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果蔬酵素是以果蔬为主要原料,经微生物发酵制成的富含多种生理活性物质的发酵产品,因其独特的风味及生理功能而在近年来成为热点。然而国内外对于果蔬酵素的基础研究十分薄弱,关于果蔬酵素的加工关键工艺、发酵过程机理等尚不清晰。本课题旨在开发一款果蔬酵素产品,重点探究发酵过程中微生物的代谢特征和关键功能成分的积累特性,为果蔬酵素产品的开发及品质评价提供一定的技术支撑和理论依据。 首先,以产酸能力和感官效果为指标对6种商业乳酸菌进行初步筛选。结果表明,其中5种乳酸菌均可用于发酵果蔬基质,其中乳酸菌R3发酵所得产品感官评价效果最好。随后将乳酸菌R3分别与其余4种乳酸菌复合发酵果蔬基质,以发酵过程中产酸能力和生物活性物质积累程度为指标。结果显示乳酸菌R3与R6组合发酵具有较强的产酸能力和活性物质积累能力,因此选用乳酸菌R3与R6组合作为果蔬酵素发酵用菌种。 其次,以DPPH自由基清除率、SOD活性为目标值,利用响应面分析法建立了以加糖量、料水比、接种量为变量的数学模型,优化得到乳酸菌发酵的最佳工艺条件:加糖量为19.6%,料水比为0.62(物料∶糖水=0.62),接种量为0.71%。在此条件下,果蔬发酵液的DPPH自由基清除率为:62.4%,SOD活性为209 U/m L。 再次,通过探究乳酸菌发酵过程中代谢变化可知,发酵果蔬酵素中苹果酸含量不断降低,乙酸、乳酸含量不断上升至。蔗糖含量呈波动趋势,发酵过程中其含量略有减少,葡萄糖、果糖含量分别由0.48 g/L,14.8 g/L上升至53.5g/L,64.5g/L。抗坏血酸与核黄素含量呈先上升趋势后下降趋势,其最终含量分别为132 mg/100mL,1.67 mg/100mL。酵素液DPPH、ABTS自由基清除能力均在发酵第8d达到最大值(58.7%与0.57 mmolTrolox/L),分别是发酵前的1.93倍和1.30倍;铁离子还原能力在发酵第5d达到最大值0.48 mmol Trolox/L,为发酵前的1.26倍。发酵过程中总酚含量、总黄酮含量、SOD酶活性先增加后降低,均在发酵第8d达到最大值(121 mg/L,75.2 mg/L,358 U/mL),与抗氧化性能变化保持一致。发酵过程中醇类、酯类、醛类风味物质含量减少,而酚类、酮类、酸类风味物质的含量增加,且乙酸为发酵过程中产生的主要风味物质。 最后,探究了群种酵素发酵过程中微生物代谢产物变化,并对其中优势乳酸菌进行了分离鉴定。结果表明,群种酵素发酵过程中pH值从5.05降至3.88,乳酸、乙酸含量不断上升,最终分别达到0.23 g/L与2.3 g/L,苹果酸含量在发酵第14d上升至2.45 g/L后略微下降。葡萄糖、果糖呈先升后降趋势,且二者均在发酵21d达到最大值131 g/L、177 g/L,蔗糖含量在发酵过程中则不断下降最终趋于0。乙醇在发酵14d至21 d过程中逐渐产生,且不断增加至6.6%。总酚含量、DPPH自由基清除率及ABTS自由基清除率呈先升后降趋势,均在发酵21d达到最大值259 mg/L,90.9%与0.61 mmol Trolox/L。发酵过程中SOD活性较低。从群种酵素中筛选得到3种优势乳酸菌,经16SrDNA序列测定初步鉴定为植物乳杆菌属(Lact obacillusp lant arum)。