摘要
银杏(Ginkgo biloba L.)是我国重要的经济树种之一,银杏外种皮中含有丰富的银杏酚酸和多糖等活性成分,具有抗炎、抗肿瘤、杀虫抑菌等功效。但目前大部分的银杏外种皮被丢弃堆积在野外,不仅会发出恶臭味,还会污染水资源和抑制植物生长,既浪费资源,又污染环境。为了充分利用银杏外种皮,本论文开展了银杏外种皮农用植物酵素的研制。 从银杏外种皮自然发酵液中分离筛选酵母菌和乳酸菌,优化酵素发酵工艺,分析银杏外种皮农用植物酵素储藏过程中主要理化成分的变化规律,得到主要研究结果如下: 1.银杏外种皮农用植物酵素发酵菌种的筛选。以自然发酵的银杏外种皮农用植物酵素为菌种来源,将分离出的酵母菌置于不同pH(2.0、3.0、4.0、5.0、6.0)培养基上通过测定OD600 nm进行耐酸性试验,并测定生长曲线发现,酵母菌JM1、JM4、JM5、JM7、JM8耐酸性和生长能力较好,结合ITS测序,鉴定JM1为酵母属酵母,JM4为布鲁塞尔酒香酵母,JM5为毕赤酵母,JM7为库德毕赤酵母,JM8为膜璞毕赤酵母。根据糖发酵试验结果发现毕赤酵母菌JM5对多种糖的利用率较高,选择JM5用于后续试验。 将分离出的乳酸菌置于MRS肉汤培养基中培养,通过测定产酸量和生长曲线发现,乳酸菌RS1、RS3、RS6、RS7、RS8、RS13产酸性和生长能力较强的菌种,结合16S rDNA测序,鉴定RS1为戊糖片球菌,RS3和RS7为植物乳杆菌,RS6、RS8、RS13为戊糖乳杆菌。根据6株菌产SOD酶活性的结果表明,RS7产SOD酶活能力最强且在发酵用途和抗氧化能力上优于其他的菌种,选择RS7作为后续发酵菌种。 2.银杏外种皮农用植物酵素发酵工艺优化。利用筛选的植物乳杆菌RS7和毕赤酵母菌JM5,通过单因素试验探究发酵温度、发酵时间、料液比和菌种体积比例对酵素发酵过程中SOD酶活和总酸含量的影响,并利用响应面试验优化酵素最佳发酵条件,其优化所得结果如下:发酵温度为35℃,发酵时间为5 d,菌种体积比例(乳酸菌∶酵母菌)为1.80∶1,料液比(银杏外种皮质量和水体积之比,g/mL)为1∶5.60,此条件下发酵酵素的SOD酶活为102.99 U/mL,总酸含量为3.06 g/L,为银杏外种皮农用植物酵素的加工工艺提供理论依据。 对优化条件下的酵素主要理化成分进行了检测分析,pH为3.83,有机质为34.94 g/L,蛋白酶活性为0.96 U/mL,SOD酶活性为102.99 U/mL,总酸含量为3.06 g/L,总酚含量为1.20mg/mL,β-葡聚糖酶活性为2.51 U/mL,银杏酸含量为84.56μg/mL。一般理化指标(pH、有机质)和特征性指标(蛋白酶活、总酚含量和β-葡聚糖酶活)均高于农用植物酵素行业标准,此酵素达到行业标准的要求。 3.银杏外种皮农用植物酵素储藏过程中主要理化成分的变化。检测分析了酵素在4℃低温和25℃常温储藏温度下、6个月的储藏期内蛋白酶、总酚等理化成分变化规律。结果表明:25℃常温储藏6个月后蛋白酶降低至0.58 U/mL,降低了 39.6%,高于行业标准0.1 U/mL;SOD酶活降至84.04 U/mL,降低了 18.4%;总酸含量上升至3.52 g/L,上升了 15.1%;总酚含量上升至1.34 mg/mL,上升了11.4%,高于行业标准0.1 mg/mL;β-葡聚糖酶活性降低至2.34 U/mL,降低了 6.6%,高于行业标准0.2 U/mL;银杏酸含量上升至88.96 μg/mL,上升了 5.2%。4℃低温储藏6个月后蛋白酶降低至0.82U/mL,降低了 13.9%,高于行业标准0.1 U/mL;SOD酶活降至97.87 U/mL,降低了 5.0%;总酸含量上升至3.37 g/L,上升了 10.1%;总酚含量上升至1.27 mg/mL,上升了 5.6%,高于行业标准0.1 mg/mL;β-葡聚糖酶活性降低至2.42 U/mL,降低了 3.5%,高于行业标准0.2 U/mL;银杏酸含量上升至86.37 μg/mL,上升了 2.1%。在25℃(常温)和4℃(低温)下,酵素中特征性指标蛋白酶、总酚和β-葡聚糖酶在25℃和4℃下储藏6个月后仍明显高于农用植物酵素行业标准,表明该酵素符合行业标准规定。综合比较可知,相较于25℃,4℃下储藏各活性物质变化幅度不大,且能最大程度保持银杏外种皮农用植物酵素中的活性物质,更适宜酵素的保存。