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双响应值联合优化药桑葚酵素发酵

工艺

钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程

及其抗氧化性的研究

 

 

吕明珊，袁艺洋，邢军，王亮，艾合买提江·艾海提，茹先古丽·买买提依明*

(1.新疆大学 生命科学与技术学院，乌鲁木齐 830046；2.华南农业大学 食品学院，广州 510642)

新疆药桑在植物分类学上属桑科(Moraceac)、桑属(MorusL.)、黑桑种(MorusnigraL.)[1]，是新疆特有生长环境下的桑种资源。药桑葚富含多种氨基酸和固形物等营养物质，是新疆地区的民间药材。药桑性寒、无毒，具有保肝护肝，治疗耳眼不灵，缓解风湿性关节疼痛等药用价值。药桑葚中多酚类化合物[2-3]、还原糖含量、总黄酮[4]和维生素含量均高于其他桑葚。但药桑葚属于季节性果蔬，果肉软嫩多汁，不易储存及运输，常被加工成果酒、果醋、果酱、冰淇淋、糖浆等[5]。但药桑葚酵素这种生物发酵制品却很少见，与之相关的文献也不多。

酵素是一种利用微生物进行发酵得到的保健食品，其采用各种水果、蔬菜，经过前处理后使用乳酸菌进行发酵，其产物富含各种有机酸[6]、维生素、多酚类化合物等。且果蔬汁经过发酵后较好地丰富了其原本的口感，发酵时产生的发酵产物还能起到调节肠道菌群、促进消化、抗炎、抗氧化等作用[7-8]。以药桑葚为原材料制作酵素不但解决了药桑葚不易储存的问题，而且能满足消费者们对营养的需求。现报道的新疆药桑葚发酵果汁的发酵工艺多为单菌发酵，但是近年来有研究发现混菌发酵更能丰富酵素的营养和口感，不同乳酸菌发酵时利用碳水化合物产生乳酸等有机酸和风味物质，使酵素的口感更佳[9]。

超氧化物歧化酶(SOD)是人体内一种抗氧化酶，具有抗衰、抗疲劳的效果[10]，同时也是评判酵素营养价值的重要指标，从药桑葚中提取出的酚类化合物被证实拥有较强的自由基清除能力[11]，故而以总酚质量浓度和SOD活力为指标优化发酵工艺。本实验通过研究药桑葚酵素工艺优化提高酵素内SOD活力、总酚含量，得到最优的药桑葚酵素发酵工艺条件，并研究用最优工艺条件制得的药桑葚酵素样品的SOD值、总酚含量及抗氧化能力。

1 材料与

方法

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1.1 材料与试剂

药桑葚：新疆阿克苏地区库车市生产；乳酸菌：中国微生物菌种保藏中心；福林酚试剂(1 mol/L)：上海源叶生物科技有限公司；没食子酸

品(HPLC≥98%)：天津市盛奥化学试剂有限公司；MRS肉汤培养基：北京奥博星生物技术有限公司；果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶：诺维信有限公司。

1.2 仪器与设备

DHP-9052恒温培养箱 上海齐欣科学仪器有限公司；WZS手持式糖度计 上海仪电物理光学仪器有限公司；HH数显恒温水浴锅、KX-101恒温干燥箱、RH-QG全温振荡器/摇床 江苏科析仪器有限公司；1004

天平 上海越平科学仪器有限公司；SW-CJ-2G超净工作台 上海沪净医疗器械有限公司；LS-150LD立式压力蒸汽灭菌器 江阴滨江医疗设备有限公司；UV752紫外可见分光光度计 上海佑科仪器仪有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 药桑葚酵素工艺流程

新鲜的药桑葚→打浆→酶解→调固形物→灭酶→(菌种→活化→扩大培养)接种→发酵→终止发酵→罐装→4 ℃储藏。

1.3.1.1 菌种活化及培养

乳酸菌：MRS液体培养基，在37 ℃恒温培养箱中培养24 h，传代2～3次备用。

1.3.1.2 药桑葚酵素工艺要点

经过之前的工作，确定了最佳的药桑葚发酵菌种配方为鼠李糖乳杆菌∶副干酪乳杆菌为1∶3，本文将应用这一配方进行药桑葚酵素的工艺条件优化和抗氧化性评估。

选取紫色、成熟的药桑葚，剔除病害果。使用破壁机打浆，将果汁放入1000 mL三角瓶中，酶添加量0.4%(果胶酶∶纤维素酶∶半纤维素酶为2∶1∶1)后放置在55 ℃恒温水浴锅内酶解3 h，调固形物，85 ℃灭酶30 min，冷却至37 ℃接种，药桑葚汁中菌密度为8.33×106CFU/mL，然后用胶塞封闭瓶口进行厌氧发酵，发酵时间为16.4 h。

1.3.2 测定方法

1.3.2.1 总酚质量浓度的测定

总酚质量浓度的测定采用福林酚法[12]。采用0～0.02 mg/mL的没食子酸标准溶液制作标准曲线，得线性回归方程为：y=0.8686x+0.0053(x为没食子酸质量浓度，mg/mL；y为吸光值)，R2=0.9987。根据线性回归方程计算样液的总酚质量浓度。

1.3.2.2 SOD活力的检测

利用SOD活力检测试剂盒进行检测。

1.3.2.3 羟自由基清除率的测定[13]

药桑葚酵素用去离子水稀释，配制成浓度为10，20，30，40，50 mg/mL的酵素稀释液；每组取0.5 mL 9 mmol/mL FeSO4溶液，0.5 mL 9 mmol/mL水杨酸溶液加入已标记的试管中，摇匀，分别加入1 mL不同浓度的酵素溶液，空白组加入1 mL去离子水，最后加入0.5 mL 9 mmol/mL H2O2溶液，摇匀后于37 ℃水浴避光加热反应15 min后取出，用去离子水代替H2O2溶液的本底作为参比在510 nm处测定吸光度值。

式中：W为羟自由基清除率；A0为空白组吸光度；A1为实验组吸光度；A2为参比吸光度。

1.3.2.4 DPPH自由基清除率的测定[14]

药桑葚酵素用去离子水稀释，配制成浓度为10，20，30，40，50 mg/mL的酵素稀释液；每组取2 mL 0.2 mmol/mL DPPH溶液(由无水乙醇配制)加入标记好的试管中，再分别加入2 mL不同浓度的酵素溶液，空白组加入等量去离子水；常温下避光反应30 min，以无水乙醇代替DPPH溶液的本底作为参比，测定其在517 nm下的吸光度值。

式中：W为DPPH自由基清除率；A0为空白组吸光度；A1为实验组吸光度；A2为参比吸光度。

1.3.3 单因素实验

1.3.3.1 发酵时间的选取

在发酵温度37 ℃，总乳酸菌接种量6×106CFU/mL，固形物添加量1.5 °Brix，总酶添加量0.4%，酶解时间3 h，测定发酵时间0，3，6，9，12，15，18，21 h时发酵液的SOD活力及总酚含量。

1.3.3.2 最佳发酵温度的选取

其他条件同1.3.3.1，测定发酵时间15 h，发酵温度27，32，37，42，47 ℃时5个样品中发酵液的SOD活力及总酚含量。

1.3.3.3 最佳接种量的选取

其他条件同1.3.3.1，测定发酵时间15 h，总乳酸菌接种量1×106，3×106，6×106，9×106，12×106，15×106CFU/mL时6个样品中发酵液的SOD活力及总酚含量。

1.3.3.4 最佳固形物添加量的选取

其他条件同1.3.3.1，测定发酵时间15 h，固形物添加量0，0.5，1，1.5，2，2.5，3 °Brix时7个样品中发酵液的SOD活力及总酚含量。

1.3.4 响应面优化药桑葚酵素工艺

在单因素实验的基础上，使用Design Expert软件，根据Box-Behnken的中心组合设计原理，选择发酵时间(A)、发酵温度(B)、接种量(C)、固形物添加量(D)为自变量，以发酵液的SOD活力、总酚含量为响应值，采用响应面分析法，设计四因素三水平实验，因素水平见表1，对药桑葚酵素发酵工艺参数进行优化。