麦麸发酵条件的优化及其多酚提取物的抗氧化活性研究.docx

? ? 麦麸发酵条件的优化及其多酚提取物的抗氧化活性研究 ? ? 曹畅达， 方一铭， 黄 兴， 陶宏兵， 邓小锋， 谢小保， 赵国邦* 1.广东省科学院微生物研究所华南应用微生物国家重点实验室，广东广州 510070； 2.广东迪美新材料科技有限公司，广东肇庆526238；3.南顺香港集团，香港 999077 麦麸（小麦麸皮）是小麦加工制成面粉过程中的主要副产品，约占小麦种子质量的22%［1］。麦麸除了含有丰富的蛋白质、膳食纤维、维生素等营养物，其中还存在多糖、酚酸等具有独特生理活性的物质［2］。作为产粮大国，我国的小麦年产量已经超过了1.1亿吨，每年产生超过2000万吨的麦麸。然而由于粗纤维含量大、口感差，加之我国农产品深加工水平不高，大部分麦麸仅被制成畜牧饲料［1-3］，甚至作为垃圾处理。因此，找寻麦麸合理的深加工方法并开发高附加值的产品，具有重要的经济价值和社会意义。 许多研究已证实麦麸中的酚酸类物质具有抗氧化、抗癌等多种功效［4-5］。阿魏酸是麦麸中酚酸类物质的主要成分，一项研究发现阿魏酸可以占到麸皮干重的0.66%［6］。酚酸的存在形式有游离型，结合型和束缚型，其中绝大多数是束缚型酚酸，以醚键、酯键和糖苷键与植物细胞壁中多糖、木质素等大分子相连，属于不可溶性酚类物质［7］。研究发现通过微生物发酵的方法能够破坏细胞壁，释放束缚性酚酸，增加麦麸中游离酚酸，任雪荣［8］等发现微生物发酵后不仅提高了麦麸的水溶性酚类物质含量，还增强了抗氧化能力。使用微生物发酵的方法也符合绿色低碳的发展理念。 本研究以麦麸为原料，以阿魏酸含量为评价指标，对利用微生物发酵麦麸的工艺进行优化，并通过还原力检测试验和自由基清除试验，分析麦麸发酵产物的抗氧化能力，为麦麸的深度加工及其在制药、化妆品等领域的应用提供参考。 1 材料与方法 1.1 材料与试剂 麦麸：购自市场；泡盛曲霉（Aspergillus awamori CGMCC 3.2576）、黑曲霉（Aspergillus niger，ATCC 16404）、米曲霉（Aspergillus oryzae，ATCC 56747）：广东省微生物菌种保藏中心；PDA培养基：青岛高科园海博生物技术有限公司；硫酸铵、硫酸铜、氯化钠、硫酸亚铁、氢氧化钠、盐酸、铁氰化钾、氯化铁：广州化学试剂厂；过氧化氢、甲醇、乙醇、冰醋酸、邻苯三酚：天津市富宇精细化工有限公司；阿魏酸（色谱纯）：阿拉丁；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）、维生素C：国药集团化学试剂有限公司；Tris-HCl、磷酸盐缓冲液、三氯乙酸：赛默飞。 1.2 仪器与设备 TG16-WS高速离心机：上海恒科仪器有限公司；LC-20A高效液相色谱仪：岛津公司（日本）；WBK-6A恒温水浴锅、SHP-250生化培养箱：广州环凯生物科技有限公司；Re-501旋转蒸发仪：郑州宏朗仪器设备有限公司；DHG-9076A电热鼓风干燥箱：上海精宏实验设备有限公司；Biosafer-10A台式冻干机：南京赛飞生物科技有限公司；UV1901紫外分光光度计：上海奥析科学仪器有限公司。 1.3 实验方法 1.3.1 麦麸发酵 用100目筛筛去麦麸中的面粉组分，50℃烘干至恒重，粉碎；每个250 mL锥形瓶加入5 g粉碎的麦麸、0.04 g（NH4）2SO4、0.023 g CuSO4以及9 mL、19 mL或29 mL水，作为发酵培养基，121℃灭菌20 min。 三种曲霉保存在PDA斜面培养基上，向斜面培养基中加入无菌水，用接种环轻刮培养基表面，制得孢子悬液。每个锥形瓶加入1 mL孢子悬液，置于恒温培养箱中发酵培养。发酵结束后50℃烘干。 1.3.2 正交试验设计 选择发酵菌种、培养基固液比、发酵温度、发酵时间四个因素结合进行正交试验，每个因素有三个水平，采用L9（34）正交表，各因素水平见表1。 表1 正交试验各因素取值 1.3.3 游离多酚和结合型多酚的提取 1.3.3.1 游离多酚的提取 烘干的发酵麦麸以及未发酵的麦麸粉碎后以料液比1∶5的比例加入80 wt%的甲醇溶液，室温浸泡1 h，每份样品浸提两次。粗提液12 000 g离心10 min，收集上清液，40℃下用旋转蒸发仪浓缩至干燥，而后再冻干备用。 1.3.3.2 结合型多酚的提取 烘干甲醇提取后的麦麸残渣，1 g残渣加40 mL 2M NaOH溶液室温处理6 h，提取液中和至中性后，12 000 g离心10 min，收集上清液，40℃下用旋转蒸发仪浓缩至干燥，而后再冻干备用。 1.3.4 麦麸提取多酚中阿魏酸含量的检测［9］ 采用高效液相色谱（HPLC）法检测两种多酚提取物中的阿魏酸。游离多酚和结合型多酚的阿魏酸之和为麦麸中总的阿魏酸含量。色谱柱Aglient TC C18柱（250×4.6 mm，