3.通过DESs对经乳酸菌发酵后的杏仁种衣进行酚类物质的提取,结果发现,DESs对于总酚含量的提取效果要明显弱于传统有机溶剂,总酚含量减少60%以上,但DESs提取物的抗氧化能力更强,DPPH自由基清除能力可提高3倍左右。不同DESs对酚类物质提取的专一性有所不同,同时会产生新的酚类物质。通过乳酸菌发酵后,杏仁种衣中的酚类物质更易被DESs提取,DESs1和DESs2对发酵后杏仁种衣中的12种酚类物质含量均有不同程度的提高,DESs1对其中的没食子酸、原儿茶酸和槲皮素具有明显的提取效果,与传统溶剂提取未发酵杏仁种衣相比,没食子酸、原儿茶酸、丁香酸和槲皮素含量分别提高了 14.28倍、3375.14倍、19倍和934倍。而DESs2只对没子酸、原儿茶酸的提取效果有显著提高,与传统溶剂提取未发酵杏仁种衣相比,含量分别提高了 9.89倍和1660.57倍,可见DESs2对原儿茶酸的提取专一性更强,DESs1对原儿茶酸的提取量更高。本论文通过采用红曲霉和乳酸菌发酵释放、转化杏仁种衣中的酚类物质,同时,采用低共熔溶剂的提取方式,并对发酵处理后的酚类物质进行鉴定和抗氧化能力评价,为日后杏仁种衣多层次高附加值利用提供理论依据和技术支持。
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