燕麦是我国的主要农作物之一,来源丰富,是谷物中营养价值最高的食品之一。燕麦富含蛋白质、多肽、多糖、油脂和多酚等功能成分,已被广泛用于食品中。利用微生物固态发酵技术对燕麦进行生物转化,可以大大地提高燕麦的资源利用率和营养附加值。本课题以燕麦作为基质,接种红曲霉进行固态发酵,最终获得富含多酚化合物,生物活性高的红曲燕麦。本课题针对红曲燕麦中的多酚化合物进行深入系统研究。主要研究了红曲燕麦游离态、缀合态和结合态三类多酚的组成系统,并分析了红曲燕麦三类多酚的生物活性;同时分析红曲燕麦多酚含量与碳水化物水解酶活性的关系,探索红曲燕麦多酚释放的酶学机制;另外利用酶处理协同微生物发酵技术,进一步提高红曲燕麦多酚释放转化的效率。主要研究结果如下:(1)构建红曲燕麦酚类物质体系,阐明红曲燕麦三类多酚的关系。通过红曲霉固态发酵,可以显著提高燕麦的总酚含量,达到6.04 GAE mg/g DW,其中游离态多酚含量提高26倍。发酵后红曲燕麦三类多酚的主要组成成分具有明显差异。红曲燕麦游离态的绿原酸含量提高40倍;结合态的阿魏酸含量提高100倍以上;而缀合态中新产生的芦丁含量也达到355.07 mg/kg。红曲燕麦三类多酚提取液均具有较强的抗氧化活性,这可能与红曲燕麦中高浓度的绿源酸、香草酸和阿魏酸等多酚化合物有关。(2)根据红曲燕麦多酚与碳水化物水解酶的关系,阐明燕麦多酚释放的酶学机制。研究结果表明,红曲燕麦的α-淀粉酶,木聚糖酶和总纤维素酶活性与多酚含量具有很好的相关性,其中α-淀粉酶的活性最高达到141.07 U/g。经过红曲燕麦粗酶液处理的燕麦粉末,游离态多酚含量从0.042 GAE/g DW增加至0.23 mg GAE/g DW,结合态多酚从0.089 GAE/g DW增加至0.48 mg GAE/g DW,其中游离态的香草酸和结合态的阿魏酸增幅最为明显。通过SEM观察燕麦粉末的表面纤维结构发现,经过粗酶液处理的燕麦粉末与红曲燕麦粉末的表面纤维结构明显受损,说明在发酵过程中红曲霉代谢的酶可以通过破坏燕麦表面的纤维结构释放多酚化合物。(3)利用酶处理协同微生物发酵技术,进一步提高燕麦多酚的释放与转化效率。纤维素酶处理可以显著降低结合态多酚的含量从166.78 mg/kg到86.32 mg/kg,其中结合态的阿魏酸含量降低了54.54%。与传统发酵模式相比,利用纤维素酶处理协同红曲霉发酵燕麦,可以进一步提高游离态(24.38%)和结合态(31.05%)多酚的含量,并且缩短发酵周期。另外,发现了红曲燕麦游离态多酚具有较高的α-葡糖苷酶抑制活性,而结合态多酚则具有较高的α-淀粉酶抑制活性,说明红曲燕麦多酚化合物具有良好的降血糖潜能。本论文探索了红曲燕麦固态发酵多酚化合物释放与转化的机制,为谷物微生物发酵提高多酚化合物的生产和研究提供理论参考,并为燕麦食品提供新的加工技术指导。