一种乳酸菌固态发酵提高大麦麸皮β-葡聚糖、多酚含量的方法、及发酵产物的应用技术

本发明专利技术公开一种乳酸菌固态发酵提高大麦麸皮β

【技术实现步骤摘要】
一种乳酸菌固态发酵提高大麦麸皮
β
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葡聚糖、多酚含量的方法、及发酵产物的应用


[0001]本专利技术涉及提高大麦β
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葡聚糖、多酚含量的方法，具体为一种乳酸菌固态发酵提高大麦麸皮β
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葡聚糖、多酚含量的方法，及发酵产物的应用。

技术介绍

[0002]随着人类文明的进步和生活方式的改变，以代谢综合征为代表的代谢异常相关疾病已成为影响人类健康最主要的非传染性慢性疾病之一。据不完全统计，在过去的二十年里，大约32％的美国人、25％的欧洲和拉丁美洲成年人已经患有该慢性病，而目前作为发展中国家的中国，该现象也日益突出。中国肥胖人口超过3亿人，糖尿病前期的糖耐量受损(胰岛素抵抗)人群达到了1.48亿人，患病率为15.5％；而糖尿病患者患病率近10年翻了一番，成人糖尿病患病率为9.7％，患者总数已超过9000万，成为世界第一糖尿病大国。因此，如何控制代谢综合征的发生成为广大科技工作者研究的热点，而其中肥胖和胰岛素抵抗是代谢综合征的基础，对于肥胖和胰岛素抵抗的预防及干预已成为重中之重。目前，减肥和改善胰岛素抵抗的药物普遍具有一定的毒副作用，因此，寻找天然安全产物以预防和治疗肥胖，改善胰岛素抵抗，具有更大的意义和需求。
[0003]β
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葡聚糖是由β
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葡萄糖苷键连接D
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葡萄糖而成的非淀粉多糖，在自然界中广泛存在，其主要来源有谷物、细菌和真菌。谷物β
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葡聚糖是一种优良的可溶性膳食纤维，具有多种生理功能和作用。据研究，谷物β
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葡聚糖可以调节血糖水平，预防二型糖尿病；降低血清胆固醇水平，预防心血管疾病；平衡肠道菌群，预防结肠癌；还具有调节血压和增强免疫细胞活性的功能。多酚类化合物在自然界中储量也非常丰富，且种类繁多。从低分子量的简单酚到结构复杂的大分子聚合物，多酚类化合物可分为单体多酚(如黄酮和酚酸)与多体多酚(如水解单宁和缩合单宁)。在多酚的化学结构中，以邻苯三酚和邻苯二酚为典型。其极易被氧化的邻位酚羟基赋予了多酚较强的抗氧化性与清除自由基的能力。研究表明，多酚类化合物具有抗氧化、强化血管壁、促进肠胃消化、降低血脂肪、增加身体抵抗力、防止动脉硬化和血栓形成的功能，还具有利尿、降血压、抑制细菌与癌细胞生长以及帮助消化等功能。
[0004]大麦(Hordeum vulgare L.)属禾本科一年生草本植物，是人类栽培的远古作物之一。研究揭示，大麦含有丰富的β
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葡聚糖和酚类物质，关于这些物质的提取和利用的技术也一直备受关注。然而，现有的大麦提取β
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葡聚糖和酚类物质的方式多和酿酒有关，以大麦整粒、麸皮或去除麸皮后的麦芽为原料，接入酵母菌进行发酵，获得含有β
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葡聚糖和酚类物质的饮料或啤酒。例如，中国专利文献CN107308073A公开一种青稞发酵原浆及制备方法和应用，将青稞麸皮粉加入到水中，接种商品化酿酒活性干酵母，控制发酵条件，得到发酵液，经检测，每克青稞发酵原浆中含有42.35～46.25mg的β
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葡聚糖、130.3～250.48U的超氧化物歧化酶、0.205～0.335mg/mL的小分子肽和1.3～1.7％的乙醇。由于一些患有特定病理状况的人群，以及儿童、老年人孕妇等特殊人群是不建议饮用含酒精的饮料的，有报道提出不产生酒精方式进行提取大麦多酚，例如，中国专利文献CN111263805A公开一种从大麦麦芽生
产多酚组合物的方法，将大麦芽磨碎与水混合后连续加热处理，获得富含天然多酚且不含酒精的饮料，其含有的多酚总量约为300mg/L。然而，这些提取β
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葡聚糖和酚类物质的方式提取成分单一，β
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葡聚糖和酚类物质不能兼顾，且获得的β
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葡聚糖和多酚含量均还处于较低水平，未能充分挖掘大麦的潜在功能。此外，现有的大麦发酵产物，不仅含有酒精，还含有大量的酸类物质，影响后续产品的口感，且现有的液态发酵，产物中含有大量水分，若要制成固态食品，需要进行冻干，工序繁琐，且耗费大量成本，不利于大量生产及应用。因此，如何进一步提高大麦提取β
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葡聚糖和酚类物质产量，最大限度挖掘大麦防治人类慢性病的相关功能，仍为尚需探究的课题。

技术实现思路

[0005]针对上述存在的问题，及为了达到上述的目的，本专利技术提供一种乳酸菌固态发酵提高大麦麸皮β
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葡聚糖、多酚含量的方法、及发酵产物的应用，以大麦麸皮为原料，接种乳酸菌进行固态发酵进行发酵，同时提取β
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葡聚糖含量和多酚；并严格控制发酵条件，使麸皮中β
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葡聚糖含量和多酚含量均得到提升。具体技术方案如下：
[0006]首先，本专利技术提供一种乳酸菌固态发酵提高大麦麸皮β
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葡聚糖、多酚含量的方法，包括如下步骤：
[0007]S1：制备大麦麸皮粉：精选大麦籽粒，去除麦穗和稃壳后清洗晒干，然后放入碾米机中进行脱皮，收集所得麸皮过筛后，得到大麦麸皮粉，备用；
[0008]S2：制备发酵菌剂：将植物乳杆菌在MRS培养基中培养16h后离心取沉淀，加入蒸馏水制得植物乳杆菌发酵菌剂，备用；
[0009]S3：固态发酵：通过预测确定最优发酵条件，并按照设定的料液比将制备的大麦麸皮粉与蒸馏水混合获得大麦麸皮发酵基料，按照设定的接种量将制备的发酵菌剂接种到大麦麸皮发酵基料中，混合均匀，按照设定的发酵温度及时间，并进行固态发酵，获得大麦麸皮发酵料；
[0010]S4：烘干保存：固态发酵结束后，将获得的大麦麸皮发酵料烘干，获得乳酸菌固态发酵大麦麸皮，置于
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20℃下保存；
[0011]经检测，该乳酸菌固态发酵大麦麸皮中β
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葡聚糖含量为3％～4.5％，多酚含量为10～12mg/g。
[0012]前述的乳酸菌固态发酵提高大麦麸皮β
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葡聚糖、多酚含量的方法，步骤S1中，所述麸皮过筛的筛孔大小为20～40目，所述灭菌处理为于100℃下，进行灭菌处理20min。
[0013]前述的乳酸菌固态发酵提高大麦麸皮β
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葡聚糖、多酚含量的方法，步骤S2中，所述将植物乳杆菌在MRS培养基中培养16h，为先培养12h，然后移到新鲜的MRS培养基中继续培养4h再进行离心处理；所制得的植物乳杆菌发酵菌剂含菌量为1
×
106CFU/mL。
[0014]前述的乳酸菌固态发酵提高大麦麸皮β
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葡聚糖、多酚含量的方法，所述植物乳杆菌发酵菌剂采用的菌株基因序列同时含有如SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.3所示的葡聚糖酶基因、葡萄糖苷酶基因和酯酶基因，优选采用的菌株为植物乳杆菌dy
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1，其保藏编号为CGMCC No.6016。
[0015]前述的乳酸菌固态发酵提高大麦麸皮β
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乳酸菌固态发酵提高大麦麸皮β
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葡聚糖、多酚含量的方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：制备大麦麸皮粉：精选大麦籽粒，去除麦穗和稃壳后清洗晒干，然后放入碾米机中进行脱皮，收集所得麸皮过筛、灭菌处理后，得到大麦麸皮粉，备用；S2：制备发酵菌剂：将植物乳杆菌在MRS培养基中培养16h后离心取沉淀，加入蒸馏水制得植物乳杆菌发酵菌剂，备用；S3：固态发酵：通过预测确定最优发酵条件，并按照设定的料液比将制备的大麦麸皮粉与蒸馏水混合获得大麦麸皮发酵基料，按照设定的接种量将制备的发酵菌剂接种到大麦麸皮发酵基料中，混合均匀，按照设定的发酵温度及时间，并进行固态发酵，获得大麦麸皮发酵料；S4：烘干保存：固态发酵结束后，将获得的大麦麸皮发酵料烘干，获得乳酸菌固态发酵大麦麸皮，置于
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20℃下保存；经检测，该乳酸菌固态发酵大麦麸皮中β
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葡聚糖含量为3％～4.5％，多酚含量为10～12mg/g。2.根据权利要求1所述的乳酸菌固态发酵提高大麦麸皮β
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葡聚糖、多酚含量的方法，其特征在于：步骤S2中，所述将植物乳杆菌在MRS培养基中培养16h，为先培养12h，然后移到新鲜的MRS培养基中继续培养4h再进行离心处理；所制得的植物乳杆菌发酵菌剂含菌量为1
×
106CFU/mL。3.根据权利要求2所述的乳酸菌固态发酵提高大麦麸皮β
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葡聚糖、多酚含量的方法，其特征在于：所述植物乳杆菌发酵菌剂采用的菌株基因序列同时含有如SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.3所示的葡聚糖酶基因、葡萄糖苷酶基因和酯酶基因。4.根据权利要求3所述的乳酸菌固态发酵提高大麦麸皮β
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葡聚糖、多酚含量的方法，其特征在于：所述植物乳杆菌发酵菌剂采用的菌株为植物乳杆菌dy
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1，其保藏编号为CGMCC No.6016。5.根据权利要求1所述的乳酸菌固态发酵提高大麦麸皮β
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葡聚糖、多酚含量的方法，其特征在于：步骤S3中，所述固态发酵，发酵条件根据单因素试验采用响应面工艺进行预测，具体操作如下：S3
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1：设定单因素试验：固定发酵时间、发酵温度和接种量，设定多个液料比；固定发酵时间、发酵温度和液料比，设定多个接种量；固定发酵时间、接种量和液料比，设定多个发酵温度；固定发酵温度、接种量和液料比，设定多个发酵时间；S3
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2：发酵检测：按照设定的单因素试验进行固态发酵，并侧定发酵后的大麦麸中β
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葡聚糖及多酚含量；S3
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3：建立综合评分公式：采用多指标试验公式法进行数据处理，以各指标的最大值作为参照，对同一指标各数据进行标准化处理；再按各指标的重要程度和各组数据的相对标准偏差确定权重系数；获得兼顾各项指标的综合评分公式；S3
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4：单因素求...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖香，张家艳，赵延胜，范松涛，推文轩，佟昕蒙，王灯华，郭宝健，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：