乳酸菌发酵代谢产物TL组分抑制莲藕酶促褐变机理研究

莲藕为我国重要水生蔬菜，莲藕在贮藏加工销售过程中易于发生酶促褐变。目前多采用化学物理等方法抑制酶促褐变，抗褐变效果有限或存在安全隐患，开发绿色安全抗褐变剂成为研究热点。本课题组研究过程中发现乳酸菌发酵代谢产物TL组分具有高效抗莲藕褐变作用。采用活性追踪法分离纯化乳酸菌发酵液中TL组分，并结构鉴定；分析TL组分抗莲藕褐变动力学，考察TL组分处理前后莲藕组织中酚代谢酶系活性、莲藕组织细胞透性、超微结构及酚类物质和内源激素等在贮藏过程中变化；分离纯化莲藕组织中酚代谢酶和氧自由基清除酶系，在离体条件下分析TL组分对该酶系作用，找出TL组分抗莲藕褐变作用靶点；利用UV-vis、FTIR、NMR、ESR、CD等现代分析技术和计算机模拟技术分析TL组分与靶位点作用及其靶位点构象变化。综合TL组分作用前后对莲藕组织质膜透性、酚类物质变化和酚代谢酶活性变化以及靶酶构象变化等信息阐明TL组分抑制莲藕褐变机理。

莲藕为我国重要水生蔬菜，莲藕在贮藏加工销售过程中易于发生褐变。目前多采用化学物理等方法抑制褐变，抗褐变效果有限或存在安全隐患，开发绿色安全抗褐变剂成为研究热点。本课题研究了天然的豌豆发酵液对马铃薯、莲藕浆液的抗褐变作用，发现豌豆发酵液具有显著的抗褐变效果，其抑制效果优于目前使用效果最好的0.05%亚硫酸盐抑制褐变的效果。与传统的褐变抑制剂相比该生物褐变抑制剂具有安全高效的特点。课题运用AB-8树脂、凝胶过滤等分离手段，并结合现代色谱、光谱检测分析技术对豌豆发酵液进行深入的分离纯化得到一种新的抗褐变物质，暂未检索出相同的物质，被鉴定为4-(4-羟基-苯基)-丁-2-烯酸（4-(4-Hydroxy-phenyl)-but-2-enoic acid）。发酵液对莲藕中的PPO、POD活性都具有较强的抑制作用，分别作用于莲藕中PPO、POD后，样品中的α-螺旋含量都下降，无规则卷曲含量不变或下降。由此推断发酵液作用莲藕PPO、POD的酶活性中心的α-螺旋部位。.并对发酵液中的优势乳酸菌进行了筛选，获得两个优势菌株L8、L10。通过16SrDNA分子鉴定，确定了L8与Lactobacillus pentosus JCM8339的相似性达100%，L10与Lactobacillus planatarum CG4的相似性达99%。