藜麥和藍靛果酵母菌株篩選、培養、計數及混菌液態發酵工藝優化(一)
藜麥(Chenopodium quinoa Willd.),被譽為“營養黃金”,食用與醫藥價值突出,是優質的無麩質假谷物,適合乳糜瀉患者食用,且富含多酚類化合物、黃酮類化合物、GABA等生物活性成分,抗氧化、降血脂、抑菌、抗腫瘤、改善人體免疫功能等生理功能顯著。藍靛果(Lonicera caerulea L.)作為“新興的第三代小漿果之王”,富含維生素、氨基酸、多酚及黃酮類化合物等多種生物活性成分,具有抗氧化、抗腫瘤、降血脂、保護肝臟和預防糖尿病等生理功效。
植物發酵液中富含活性酶,主要是蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)。SOD具有解酒護肝、美白抗氧化、降糖降脂等功效,是目前食品行業研究熱點,是發酵液加工過程中形成的關鍵生物活性酶,具有很強的抗氧化性。藜麥富含GABA,且乳酸菌發酵過程中會伴隨累積大量的GABA,GABA也曾被報道在發酵液中含有,其是一種新資源食品添加劑,作為人類神經系統中重要的活性物質,其鎮靜神經、抗高血壓、抗癌、抗糖尿病等功效也同樣令人矚目。本研究后續主要對該發酵液進行了功能性的研究,因此同時選用SOD和GABA兩種功能活性物質進行發酵條件優化。
人工接種發酵制備發酵液的常用菌種有:植物乳桿菌、酵母菌、鼠李糖乳桿菌、嗜酸乳桿菌、發酵乳桿菌、雙歧桿菌、嗜熱鏈球菌、凝結芽孢桿菌等。大量的動物實驗和臨床試驗證明乳酸菌具有益生菌功效,能在低pH的胃腸道環境下生存,抑制病原體的生長和繁殖,從而增強機體免疫力和抵抗力。酵母菌本身富含多種人體必需氨基酸和B族維生素(B1、B2和B3),在營養物質充足的條件下,酵母菌通過發酵也可以產生SOD等功效酶以及苯乙醇、異戊醇等芳香化合物。酵母菌和乳酸菌在發酵過程中具有協同的效果,共發酵技術更有利于發酵液產品品質的提升。目前,多數研究集中在單一原料發酵,將雜糧與漿果結合,采用益生菌發酵的研究較少。藜麥和藍靛果復配發酵不僅提升了營養價值和健康益處,還能改善風味和口感,滿足市場需求,同時解決儲藏問題,并提升產品的附加值。因此,本研究以藜麥和藍靛果為原料,通過混菌液態發酵的方式,優化最佳發酵工藝,進而為藜麥和藍靛果資源的深加工利用提供理論依據,進一步有效解決藜麥和藍靛果利用率低、資源浪費等的行業瓶頸問題。
1.材料與方法
1.1材料與儀器
藜麥產自山西;FR-3藍靛果(成熟期采摘,冷凍保存)峰然藍靛果苗木研發基地;耐高溫α-淀粉酶(20000 U/mL)、糖化酶(10000 U/mL)、果膠酶(500 U/mg)上海源葉生物科技有限公司;白糖市售;SOD測試盒南京建成生物工程研究所;安琪酵母粉(Angel yeast powder,YE)湖北安琪酵母有限公司;帝伯仕牌活性干酵母(SELECTYS LA BAYANUS,BA)、帝伯仕牌活性干酵母(SELECTYS LA DELICIEUSE,DE)煙臺帝伯仕自釀機有限公司;植物乳桿菌(Lactiplantibacillus plantarum,LP)東北農業大學實驗室保藏;釀酒酵母CICC1406(Saccharomyces cerevisiae,Sce)、鼠李糖乳桿菌CICC6166(Lactobacillus rhamnosus,LR)、嗜酸乳桿菌CICC6085(Lactobacillus acidophilus,LA)、嗜熱鏈球菌CICC21728(Sterptococcus thermophilus,S)中國工業微生物菌種保藏中心。
BS224S電子天平;HCP-A7多功能料理機;pHS-3C型pH計;Victor Nivo酶標儀;HH-6電熱恒溫水浴鍋。
1.2實驗方法
1.2.1工藝流程
糊化:藜麥打粉過60目篩備用,料液比1:10(g/mL),水浴90℃,糊化30 min;液化:調節藜麥清汁pH為6.0,高溫α-淀粉酶添加量為11 U/mL,水浴95℃,液化45 min;糖化:調節藜麥清汁pH為4.5,糖化酶添加量為110 U/mL,水浴60℃,糖化30 min;酶解:藍靛果添加40%蒸餾水,粉碎榨汁,添加2.5%果膠酶,水浴45℃,酶解30 min。
1.2.2菌種的活化與培養
活性干酵母溶解于10倍體積無菌水中,30~35℃恒溫水浴活化30 min待用;取1管于EP管中甘油保藏的乳酸菌37℃活化后,接入滅菌后的MRS肉湯培養基中,于37℃恒溫培養箱中培養24 h后待用。對實驗中所用菌株進行編號,分別將YE記為S1,Sce記為S2,BA記為S3,DE記為S4,LA記為L1,LP記為L2,LR記為L3,S記為L4。
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