Streptococcus thermophilus S10发酵不同基料代谢组学的研究

作     者：李丹阳 

作者单位：内蒙古农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙天松

授予年度：2020年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：Streptococcus thermophilus S10 发酵牛乳 褐色发酵牛乳 发酵乳清饮料 代谢组学 超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用 

摘      要：Streptococcus thermophilus S10是从中国青海采集的天然发酵乳中分离得到的乳酸菌,是一株具有优良发酵特性的菌株。Streptococcus thermophilus S10作为发酵剂具有产香产黏、使发酵乳酸度变化小等特点。尽管嗜热链球菌在乳品发酵工业中具有重要意义,但很少有研究系统地报道并跟踪其在不同基料发酵过程中各种代谢产物的变化。本研究基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用技术结合主成分分析、正交偏最小二乘法判别分析研究Streptococcus thermophilus S10发酵牛乳、褐色牛乳及乳清三种基料发酵过程中的差异代谢物的变化。具体实验结果如下:1)在牛乳和发酵牛乳之间共鉴定出包括肽、氨基酸、脂肪酸及其相关代谢产物、维生素等39种重要的差异代谢物,L-Leu-Gly-L-Ser-L-Glu-Gly、酪氨酸、半胱氨酸、α-硬脂酸、月桂酸及维生素B2等代谢物在发酵牛乳中的含量显著高于牛乳。这些富集的差异代谢物有助于发酵牛乳独特滋味和香气的产生。短链脂肪酸形成的S-甲基硫酯可以赋予发酵牛乳独特的风味,含有Gly-、Ala-和Asp-残基的肽段使得发酵牛乳酸味的产生,而其他肽段则赋予发酵牛乳生物活性等有益功能。2)在褐色牛乳和褐色发酵牛乳之间共鉴定出包括肽、氨基酸、脂肪酸及其相关代谢产物、碳水化合物、维生素和核苷等43种重要的差异代谢物,褐色发酵牛乳中Gly-Gly、Gly-Gly-Pro、亮氨酸、赖氨酸、硬脂酸、油酸、次黄嘌呤、核黄素等代谢物的含量显著高于褐色牛乳。这些富集的差异代谢物会改变褐色发酵牛乳的感官品质,褐色发酵牛乳的苦涩味是由于其中氨基酸引起的,而甜味和酸味则是肽段和碳水化合物含量变化的结果。3)在乳清和发酵乳清饮料之间共鉴定到包括肽、氨基酸和有机酸等36种重要的差异代谢物。发酵乳清饮料中 Pro-Glu-Gly-Ile-Ala-Gly-Glu-Arg、Gln-Lys-His-Ser、谷氨酰胺、琥珀酸和富马酸等代谢物的含量显著高于乳清。这些富集的多肽段不仅具有易于消化吸收的营养功能,还具有许多抗菌活性、免疫活性、抗炎作用的生理功能,谷氨酰胺的增加可以提高机体的抗氧化能力,而有机酸的富集则构成了发酵乳清饮料的独特风味。本研究表明*** S10用于牛乳、褐色牛乳及乳清的发酵时均体现出良好的代谢特性,这些数据为将来开发和改进嗜热链球菌发酵乳制品提供了理论基础。