植物乳杆菌发酵剂的制备及抗氧化活性的研究

论文摘要

本文对植物乳杆菌发酵剂制备的关键技术进行了研究,筛选了增殖培养基和高效冻干保护剂,优化了植物乳杆菌增殖培养、细胞浓缩分离等工艺条件,在此基础上,评价了其产物的抗氧化活性功能,旨在探讨植物乳杆菌的生物活性作用机理及其功能成分和量效关系,为开发含有植物乳杆菌的功能性乳制品提供理论和技术基础。实验确定了植物乳杆菌的最佳增殖培养基组成为：11%脱脂乳、0.5%乳糖、0.5%胰蛋白胨、0.8%酵母浸粉、8%新鲜乳清、0.8%复合维生素、1%Na2HPO4-KH2PO4。在此培养基中37℃恒温培养12h,活菌数达到1.53×109cfu·mL-1,较不添加复合生长因子培养基提高了5.3倍。将植物乳杆菌发酵液离心,选择最佳离心条件：转速为4000r/min,离心时间为20min,添加复合保护剂10%海藻糖、11%脱脂乳、4%谷氨酸钠制成菌悬液,经过真空冷冻干燥,冻干存活率达到78.8%。本研究探讨了植物乳杆菌和保加利亚乳杆菌完整细胞、无细胞提取物、灭活菌体及冻干菌体的抗氧化活性。测定了两种植物乳杆菌和保加利亚乳杆菌的DPPH清除能力、羟自由基清除能力、超氧阴离子清除能力、抗脂质过氧化能力、还原能力和对金属离子的螯合能力,对比其抗氧化活性的差别。结果表明,植物乳杆菌的抗氧化活性优于保加利亚乳杆菌,菌体浓度为109cfu·mL-1的植物乳杆菌和保加利亚乳杆菌无细胞提取物的DPPH自由基清除率最高为47.8%和41.1%。清除羟自由基实验表明,浓度为109cfu-mL"’的植物乳杆菌各提取物清除羟自由基能力与同体积的1mmol·L-1抗坏血酸相当。清除超氧阴离子实验中,植物乳杆菌无细胞提取物清除率达到了48.7%。植物乳杆菌无细胞提取物和完整细胞还原活性分别相当于307±5.4μmol·L-1和263±4.3μmol·L-1的L-半胱氨酸。对亚铁离子和铜离子螯合能力分别为53.6%、83.1%和28.1%、43.7%。这几项结果表明,无细胞提取物表现出较强的抗氧化活性,说明乳酸菌胞内物质是菌产生抗氧化活性的主要因素,为综合利用植物乳杆菌提供了有利依据。通过动物实验,探讨植物乳杆菌对D-半乳糖致衰小鼠抗氧化系统的影响。6周后测定小鼠血清及肝组织中超氧化物歧化酶（SOD）的活性、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、过氧化氢酶（CAT）、总抗氧化能力（T-AOC）、丙二醛（MDA）的活性。结果显示：与衰老模型对照组相比,正常组及灌胃植物乳杆菌的小鼠抗氧化活性都有显著性提高。其中,灌胃植物乳杆菌无细胞提取物组的小鼠相对于衰老模型组的小鼠,其血清和肝脏的SOD、GSH-Px、CAT活力有所提到,都达到显著水平（P<0.05）。植物乳杆菌完整细胞组血清以及肝组织T-AOC均有升高,达到显著水平（P<0.05）。植物乳杆菌完整细胞肝组织中MDA水平明显降低,达显著水平（P<0.05）。总之,植物乳杆菌能够一定程度的改善小鼠的抗氧化能力,从而对机体细胞起到保护作用,是一种具有开发潜力的生物活性物质。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 乳酸菌简介
• 1.1.1 乳酸菌的分类
• 1.1.2 乳酸菌的分布
• 1.2 乳酸菌的生理功能
• 1.2.1 改善胃肠道功能
• 1.2.2 改善免疫能力
• 1.2.3 抗菌作用
• 1.2.4 改善营养健康状况
• 1.2.5 缓解乳糖不耐症,促进Ca的吸收,生成营养物质
• 1.3 国内外益生菌制品的研究进展
• 1.3.1 国际上使用的益生菌种
• 1.3.2 国内外益生菌产品
• 1.3.3 乳酸菌的增殖培养与浓缩
• 1.3.4 国内外浓缩型乳酸菌发酵剂的研究及应用现状
• 1.4 自由基与生物体内的抗氧化防御体系
• 1.4.1 自由基的定义
• 1.4.2 自由基的危害
• 1.4.3 生物体内的抗氧化防御体系
• 1.4.4 具有抗氧化活性的物质
• 1.5 乳酸菌的抗氧化作用
• 1.5.1 国内外乳酸菌抗氧化研究现状
• 1.5.2 乳酸菌抗氧化活性的体内实验
• 1.6 乳酸菌抗氧化作用可能的机理
• 1.6.1 螫合金属离子与清除活性氧
• 1.6.2 酶活性对细胞抗氧化能力的影响
• 1.6.3 非酶类还原性物质及其他
• 1.7 乳酸菌抗氧化能力的检测
• 1.7.1 脂质过氧化抑制能力的测定
• 1.7.2 自由基清除能力的测定
• 1.7.3 抗氧化乳酸菌制品的应用前景
• 1.8 植物乳杆菌菌简介
• 1.9 本课题研究的目的和意义
• 1.9.1 背景和必要性
• 1.9.2 研究目的
• 1.9.3 研究意义
• 1.10 研究的主要内容
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料、仪器与主要试剂
• 2.1.1 菌种
• 2.1.2 主要原材料
• 2.1.3 培养基
• 2.1.4 试验动物
• 2.1.5 主要仪器
• 2.1.6 主要试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 植物乳杆菌发酵剂制备的工艺流程
• 2.2.2 测定方法
• 2.2.3 实验试剂的配制方法
• 2.2.4 植物乳杆菌计数培养基及培养方法的筛选
• 2.2.5 植物乳杆菌增菌培养基的制备
• 2.2.6 植物乳杆菌发酵剂的制备
• 2.2.7 植物乳杆菌发酵剂的制备
• 2.2.8 冻干产品复水介质及复水条件的确定
• 2.2.9 冻干产品的品质评定
• 2.3 实验样品的制备方法
• 2.3.1 菌体的制备
• 2.3.2 植物乳杆菌及保加利亚乳杆菌体外抗氧化活性的测定
• 2.3.3 动物与分组方法
• 3 结果与讨论
• 3.1 菌落形态与细胞形态
• 3.1.1 菌体在MRS及显微镜下形态
• 3.1.2 液体培养特征
• 3.2 植物乳杆菌计数培养基的选择和培养方法的确定
• 3.2.1 不同培养基对单层平板法培养乳酸菌的影响
• 3.2.2 不同培养基对厌氧培养法培养乳酸菌的影响
• 3.3 植物乳杆菌增菌培养基的制备
• 3.3.1 植物乳杆菌最适生长基础培养基的选择
• 3.3.2 植物乳杆菌在基础培养基中生长曲线的测定
• 3.3.3 增菌培养基中缓冲盐的选择
• 3.3.4 增菌培养基的营养强化
• 3.4 冻干保护条件的确定
• 3.4.1 保护剂的种类及添加量的确定
• 3.4.2 冻干产品复水介质及复水条件的确定
• 3.4.3 冻干产品的品质评定
• 3.5 响应面分析实验优化超声破碎条件的结果
• 3.5.1 响应面分析实验
• 3.5.2 响应面方差分析
• 3.5.3 响应面曲面分析
• 3.6 植物乳杆菌体外抗氧化能力的测定
• 3.6.1 植物乳杆菌清除羟自由基的能力
• 3.6.2 两株乳酸菌清除超氧阴离子能力的比较
• 3.6.3 两株乳酸菌抗脂质过氧化能力比较
• 3.6.4 两株乳酸菌清除DPPH能力比较
• 3.6.5 两株乳酸菌还原能力的比较
• 3.6.6 两株乳酸菌螯合金属离子能力的比较
• 3.6.7 两株乳酸菌巯基含量的比较
• 3.7 植物乳杆菌体内抗氧化能力的测定
• 3.7.1 不同菌体制剂对衰老模型小鼠体内SOD含量的影响
• 3.7.2 不同菌体制剂对衰老模型小鼠体内MDA含量的影响
• 3.7.3 不同菌体制剂对衰老模型小鼠体内过氧化氢酶CAT水平的影响
• 3.7.4 小鼠血清及肝脏组织中总抗氧化（T-AOC）能力的测定
• 3.7.5 不同菌体制剂对衰老模型小鼠体内GSH-Px含量的影响
• 4 结论
• 4.1 植物乳杆菌发酵剂的制备
• 4.2 植物乳杆体外抗氧化活性检测结论
• 4.3 植物乳杆菌体内抗氧化动物实验
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 8 致谢