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南昌大学余强教授：绿色木霉固态发酵释放脱脂米糠不溶性膳食纤维中结合多酚：组成、活性及释放机理

JournalofAgriculturalandFoodChemistry

撰稿人：谢佳妍，南昌大学食品学院级硕士研究生

研究背景

脱脂米糠是从稻米的加工副产物米糠中提取的残渣，然而，这种通常被视为工业废弃物的残渣中却仍然含有丰富的多酚、膳食纤维等营养物质，这些残渣的随意丢弃造成了功能成分和资源的极大损失。植物中的多酚主要以游离多酚和结合多酚为代表，米糠中近90%的多酚类物质与膳食纤维结合在一起，它们难以从植物细胞壁释放，这导致其潜在的功能价值被忽略。传统的结合多酚释放方法在实际应用中存有技术不成熟、成本高等缺陷。近年来，微生物发酵技术被广泛应用于大宗粮食副产物的开发，并被建议用于从食品的细胞壁基质中释放结合多酚。基于此，南昌大学余强教授课题组构建了一种自然、经济的固态发酵方法来释放米糠不溶性膳食纤维中的结合多酚。该研究得到了江西省重点研究与发展计划（BBF）的资助，研究人员来自南昌大学食品科学与技术国家重点实验室。近日，相关成果以“Boundpolyphenolsfrominsolubledietaryfiberofdefattedricebranbysolid-statefermentationwithTrichodermaviride:profile,activity,releasemechanism”为题，发表在国际学术期刊JournalofAgriculturalandFoodChemistry上。

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成果介绍

研究方法

利用绿色木霉对脱脂米糠不溶性膳食纤维进行固态发酵处理，提取结合多酚（FT-IDF-RBP），并利用响应面法确定最佳改性条件。同时，与碱水解法提取的结合多酚（AT-IDF-RBP）进行了对比，分析两者组分、抗氧化活性、以及酶抑制活性的差异，推测可能的结合多酚生物转化途径。此外，结合傅里叶红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、碳水化合物水解酶与结合多酚释放量的动态变化研究了结合多酚的释放机制。

研究结果

结果表明，与传统的碱水解提取法相比，绿色木霉固态发酵法有利于提高结合多酚从脱脂米糠不溶性膳食纤维中释放的量。在最佳条件下（pH4；含水量66%；接种量spores/g；发酵时间4天），结合多酚的释放量可达到5.55mgGAE/gDW。对结合多酚的生物活性研究发现，通过发酵得到的结合多酚具有更显著的抗氧化作用，α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制活性。此外，根据多酚组分变化情况推测了固态发酵过程中结合多酚的部分生物转化机制，包括羟基苯甲酸途径羟基肉桂酸途径。结合多酚的释放可能与纤维素、半纤维素和木质素的破坏有关，尤其是半纤维素的破坏。碳水化合物水解酶在固态发酵过程中起重要作用，它降低了结合多酚与细胞壁之间氢键、醚键以及酯键相互作用。本研究成功地建立了一种有利于提高农副产品中结合多酚释放量的固态发酵方法，研究的结果也为进一步了解不溶性膳食纤维释放结合多酚的机制提供了新的思路。

参考文献