沙棘酵素发酵过程中代谢产物及抗氧化活性研究

本文研究了沙棘酵素发酵过程中总酚、总酸、有机酸等生物活性成分、抗氧化能力(羟基自由基清除能力、ABTS自由基清除能力、还原力)及菌落数量,利用主成分分析法对不同发酵时间的沙棘酵素进行评价。结果表明:在沙棘酵素发酵过程中,总酚、总酸、抗氧化能力呈先快速上升再动态平衡的趋势;pH、总糖含量呈先快速降低再动态平衡的趋势;沙棘酵素中的有机酸主要以酒石酸、苹果酸、抗坏血酸为主,发酵过程中新形成了马来酸、琥珀酸和没食子酸,且醋酸和琥珀酸随着发酵时间的延长呈现不断增加的趋势。综合评价指标(CEI)分析结果表明:发酵前40 d的CEI呈明显上升趋势,40 d之后上升趋势明显减缓并趋于平稳,说明发酵至40 d,各种代谢指标已基本稳定。对沙棘酵素发酵过程中的菌落总数、酵母菌和醋酸菌含量进行研究,发现沙棘酵素发酵过程中醋酸菌呈先快速上升再动态平衡的趋势,酵母菌呈先快速上升再动态平衡最后缓慢下降的趋势,从微生物的角度反映了沙棘酵素的代谢过程。     

树莓酵素与蓝莓酵素有机酸分析及其体外抗氧化性能

研究树莓酵素和蓝莓酵素中有机酸种类与含量及其体外抗氧化性能。采用高效液相色谱法,准确地测定其有机酸含量及种类,并以还原力、DPPH自由基清除能力、超氧自由基清除能力、羟基自由基清除能力和ABTS⁺自由基清除能力为抗氧化性指标,多体系地考察其体外抗氧化性能。结果表明,树莓酵素和蓝莓酵素均以酒石酸、乙酸和柠檬酸为主,同时因发酵代谢积累了少量丙酮酸、莽草酸和富马酸,而在蓝莓酵素中未检测到没食子酸。树莓酵素和蓝莓酵素的DPPH自由基清除能力、还原力、超氧自由基清除能力、羟基自由基清除能力和ABTS⁺自由基清除能力均表现出浓度依赖性。在实验剂量内,树莓酵素和蓝莓酵素DPPH自由基清除能力的IC₅₀分别为2.00 mg V_C当量/m L和8.70 mg V_C当量/m L,还原力的IC₅₀分别为4.53 mg V_C当量/m L和7.62 mg V_C当量/m L,超氧自由基清除能力的IC₅₀分别为0.53 mg V_C当量/m L和2.05 mg V_C当量/m L,羟基自由基清除能力的IC₅₀分别为8.92 mg V_C当量/m L和9.14 mg V_C当量/m L,ABTS⁺自由基清除能力的IC₅₀分别为3.59 mg V_C当量/m L和6.81 mg V_C当量/m L。树莓酵素有机酸种类多于蓝莓酵素,且树莓酵素的抗氧化性能优于蓝莓酵素。      

草莓酵素发酵过程中代谢产物及抗氧化性的变化研究

以草莓为原材料,发酵制备酵素,探究发酵过程中总糖、总多酚、总酸及特征性有机酸等功能成分的变化,研究各功能成分与4种抗氧化参数(DPPH、羟基、ABTS等三种自由基清除率及还原力)的相关性,并基于主成分分析降维思想,建立有关草莓酵素的综合评价系统。结果表明:草莓酵素在发酵前期(20 d前)总糖含量下降不多,总酚、总酸、柠檬酸、L-苹果酸等含量略微上升,DPPH自由基、ABTS自由基清除率相对较低,且还原力始终低于0.5,不仅对羟基自由基无清除能力,而且起促氧化作用;在发酵中期(20~30 d),草莓酵素中的总糖含量迅速下降,总酸、4种有机酸及总酚等代谢产物含量大大提高,各抗氧化指标均快速提升;发酵后期(30~75 d),草莓酵素的各种代谢产物积累量呈现稳定的趋势,其中柠檬酸和L-苹果酸积累量降低不明显。草莓酵素的还原力呈增加的趋势,发酵后期还原力增加速率变缓。经过30 d发酵,草莓酵素总糖、总酸、有机酸、总酚以及抗氧化活性趋于稳定。草莓酵素综合评价指标(CEI)在第75天综合得分最高,可作为前发酵参考终点或添补糖液、酵液的依据。建立一种草莓酵素发酵过程中综合性指标评价方法,可为草莓酵素的精准发酵奠定理论基础。     

基于UPLC-QE-Orbitrap-MS的宁夏枸杞鲜果和枸杞干果差异性代谢物分析

为研究不同宁夏枸杞果实的差异性，以枸杞鲜果和枸杞干果为样品，利用非靶向代谢组学方法分析枸杞鲜果和枸杞干果的差异性代谢物。采用超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱法建立非靶向代谢组学方法，通过主成分分析（PCA）、偏最小二乘法分析（PLS-DA）模型、单变量统计分析、聚类分析、火山图等统计学方法对所有代谢物进行鉴定分析，筛选出差异性代谢物。结果表明，枸杞鲜果和枸杞干果可以明显区分，枸杞鲜果和干果中共鉴定出35种差异代谢物，其中有机酸、氨基酸、黄酮类化合物呈上调表达，核苷酸类、酚酸类、香豆素类化合物呈下调表达。本研究基于非靶向代谢组学揭示了宁夏枸杞鲜果和枸杞干果的代谢产物差异性以及特征化合物，为研究不同枸杞果实的物质基础提供理论依据。     

蓝莓酵素功能特性研究进展

随着人们健康观念和养生保健意识的增强,创新型功能性食物越来越受到关注,其中发酵食品因其较高的营养价值和保健功能逐渐出现在大众的视野中。蓝莓作为一种绿色健康食品,含有丰富的碳水化合物、维生素、矿物质、多酚类、黄酮类等多种功能成分,是乳酸发酵的优良基质。采用益生菌发酵蓝莓制备蓝莓酵素,可以影响和改善蓝莓的营养价值、感官品质、功能特性、贮藏特性等,具有极大的发展前景。文章综合分析了近几年蓝莓酵素的研究进展,介绍了蓝莓酵素的发酵菌种及发酵工艺,阐述了蓝莓酵素含有的营养成分和多种保健功能,讨论了蓝莓酵素未来的发展方向,为开发新型酵素食品和实现蓝莓酵素工业化提供了理论基础。     

基于非靶向代谢组学分析老面酵头传代发酵过程中的代谢差异

以老面酵头为研究对象,采用基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UHPLC-QTOF-MS）的非靶向代谢组学分析技术对老面酵头传代发酵过程的差异代谢物进行鉴定分析,并研究老面酵头传代发酵过程中的风味特征代谢物的相对含量变化和关键代谢通路。结果表明,传代发酵1代、2代和4代的代谢产物存在差异,共鉴定出54种差异代谢物,主要的差异代谢物种类为氨基酸及肽类、有机酸类和糖类。共检索到15条与差异代谢物相关性高的关键代谢通路和14种主要参与的差异代谢物,其中关键代谢物为D-麦芽糖、鞘氨醇、L-谷氨酸、纤维二糖、鞘磷脂、甘油磷酸胆碱。该研究从代谢组学角度初步揭示了老面酵头传代发酵过程的代谢产物差异性以及特征化合物,为进一步对老面酵头发酵过程中的风味调控机制提供理论依据。     

基于非靶向代谢组学分析黄桃果肉褐变过程中代谢产物的差异

以黄桃果实为试验材料,利用非靶向代谢组学研究其贮藏期间不同褐变程度果肉中的代谢物差异。采用主成分分析、聚类分析、正交偏最小二乘判别分析等方法分析不同褐变程度果肉中的差异代谢产物。结果表明:PE包装明显降低了黄桃果肉褐变指数,以无褐变的果肉为对照,共检出991种代谢物。在CK 12 d vs CK 0 d样本中,共检出206种显著上调代谢物和26种显著下调代谢物,而在PE 12 d vs CK 0 d样本中,共检出145种显著上调代谢物和58种显著下调代谢物。经HMDB通路分析,代谢物主要富集在13条通路中,其中,富集排名前6的通路分别是丙烷和聚酮化合物、脂质和类脂质分子、有机杂环化合物、有机酸及其衍生物、苯甲酸酯类、有机氧化合物。KEGG通路分析表明,代谢物主要富集在10条通路中,其中,富集排名前4的通路为其它次生代谢产物的生物合成、氨基酸代谢、辅因子和维生素的代谢通路,其它氨基酸代谢等通路。研究从代谢组学角度初步揭示了黄桃果肉褐变过程中代谢产物的差异性,为提高黄桃果实品质提供理论参考。     

不同品种绿豆中代谢产物的分离鉴定及代谢机制分析

利用气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）分离鉴定不同种类绿豆（大明绿豆和九鲤湖绿豆）中的代谢产物。以代谢组学研究方法为基础,以绿豆为研究对象,先利用甲醇溶液提取极性代谢组分,再用N,O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺进行衍生化处理,通过GC-MS进行代谢产物的分离鉴定。结果表明：分离鉴定共得到2?个品种绿豆的总代谢物67?种,其中相同代谢产物30?种,但含量均有不同。大明绿豆相对于九鲤湖绿豆的差异代谢物有10?种,九鲤湖绿豆相较于大明绿豆的差异代谢物有20?种,并且九鲤湖绿豆的糖代谢途径、脂肪酸代谢途径、氨基酸代谢途径、三羧酸循环都比大明绿豆代谢活跃;在大明绿豆中,较为优势代谢产物（＞7%）为L-正缬氨酸、肌醇2?种,在九鲤湖绿豆中,较为优势代谢产物仅为L-正缬氨酸。这种代谢产物差异性受不同品种的基因差异性、代谢途径和机制差异性等因素的综合影响。     

咖啡果皮酵素发酵过程中代谢产物与抗氧化功能评价

以咖啡制作过程中废弃的咖啡果皮为原料,利用咖啡果皮表面微生物,在高浓度糖液环境下制备咖啡果皮酵素。研究发酵过程中代谢产物(总糖、总酸、乳酸、醋酸、乙醇、总酚含量)与抗氧化指标(DPPH自由基清除能力、ABTS+自由基清除能力)之间的相关性,利用主成分分析建立不同发酵时间咖啡果皮酵素的综合指标(comprehensive evaluation index,CEI),确定咖啡果皮酵素发酵状态。结果表明:随着发酵时间的延长,微生物利用糖类等营养物质合成乙醇、醋酸、乳酸等成分,同时使咖啡果皮中的活性物质更好地溶出,蛋白质、总酚含量显著上升,对ABTS+自由基和DPPH自由基的清除能力显著增强;发酵过程中各指标之间具有一定的相关性,其中总酚含量变化趋势与对ABTS+自由基和DPPH自由基的清除能力表现得尤为显著;适当的延长发酵时间有利于提高咖啡果皮酵素综合指标。     

基于非靶向代谢组学分析副干酪乳杆菌发酵枸杞汁各阶段代谢差异

为研究副干酪乳杆菌NXU-19004发酵对枸杞汁品质特性的影响,采用气相色谱-质谱非靶向代谢组学技术对4 种不同阶段枸杞发酵液差异代谢物进行鉴定分析,结合主成分分析和偏最小二乘判别分析对其进行精确区分。再通过京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）数据库注释差异代谢物参与的代谢途径,从中筛选出关键代谢物。结果表明,4 种发酵液共检测到63 种非挥发性差异代谢物,其中氨基酸类、有机酸类、酯类等成分在枸杞发酵液中平均相对丰度总体呈上升趋势。多元统计分析结果显示,各样品之间差异显著,均有明显样本聚集区,表明代谢产物可用于甄别发酵阶段。共注释到47 条代谢途径,富集代谢产物较多且显著性高的关键通路有9 条,且多与氨基酸代谢相关,可见发酵阶段对枸杞发酵液中氨基酸类物质的代谢影响最大。进一步确认了关键代谢物为丙氨酸、柠檬烯、苯甲醛、苯甲酸、烟酰胺、烟酸、角鲨烯、脯氨酸、肌氨酸、2-苯基乙酰胺。该研究从代谢组学角度初步揭示了枸杞及其乳酸菌发酵产品的代谢产物差异性以及特征化合物,为进一步研究影响乳酸菌发酵形成差异的因素提供理论依据。     

基于GC-TOF-MS的大黄鱼鱼卵鱼露快速发酵过程中代谢产物分析

为了解大黄鱼鱼卵鱼露快速发酵过程中代谢产物的差异及变化，采用气相色谱-飞行时间质谱技术对发酵30 d的大黄鱼鱼卵鱼露进行监测。对所得的数据进行多元统计分析，根据统计学上显著差异P值不大于0.05，且正交偏最小二乘判别分析第1主成分变量重要性值投影值不小于1的条件对差异代谢物进行筛选并进行凝聚层次聚类。结果表明：大黄鱼鱼卵鱼露发酵过程中的显著差异代谢产物共有46 种，其中包括10 种糖、9 种醇、7 种氨基酸、6 种有机酸、4 种酯、3 种醛、1 种脂肪酸以及6 种其他化合物。差异代谢产物主要参与的代谢通路为缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成，蛋白质消化吸收，半乳糖代谢，氨酰-tRNA生物合成，甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢，硫代葡萄糖苷生物合成，三羧酸循环，氨基酸的生物合成，莽草酸类生物碱的生物合成，磷酸肌醇代谢，不饱和脂肪酸的生物合成。所映射出的15 种极显著差异代谢物中氨基酸类代谢物参与了多条代谢通路。本研究结果为大黄鱼鱼卵鱼露的工业化提供一定理论依据。     

基于宏基因组分析桑葚酵素的微生物多样性

采用宏基因组技术分析桑葚酵素发酵前、中、后期微生物的丰度及多样性。方法:对桑葚酵素发酵前期(18 d)、中期(42 d)、后期(60 d)的样品进行基因组DNA抽提、PCR扩增及产物纯化、荧光定量、Illumina PE文库制备、Illumina高通量测序等操作,将测序数据优化后分析各分类水平上桑葚酵素发酵过程中细菌和真菌组成及其多样性的变化。结果表明:通过分析生物多样性指数获得桑葚酵素发酵过程中细菌较真菌丰富。在属水平上分析微生物多样性,桑葚酵素发酵过程中的优势菌是乳杆菌属。在发酵前期的优势菌是酵母(92.16%)。本文阐明了桑葚酵素在自然发酵过程中微生物的动态变化及其多样性机制,为后续开发新型人工可控桑葚酵素提供理论基础。     

草莓酵素发酵过程中氨基酸成分分析和蛋白质营养评价

为研究不同发酵时间草莓酵素发酵液中的蛋白质、氨基酸和非蛋白质氨基酸γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)含量及营养价值,利用氨基酸自动分析仪对草莓酵素发酵过程中的氨基酸含量进行分析,通过氨基酸评分标准评价其蛋白质营养成分,通过与WHO/FAO推荐的人体必需氨基酸模式进行对比,并利用氨基酸含量阀值评价发酵过程中不同风味氨基酸对发酵液口感贡献。结果得出:在草莓酵素发酵过程中,蛋白质含量在发酵前期明显增加,经小幅度下降后再缓慢增加;总氨基酸含量有明显上升,其中氨基酸含量最高的是天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu),在检测限范围内未检出甲硫氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)和组氨酸(His);利用聚类分析可将不同发酵时间的草莓酵素氨基酸发酵液分为四类;比值系数分在发酵前期波动较大,后期有缓慢上升。不同时间发酵液中除Met外其它8种必需氨基酸得分均大于1,属较严重的营养过剩。除发酵前30 d外,SRC值均大于55%,在整个发酵过程营养价值由高到低依次是:155 d > 140 d > 110 d > 30 d > 75 d > 50 d;发酵过程中只有Asp和Glu两种鲜味氨基酸的含量阀值比大于1,其它风味氨基酸对草莓酵素风味的影响不明显。经过155 d的发酵,草莓酵素中蛋白质和氨基酸含量有所提高,其中必需氨基酸含量显著上升(p<0.05),草莓酵素营养丰富,适当的延长发酵时间,蛋白质营养均衡度也将有所提高。     

沙棘酵素自然发酵过程中品质特征和细菌群落动态变化

为揭示沙棘酵素发酵过程中细菌菌群结构演变规律及自然发酵本质,利用Illumina Miseq高通量测序技术分析发酵过程中细菌群落结构的变化,同时对其各项理化指标和活性成分的变化规律进行分析。结果表明,经过60 d自然发酵,pH由4.42下降至3.47,总酸由2.6 g/L增加至10.54 g/L,总糖由80.69 g/L下降至32.59 g/L,可溶性性蛋白由0.87 g/L下降至0.28 g/L,而总黄酮和总多酚分别由0.11 g/L和1.24 g/L增加至0.47 g/L和4.55 g/L。沙棘酵素发酵过程中细菌群落的物种多样性整体呈逐渐下降的变化趋势。在整个发酵过程中,厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）是主要优势菌门,其相对丰度之和大于97%。乳杆菌属（Lactobacillus）是发酵后期的绝对优势属,其发酵60 d的相对丰度可达82.16%。此外,冗余分析结果表明pH和总酸是沙棘酵素发酵过程中细菌群落演替的主要驱动力。该研究加深对自然沙棘酵素发酵机制的认识,为筛选潜在价值的益生菌和实现精准人工调控提供科学依据。     

接种发酵对葡萄酵素多酚生物利用度及抗氧化活性的影响

为明确接种发酵对葡萄酵素多酚生物利用度及抗氧化活性的影响,研究葡萄酵素发酵过程中发酵特性、酚类物质及抗氧化活性的变化,并采用体外模拟胃肠道消化实验对其多酚的生物利用度进行评估.结果 表明:葡萄酵素发酵过程中还原糖质量浓度由31.91 g/L逐渐降低至0.46 g/L,pH值由3.77降至3.19,乙醇体积分数于发酵第6...     

糙米和大米非靶向代谢组学分析

为分析全谷物糙米和大米的差异代谢产物及其代谢途径，采用液相色谱-串联质谱联用非靶向代谢组学技术，分析糙米碾磨前后的代谢物变化和主要参与代谢途径。通过单变量和主成分分析、偏最小二乘判别分析和聚类分析等多变量统计分析发现，在差异倍数不小于1.2或不大于0.833 3、P＜0.05、变量投影重要性值不小于1的条件下，正离子模式下检测到糙米和大米中显著变化的差异代谢物为460 种（其中上调300 种、下调160 种），负离子模式下检测到糙米和大米中显著变化的差异代谢物为579 种（其中上调383 种、下调196 种）；正离子模式下主要参与代谢途径为2 条（苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成、组氨酸代谢），参与代谢物为4 种；负离子模式下主要参与代谢途径为5 条（甜菜碱生物合成、C5-支链二元酸代谢、嘌呤代谢、玉米素生物合成和碳代谢），参与代谢物为10 种。结果发现，全谷物糙米与大米相比，差异代谢物上调为主，而且通过影响氨基酸代谢、碳代谢、嘌呤代谢、玉米素代谢和甜菜碱生物合成等代谢途径，调节米糠和胚中多种氨基酸、多酚、脂肪酸类物质含量，提升稻米的营养品质。本研究为全谷物糙米的营养评价提供理论依据，为以糙米为原料的相关加工技术和产品的开发提供基础。     

高通量测序分析沙棘酵素自然发酵过程中细菌多样性

为探寻沙棘酵素在自然发酵过程中细菌群落结构及多样性的变化,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对不同发酵时期的沙棘酵素液进行细菌多样性研究。结果表明：经可操作分类单元（operational taxonomic unit,OTU）分析共得到25 个门,57 个纲,149 个目,239 个科,422 个属,601 个种;在门水平上进行群落组成分析,共得到5 种优势菌门,分别为蓝藻细菌门（Cyanobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、未知细菌菌门（unclassified_k__norank_d__Bacteria）、酸杆菌门（Acidobacteriota）、厚壁菌门（Firmicutes）,其中,Cyanobacteria为绝对优势菌门,在前期（F22_Q）、中期（F22_Z）和后期（F22_H）3 个发酵阶段的相对丰度分别为93.28%、66.59%和35.40%;在属水平上共有5 种优势菌,分别为norank_f__norank_o__Chloroplast、雷尔氏菌（Ralstonia）、unclassified_k__norank_d__Bacteria、norank_f__Mitochondria、Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia,其中,norank_f__norank_o__Chloroplast为绝对优势菌属,相对丰度范围为35.39%～93.28%;通过样本层级聚类分析和主成分分析,3 个发酵阶段可聚为两类,前期（F22_Q）和中期（F22_Z）聚为一类,后期（F22_H）为一类。本研究揭示了沙棘酵素自然发酵过程中细菌群落演替,为沙棘酵素发酵奠定了一定的理论基础。     

低能离子注入诱变酿酒酵母菌胞外代谢产物的差异性分析

基于代谢组学方法研究低能离子束诱变重组菌株N6076与原始菌株Kh08在不同发酵时期的差异性胞外代谢产物,并通过网络药理学探讨了相关代谢通路。结果表明,不同时期两种菌株的胞外代谢产物存在明显差异,鉴定出VIP1的15种代谢差异物,其中吲哚3-丙酸不仅作为共同的代谢产物,而且其差异性也最为显著。基于网络药理学的差异代谢物的通路分析,结果表明该重组菌株中有四条代谢通路存在显著性差异,分别是:醚脂代谢、糖基磷脂酰肌醇(GPI)-锚定生物合成、泛酸和Co A的生物合成、甘油磷脂。论文研究为进一步认识重组酵母菌的代谢差异提供了科学依据,为下一步的菌种改良提供可能的驯化方向。