论文部分内容阅读
野皂荚胶和瓜尔胶都是富含半乳甘露聚糖的豆科植物的种子胶,在许多工业应用中被广泛用作增稠剂和稳定剂。探究种子多糖胶降解后的体外酵解行为,对于拓展其在食品加工中功能特性以及膳食纤维的生理效应具有重要意义。本文选用野皂荚胶和瓜尔胶分别进行了氧化降解、酸解和酶解三种部分降解方式,并分别以部分降解后的多糖产品作为唯一碳源,进行体外模拟远端盲肠酵解研究,比较了经过部分降解多糖体外酵解情况的差异,研究结果对拓展半乳甘露聚糖在食品工业上的应用具有重要意义。研究表征了氧化降解、酸解和酶解野皂荚胶及瓜尔胶。选用了不同体积分数H2O2溶液分别对野皂荚半乳甘露聚糖（GMG）和瓜尔半乳甘露聚糖（GG）进行部分降解;选用了不同体积分数盐酸-醇溶液分别对GMG和GG进行部分降解;选用了不同质量分数β-甘露聚糖酶酶液分别对GMG和GG进行部分降解。经过不同预处理降解后,GMG和GG相对分子质量差异明显。从红外谱图可观察到,酸解和酶解没有改变多糖结构,而经H2O2氧化降解后的GMG和GG除在1720 cm-1处产生了羧基的带,其余官能团无显著变化。从单糖组成的结果上来看,H2O2溶液氧化降解GMG和GG的降解不均匀,随着H2O2溶液浓度的增加,GMG的M/G值无差异,而GG的M/G比值先减小后增大。在醇溶液中降解多糖比在水中进行反应更均匀,随着盐酸的体积分数的增大,M/G值逐渐上升。而经过β-甘露聚糖酶降解的GMG和GG,随着酶的质量分数的增大,M/G值逐渐降低。研究比较了SD大鼠肠道菌群对预处理后的GMG及GG的体外酵解行为。设置空白对照组和经过预处理的GMG和GG实验组,模拟体外远端盲肠酵解。分别测定评价了不同时间发酵液中的p H值、碳水化合物消耗率、还原糖、以及短链脂肪酸（SCFAs）和支链脂肪酸（BCFAs）浓度、α-半乳糖苷酶的酶活。综合评价了肠道微生物菌群在48h内对半乳甘露聚糖的利用情况,结果发现:经过预处理后的GMG和GG实验组酵解情况显著优于空白对照组。三种预处理方式降解GMG和GG的酵解物p H值之间无明显差异,但SCFAs和BCFAs含量以及总碳水化合物消耗量存在显著差异。氧化降解GMG产生的SCFAs积累量最大,在29.88-45.05 mmol/L之间,但也产生了少量的BCFAs。而氧化降解GG产生的SCFAs积累量在35.53-38.67 mmol/L,无BCFAs积累。盐酸-醇溶液降解GMG总SCFAs积累量在32.43-35.66 mmol/L之间,与氧化降解GG的积累量无显著差异。盐酸-醇溶液降解GG的总SCFAs积累量略低,在31.27-32.72 mmol/L。酶解GMG和GG的总SCFAs积累量最少,在15.13-18.67 mmol/L之间。从α-半乳糖苷酶的酶活与还原糖浓度的变化也可以看出三组酵解反应较为剧烈。α-半乳糖苷酶的酶活与还原糖浓度在酵解的前期均迅速增加,之后逐渐降低。测定评价了微生物菌群组成多样性。从微生物菌群测序结果来看,氧化降解后的GMG和GG对双歧杆菌的促进作用极为明显,双歧杆菌在酵解48 h后增长了32.86-50.95倍,且GMG比GG更容易刺激双歧杆菌生长。但也刺激了部分有害菌的生长,例如Prevotella相对丰度降低、梭状芽胞杆菌相对丰度增加等,即对肠道菌群具有一定调节作用,但存在一定致病风险。酸解后的GMG和GG可刺激一些主要生产SCFAs及有机酸的菌繁殖,比如乳球菌、乳酸杆菌、拟杆菌、丁酸梭菌等,同时抑制了梭状芽孢杆菌的生长,这对于增加肠道蠕动,增强排泄系统功能,促进消化有一定的作用。酶解后的GMG和GG对肠道菌群中的拟杆菌、拟杆菌、乳球菌等有促进作用,但乳杆菌、乳酸杆菌的相对丰度却是下降的,并且从功能性来看,对于消化系统的影响较小。