植物乳杆菌发酵黑果枸杞的代谢组学研究.docx

背景介绍

黑果枸杞中含有丰富的化学成分，当前以黑果枸杞为唯一原料的研究较少，使得黑果枸杞的功效、口感、风味等特性无法得到充分体现。植物乳杆菌具有调节天然产物中化学成分含量、改善其口感及风味的作用。反之天然产物作为良好的培养基也有利于植物乳杆菌的生长和繁殖，二者相互促进。本文以植物乳杆菌GH-6发酵黑果枸杞浆为对象，采用基于超高效液相色谱￣静电场轨道肼质谱联用（UPLC-PrbitrapMS）的代谢组学研究方式分析其发酵前后各类代谢物的变化。

文章亮点

以植物乳杆菌GH-6发酵黑果枸杞浆为研究对象，对发酵前后黑果枸杞浆的成分进行分析，共鉴定出61个代谢物；

植物乳杆菌GH-6发酵能显著影响黑果枸杞浆中的代谢变化；

为黑果枸杞有效营养成分的开发利用以及发酵制品等相关产品的研发提供参考和新的应用方向。

内容介绍

1??实验部分

1.1?乳酸菌发酵黑果枸杞方法

将植物乳杆菌GH-6（CGMCCNo.24276）冻干粉，用少量无菌生理盐水溶解，取一环划线于MRS固体培养基中，置于2.5L厌氧培养盒中37℃培养48h后取出。将发酵种子液按体积分数2%分别无菌接种于B瓶和C瓶的黑果枸杞汁培养基中，A瓶为空白对照不接菌。

1.2???LC-MS方法

本实验分为3组：黑果枸杞原浆组（A组）、黑果枸杞原浆发酵组（B组）和黑果枸杞原浆另加蔗糖和乳清蛋白的发酵组（C组），分别对应A、B、C瓶培养基发酵后的样品。取每组样品各6份，分别加入3倍体积的无水甲醇，涡旋震荡，在12000r/min下离心10min后，取上清液过0.22μm水相滤膜，置于4℃冰箱中待测。

2??结果与讨论

2.1?植物乳杆菌GH-6发酵条件的优化本研究考察了植物乳杆菌GH-6在不同温度黑果枸杞原浆中的活菌数量，结果如图1所示。随着发酵时间延长，各温度下活菌数目均逐渐增加，在12h后趋于稳定，其中37℃时活菌数目最高，因此植物乳杆菌GH-6的生长温度定为37℃。

图1???植物乳杆菌GH-6在不同温度黑果枸杞原浆中的生长曲线

Fig.1????GrowthcurveofLactobacillusplantarumGH-6intheLyciumRuthenicumMurr.pureeatdifferenttemperatures

2.2?黑果枸杞发酵前后的PCA和HCA分析

采用PCA及HCA分析来验证所筛选的差异性代谢物对3组区分的效果（图2）。图2a中每个点代表1个样本，可发现所有样本均处于置信区间内，A组和B、C两组在第1主成分（PC1）轴上明显分开，且B、C组之间也在第2主成分（PC2）轴上呈现分离趋势。

图2??A、B、C3组之间的（a）PCA得分图和（b）HCA图

Fig.2???(a)PCAscoresplotand(b)HCAplotbetweenA,B,Cthreegroups

3??结论

花青素作为黑果枸杞发挥功能的主要活性物质，在发酵后含量普遍升高，且在加入蔗糖及乳清蛋白后影响不大，说明发酵过程能够通过提高黑果枸杞中花青素的含量来提升其营养价值。乳酸作为一类较柔和的有机酸，其含量的升高可以有效调节黑果枸杞发酵果汁的风味，且加入蔗糖及乳清蛋白后更能丰富其口感及风味。植物乳杆菌GH-6对二肽、三肽类物质有很好的水解效果，使其营养物质更易被摄取。加入蔗糖及乳清蛋白有助于植物乳杆菌GH-6的生长和增殖，易于其合成各种水解酶，有利于提高黑果枸杞原浆中功能物质的转化率和生物利用率。此外，植物乳杆菌GH-6对嘌呤类物质的降解增强了对高尿酸血症及痛风的治疗效果，后续可进一步对黑果枸杞发酵液干预该方面疾病的功效进行深入研究。综上所述，黑果枸杞经植物乳杆菌GH-6发酵后，在营养性及功能性上得到了显著改善，为益生乳酸菌发酵黑果枸杞的相关产品开发提供了理论支持。