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乳酸菌发酵提升欧锦葵提取物功能特性:植物化学成分与生物活性的协同增效机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月02日 来源:Food Production, Processing and Nutrition 4
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本研究针对植物源功能食品开发中的生物活性物质利用率低等问题,通过乳酸菌(LAB)发酵技术对欧锦葵(Malva sylvestris)进行生物转化。研究人员采用Lactiplantibacillus plantarum 299V等三株LAB菌株发酵处理,发现总酚含量提升3倍,DPPH自由基清除率最高翻倍,且对Yersinia enterocolitica等食源性病原体表现出特异性抑制。该研究为开发兼具益生菌功能和植物活性成分的新型功能性食品提供了理论依据。
在传统药食两用植物资源开发面临生物活性成分利用率低的背景下,欧锦葵(Malva sylvestris)因其富含黄酮类(25.35-210.81 mg/g)、多糖(40.3%半乳糖)和矿物质(13,787 mg/kg钙)等成分备受关注,但直接应用存在生物利用度低、活性不稳定等问题。意大利帕多瓦大学(Università degli Studi di Padova)农业食品与自然资源系的研究团队创新性地采用乳酸菌发酵技术,通过微生物转化显著提升了其功能特性。
研究采用HPLC(高效液相色谱)、ICP-OES(电感耦合等离子体发射光谱)等技术,对经L. plantarum 299V等三株LAB发酵的欧锦葵提取物进行系统分析。通过测定微生物生长曲线、有机酸谱、矿物质含量及抗菌实验,评估了发酵对植物化学成分的影响。
发酵筛选与优化
研究发现75-80%叶片与20-25%花朵的欧锦葵组合最适LAB生长,70℃/15分钟热处理可有效控制初始菌落(4.367→3.549 log CFU/mL)。L. plantarum 299V表现出最强适应性,使pH降低1.75单位至4.19。
矿物质转化
发酵后钙(824→853 mg/kg)、铁(0.58→2.31 mg/kg)等矿物质生物利用度显著提升,锰含量则因微生物代谢降低84%。这种差异与LAB产生的有机酸溶解植物螯合矿物质有关。
代谢物重构
糖类代谢显示L. plantarum 299V完全降解蔗糖,同时产生5.25 g/L L-乳酸和5.94 g/L D-乳酸。单宁酸含量因微生物 tannase(单宁酶)活性降低70%,而阿魏酸(ferulic acid)等酚酸通过微生物酯酶转化为更易吸收形式。
生物活性提升
总酚含量(TPC)提升3倍至386 mg GAE/mL,其中P. acidilactici IRZ12B发酵样品DPPH抑制率翻倍。抗菌实验显示发酵提取物对Salmonella enterica SL1344抑制显著(p<0.05),且P. acidilactici IRZ12B对Y. enterocolitica Xen24抑制效果突出。
该研究证实LAB发酵能通过三种机制协同增效:1)微生物酶解释放结合态活性成分;2)有机酸促进矿物质溶出;3)代谢转化生成新型生物活性物质。这种生物加工策略为开发"益生菌-植物化合物"双功能食品提供了新思路,尤其适用于改善肠道健康的功能性饮品开发。研究结果发表于《Food Production, Processing and Nutrition》,为传统药食植物高值化利用提供了可靠的技术路径。
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