摘要
南瓜(Cucurbitamoschata)富含碳水化合物、胡萝卜素、多肽、固醇、维生素等生物活性物质，具有较高营养价值，然而由于现有技术和市场的限制，我国南瓜深加工产业生产规模较小、产品种类较少并且附加值较低，因而开发新型南瓜深加工产品对推动南瓜产业的发展具有重要意义。发酵果蔬汁不仅能保留果蔬的营养成分，赋予产品独特的风味，而且具有提高抗氧化活性、促进肠道代谢、预防心脑血管疾病等作用，然而目前关于乳酸菌发酵南瓜汁的报道很少。因此，本课题以南瓜为原料，研究干酪乳杆菌(LacticaseibacilluscaseiATCC334,Lc)、植物乳杆菌(LactiplantibacillusplantarumCICC20265,Lp)、嗜酸乳杆菌(LactobacillusacidophilusCGMCC1.2686,La)、瑞士乳杆菌(LactobacillushelveticusCICC6024,Lh)和副干酪乳杆菌(LacticaseibacillusparacaseiCICC20245,Lpc)对南瓜汁化学成分、抗氧化活性、感官评价的影响，以筛选出发酵南瓜汁的最适菌株。采用筛选出的2种菌株混合发酵并优化其工艺参数，并探究混菌发酵对南瓜汁非挥发性成分和挥发性成分的影响，还探究了混菌发酵南瓜汁在4℃贮藏21d的品质变化。最后，进一步探究了混菌发酵南瓜汁的抗氧化和降血糖活性。本研究旨在推动南瓜深加工产业的发展，为开发高品质发酵南瓜汁产品提供理论依据。主要研究结果如下: (1)发酵南瓜汁最适乳酸菌菌株的筛选 采用5种乳酸菌分别发酵南瓜汁，结果表明发酵后5种乳酸菌活菌数大约均在8.0logCFU/mL以上，总酸含量最高达到5.19g/L,pH值从6.42显著下降到3.09-3.61,总糖和还原糖含量均显著降低。发酵后南瓜汁a*值和b*值显著降低，L*值显著升高，Lh和La发酵南瓜汁的△E值最低。乳酸菌主要利用果糖、蔗糖和葡萄糖进行发酵，Lpc发酵南瓜汁中有机酸含量最高，La和Lh发酵后南瓜汁总酚含量分别达到52.80mg/L和59.66mg/L。Lh和Lp发酵南瓜汁的DPPH清除率最高，La发酵南瓜汁的羟基自由基清除率最高。La和Lh发酵南瓜汁含有最丰富的挥发性物质并且感官评分最高。综合评价最终选择La和Lh作为发酵南瓜汁的最适菌株。 (2)混菌发酵南瓜汁工艺优化及贮藏期研究 以总酚含量和DPPH清除率为指标，对混菌发酵南瓜汁工艺条件进行单因素和响应面实验，确定最佳工艺条件为接种比例1∶1,发酵时间为52h,接种量为1.80％。混菌发酵对南瓜汁中富马酸和柠檬酸的形成有显著的促进作用。此外，混菌发酵显著提高了没食子酸、绿原酸、表儿茶素和阿魏酸的含量。混菌发酵促进了甜味氨基酸的释放和苦味氨基酸的减少，从而显著改善了发酵南瓜汁的风味。在挥发性成分方面,聚类热图分析显示混菌发酵南瓜汁挥发性化合物的丰度最大;PLS-DA分析表明混菌发酵能够显著提升具有果味和甜味的特征挥发性物质1-壬醇、甲酸庚酯、芳樟醇和α-松油醇含量。在4℃贮藏21d内混菌发酵南瓜汁始终呈现明亮的橙黄色，具有独特的乳酸菌风味和淡淡的南瓜香味，活菌数始终大于107CFU/mL。在4℃条件下，乳酸菌生长代谢缓慢，pH和总酸变化比较平缓，总酚含量略有下降。在21d时霉菌和酵母菌超出国标要求，大肠杆菌在整个贮藏期内始终未检出。 （3）混菌发酵南瓜汁抗氧化和降血糖活性研究 采用HepG2细胞建立氧化损伤模型，混菌发酵南瓜汁处理后HepG2细胞活力能恢复至89.58％;Lh和混菌发酵南瓜汁处理后HepG2细胞SOD活力显著提高;La发酵南瓜汁能显著提高氧化损伤HepG2细胞的CAT活力;混菌发酵南瓜汁处理后HepG2细胞MDA含量比H2O2模型组降低30.72％,并且GSH含量比H2O2模型组提高2.26倍。综上，混菌发酵南瓜汁缓解HepG2细胞氧化损伤的效果最好。皮尔逊相关性分析表明，SOD与咖啡酸、对香豆酸、鞣花酸和槲皮素呈显著正相关，GSH与没食子酸、表儿茶素和芥子酸呈显著正相关。La发酵南瓜汁对α-淀粉酶活性的抑制效果最好，混菌发酵南瓜汁对α-葡萄糖苷酶的抑制效果最好。此外，混菌发酵南瓜汁和La发酵南瓜汁能显著提高胰岛素抵抗HepG2细胞的葡萄糖消耗量，说明二者具有潜在的降血糖效果。 综上所述，混菌发酵可以促进南瓜汁生物活性成分积累、改善风味，对HepG2细胞的氧化损伤和胰岛素抵抗具有显著的缓解作用，因而可以开发成一款乳酸菌发酵功能性饮料。
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