佛手废弃果肉中果胶低聚糖的提取及其益生活性研究

作     者：魏家欣 

作者单位：成都大学 

学位级别：硕士

导师姓名：夏燕莉

授予年度：2024年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083201[工学-食品科学] 

主      题：佛手 果胶低聚糖 提取优化 结构表征 益生活性 

摘      要：佛手作为我国常见的药食同源植物,广泛被应用于食品、医药、日化等领域。但在部分工艺中往往对佛手果肉或果渣进行废弃处理,造成了一定程度的资源浪费,导致佛手产品在开发与研制过程中成本提高,不能充分发挥佛手果实自身的全部价值。本研究以废弃佛手果肉为原料,通过对果胶及其低聚糖的提取优化,确定出最佳工艺组合,并对不同纯化处理的佛手果胶低聚糖进行结构表征,利用青春双歧杆菌与长双歧杆菌婴儿亚种为研究对象,观察佛手果胶低聚糖对双歧杆菌的益生增殖作用。主要研究内容及结果如下: （1）佛手果胶的提取优化:以佛手果胶得率为指标,结合单因素实验结果,设计正交试验,得到佛手废弃果肉中果胶的最佳提取工艺:p H值为2,提取时间为90 min,料液比为1:40,提取温度为90℃,运用该工艺组合对佛手果胶得率进行提取验证,所得出平均得率为18.56%,对果胶酯化度进行检测得到佛手果胶酯化度平均在25.31%,属于低酯果胶,其中D-半乳糖醛酸含量占68.07%,为佛手果胶的主要结构成分。 （2）佛手果胶低聚糖的提取:以佛手果胶低聚糖得率为指标,采用最佳工艺下的佛手果胶,通过单因素实验设计与响应面优化,得到佛手果胶低聚糖的最佳提取工艺:酶添加量0.35 mg·m L、酶解温度55℃、酶解时间2.3 h、提取p H值3.6,佛手果胶低聚糖得率为66.06%。 （3）佛手果胶低聚糖结构表征:以提取出的佛手果胶低聚糖为原料,编号FPOS1,对其进行发酵与透析处理,最终得到不同组分的佛手果胶低聚糖即FPOS2、FPOS3、FPOS4。使用高效液相仪配合二极管阵列检测器对单糖组分进行探究,结果表明佛手果胶低聚糖主要由D-半乳糖醛酸、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖等组成,且其中含有吡喃糖;通过场发射扫描电镜（FE-SEM）对佛手果胶低聚糖进行表面形貌观察,结果表明通过发酵与透析处理后所得样品整体结构较为紧密,表面有非常明显的孔隙与裂纹。通过傅里叶红外光谱（ATR-FTIR）和核磁共振波谱法（NMR）对纯化后的佛手果胶低聚糖进行结构分析,结果表明FPOS4的结构中糖苷键种类丰富,含有多种半乳糖酸残基以及一定量的非酸性残糖。 （4）佛手果胶低聚糖的益生活性研究:以青春双歧杆菌和长双歧杆菌婴儿亚种为研究对象,探究佛手果胶低聚糖对两种双歧杆菌的益生增殖作用。先以未经纯化的佛手果胶低聚糖FPOS1为例,探究佛手果胶低聚糖添加量对双歧杆菌增殖数量的影响,结果得出在4%的添加量下青春双歧杆菌的增殖数量达到最大,在3%的添加量下长双歧杆菌婴儿亚种的增殖数量达到最大;通过不同糖组分对双歧杆菌增殖量的影响研究中得出,菌种培养液在12 h内增殖数量逐渐上升并达到峰值水平,最终根据在600 nm波长下的吸光度大小得出不同糖组分对双歧杆菌的增殖量影响效果依次为:低聚果糖FPOS4FPOS1葡萄糖无糖,且这5种培养液的p H值会随着时间的增加而降低,验证了不同糖组分是作为培养液的唯一碳源;根据益生指数可知,佛手果胶低聚糖对双歧杆菌均有益生增殖作用,且纯化的佛手果胶低聚糖由于未纯化的佛手果胶低聚糖,但与商品级低聚果糖益生效果存在一定差距,表明佛手果胶低聚糖适用于人体常见双歧杆菌的益生增殖培养。