纳豆芽孢杆菌发酵刺参中多糖的结构表征及消化特性研究

海参自古以来深受人们喜爱,被奉为“海八珍”之首,海参的加工以传统加工产品和简便化加工产品为主,精深加工产品仍然匮乏,不能满足市场多元化的需求,发酵海参产品仍处于空白阶段。本研究采用响应面法优化了纳豆芽孢杆菌发酵鲜刺参的工艺条件,并提取发酵前后的刺参多糖,对其结构、抗氧化活性及消化酵解特性进行了对比,以期为开发新型发酵海参产品提供理论依据。其主要研究结果如下:在单因素的基础上,以蛋白酶活性为检测指标,采用响应面法对纳豆菌发酵刺参的各个工艺条件进行优化。通过Plackett-BurErastin使用方法man实验获得对蛋白酶活性有显著影响的主要因素,采用中心组合实验建立回归模型获得主要因素的最佳工艺条件:刺参添加量、葡萄糖添加量和接种量分别为3.5%、7.5 g/L和4%;在最佳条件下进行发酵medical consumables,蛋白酶活性达到535.12 U/m L,与预测值522.56 U/m L无显著差异,说明模型具有可靠性。采用氯化十六烷基吡啶(CPC)法提取发酵前后刺参多糖,发酵前后刺参多糖的组成成分无显著差异,总糖含量分别为51.91%和49.09%;采用高效液相色谱法分析发酵前后刺参多糖的单糖组成,结果表明二者均由甘露糖、氨基葡萄糖、葡萄糖醛酸、氨基半乳糖、葡萄糖、半乳糖和岩藻糖组成,质量百分比分别为5.82:6.52:4.53:10.13:5.93:6.10:60.99和5.47:4.67:4.95:9.71:1.38:4.81:69.01;高效凝胶排阻色谱测定发酵前后刺参多糖的相对分子质量分别为1.07×10~(-6)和1.16×10~(-6);傅里叶变换红外光谱结果表明,发酵前后刺参多糖均含有岩藻糖、乙酰氨基以及硫酸基等取代基;差示扫描量热分析结果说明,发酵刺参多糖热稳定性降低。测定发酵前后刺参多糖的抗氧化活性,发酵刺参多糖的ABTS~+自由基清除能力高于刺参多糖,但DPPH自由基清除能力和羟自由基清除能力低于刺参多糖,两种多糖均没有铁还原能力。通过体外模拟口腔-胃部-小肠消化,研究发酵前后刺参多糖的消化过程,在模拟口腔消化MS-275过程中,两种多糖相对分子质量和还原糖含量均没有变化,消化终点也没有游离单糖产生,说明发酵前后刺参多糖无法被唾液消化;在模拟胃部消化过程中,两种多糖相对分子质量没有变化,但是还原糖含量增加,消化终点检测出少量游离的葡萄糖醛酸,说明胃液无法消化发酵前后刺参多糖,但能使葡萄糖醛酸水解;在模拟小肠消化过程中,两种多糖相对分子质量变小,还原糖含量没有变化,消化终点也没有游离单糖产生,说明发酵前后刺参多糖能够被小肠部分降解。通过体外模拟实验研究肠道微生物对两种多糖的酵解特性,在酵解终点两种多糖的相对分子质量和总糖含量均降低,说明发酵前后刺参多糖能够被肠道微生物利用。采用16S r DNA扩增子测序研究两种多糖对肠道微生物的影响,发酵前后刺参多糖没有改变肠道微生物群的物种丰度和均匀性,但能改变肠道微生物群的组成。