脱脂麦胚发酵工艺及其提取物生物活性研究

摘要

小麦是世界上种植最广泛的粮食作物之一，全世界约有35％～40％的人口将小麦作为主要粮食作物。现代食品科学和营养学研究表明，小麦胚芽中不仅含有丰富优质的蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等营养物质，还含有一些生物活性物质。已有研究表明在对小麦胚芽进行发酵后，发酵提取物中的生物活性物质含量明显增多，但目前国内对小麦胚芽的发酵研究较少，且主要集中在小麦胚芽发酵食品上，对小麦胚芽发酵提取物中的生物活性物质则基本没有研究。小麦胚芽的α—淀粉酶活力很高，与大麦胚芽相当，这为用小麦胚芽做为发酵原料进行发酵提供了充分的条件。 论文以脱脂小麦胚芽(以下简称脱脂麦胚)为发酵原料，筛选适合脱脂麦胚发酵的菌种，确定了最优的发酵条件，同时研究了脱脂麦胚发酵提取物的抗氧化活性、抑菌活性和抗肿瘤活性。论文的主要研究结果如下： 1．建立一种检测脱脂麦胚发酵提取物中2，6—二甲氧基对苯醌的高效液相色谱检测方法。色谱条件：色谱柱：shim—packVP—ODS(250mm×4.6mm，5μm)，流动相采用V(甲醇)：V(水)=75：25，流速1.0mL/min，进样量10μL，柱温30℃，检测波长288nm。 2．以脱脂麦胚发酵提取物中2，6—二甲氧基对苯醌含量为评价指标，绘制单菌株产2，6—二甲氧基对苯醌曲线，从中筛选出最适合小麦胚芽发酵的菌株，最终确定最优的发酵菌株是安琪耐高温酿酒高活性干酵母，通过单因素试验和正交试验评价五株安琪系列酿酒酵母的发酵性能，最佳的发酵条件为：麦胚(W)：水(V)=1：14；麦胚(W)：菌种(W)=3：1；发酵时间为36h：发酵温度为30℃。 3．测定了脱脂麦胚发酵提取物对DPPH自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基的清除作用并采用同步荧光法测定了发酵提取物对脂质氧化的抑制作用。结果表明，发酵提取物对DPPH自由基、羟基自由基有显著的清除作用，随着样品浓度增加，清除作用增强。当样品浓度为1.0mg/ml时，对DPPH自由基、羟基自由基的清除率最大，分别为82.9％和86％；提取物对超氧阴离子自由基的清除作用与抑制脂质氧化的作用不明显，当样品浓度为1.0mg/mL时的抑制率最大，分别为38％和19％。未发酵的脱脂麦胚提取物除了高浓度时对DPPH自由基有一定的清除作用，在其余抗氧化试验中均未表现出抗氧化活性。 4．采用牛津杯法与滤纸片扩散法测定脱脂麦胚发酵提取物对八种主要致病菌的抑制作用，用二倍稀释法确定发酵提取物的最小抑菌浓度(MIC)，并且研究了发酵提取物对高温和紫外线的稳定性以及不同作用时间对抑菌效果的影响。结果表明，脱脂麦胚发酵提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌都有明显的抑制作用，最小抑菌浓度分别为12.5mg/mL，12.5mg/mL，50mg/mL；发酵提取物对供试的酵母菌和霉菌无抑制作用；经过高温处理和紫外处理的发酵提取物抑菌活性明显下降，在12h内随着时间的延长抑制率上升；未经发酵的脱脂麦胚提取物对八种供试菌都没有抑制作用。 5．采用四氮唑蓝(methylthiazolyltetrazolium，MTT)比色分析法，初步研究了脱脂麦胚发酵提取物的体外抗肿瘤活性。通过脱脂麦胚发酵提取物对人类子宫颈癌细胞Hela细胞，鼠恶性黑素瘤B16细胞，人胃痛细胞SGC细胞，肺腺癌A549细胞四种肿瘤细胞的抑制增殖分析表明，脱脂麦胚发酵提取物对四种供试肿瘤细胞有不同程度的抑制增殖作用，最大抑制率为40.5％，最小抑制率为零。其中，甲醇提取物的抗肿瘤活性优于乙醇提取物，随着作用时间和浓度的增加，抑制率也增大；发酵提取物对B16细胞株的抑制作用最好。发酵液的两种干燥方式对试验肿瘤细胞的抑制率无明显影响

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1小麦胚芽概述

1.1.1小麦胚芽的营养成分研究

1.1.2小麦胚芽生物活性物质的研究

1.1.3国内外对小麦胚芽的综合利用现状

1.2醌类物质研究进展

1.2.1醌类物质米源

1.2.2醌类物质生物活性研究现状

1.3天然产物生物活性研究方法

1.3.1抗氧化活性

1.3.2抑菌活性

1.3.3抗肿瘤活性

1.4立题背景及意义

1.5主要研究内容

第二章2，6-二甲氧基对苯醌HPLC测定方法的建立

2.1引言

2.2试验材料及仪器

2.2.1.材料与试剂

2.2.2试验仪器

2.3试验方法

2.3.1样品的预处理

2.3.2标准液的配制

2.3.3色谱条件

2.3.4回收率及精密度试验

2.4结果与分析

2.4.1样品的预处理

2.4.2紫外扫描确定最大吸收波长

2.4.3标准曲线的绘制

2.4.4 HPLC法分析预处理样品中2,6-二甲氧基对苯醌含量

2.4.5高效液相色谱方法的准确性和精密度

2.5本章小结

第三章发酵脱脂麦胚菌种筛选及发酵条件优化

3.1引言

3.2材料及仪器

3.2.1试验材料

3.2.2试验仪器

3.3试验方法

3.3.1喷雾干燥条件的选择

3.3.2单菌株产2,6-二甲氧基对苯醌曲线的测定

3.3.3料液比对2,6-二甲氧基对苯醌得率的影响

3.3.4菌种添加量对2,6-二甲氧基对苯醌得率的影响

3.3.5发酵时间对2,6-二甲氧基对苯醌得率的影响

3.3.6发酵温度对2,6-二甲氧基对苯醌得率的影响

3.4结果与分析

3.4.1喷雾干燥条件的确定

3.4.2单菌株产2,6-二甲氧基对苯醌曲线的确定

3.4.3料液比对2,6-二甲氧基对苯醌浓度的影响

3.4.4.菌种添加量对2,6-二甲氧基对苯醌浓度的影响

3.4.5发酵时间对2,6-二甲氧基对苯醌浓度的影响

3.4.6发酵温度对2,6-二甲氧基对苯醌浓度的影响

3.4.7正交试验确定最佳麦胚发酵条件

3.5本章小结

第四章脱脂麦胚发酵提取物的抗氧化活性研究

4.1引言

4.2材料与仪器

4.2.1材料与试剂

4.2.2试验仪器

4.3试验方法

4.3.1清除DPPH·自由基的测定

4.3.2清除羟基自由基的测定

4.3.3清除超氧阴离子自由基

4.3.4同步荧光法评价熟肉糜的氧化状态

4.4结果与分析

4.4.1清除DPPH自由基的测定结果

4.4.2清除羟基自由基的结果

4.4.3清除超氧阴离子自由基的结果

4.4.4冷藏数肉糜脂质氧化抑制率的测定结果

4.5本章小结

第五章脱脂麦胚发酵提取物的抑菌活性研究

5.1引言

5.2材料与仪器

5.2.1材料与试剂

5.2.2试验仪器

5.3试验方法

5.3.1供试液的制备

5.3.2菌悬液的制备

5.3.3抑菌试验方法

5.4结果与分析

5.4.1抑菌圈直径大小测定结果

5.4.2最低抑菌浓度(MIC)的测定结果

5.4.3作用时间与抑菌率的关系

5.4.4高温处理和紫外处理对抑菌物抑菌作用的影响

5.5本章小结

第六章脱脂麦胚发酵提取物抗肿瘤活性的初步研究

6.1前言

6.2材料与仪器

6.2.1.材料

6.2.2试验仪器

6.3试验方法

6.3.1抗肿瘤活性物质的制备

6.3.2 MTT法测定提取物的抗肿瘤活性

6.3.3比较不同提取溶剂提取物对肿瘤细胞的增殖抑制作用

6.3.4比较不同干燥方后的提取物对肿瘤细胞增殖活性的影响

6.3.5统计学方法

6.4结果与分析

6.4.1不同溶剂提取物对四种供试肿瘤细胞的抑制率

6.4.2不同干燥方法对产物抗肿瘤活性的影响

6.5本章小结

第七章主要结论与展望

7.1主要结论

7.2展望

参考文献

致谢

在读学位期间发表的论文