金銀花嫩枝葉發酵條件研究

朱會霞 代文欣 李云婷 王思垚 趙文慧 李午滕

摘 要：本文以金銀花嫩枝葉為原料測定發酵條件對多酚溶出的影響。通過單因素實驗和正交實驗確定最佳發酵條件為pH=6.25、接種2.75%乳酸鏈球菌、發酵5.5 d、搖床轉速160 r·min-1，發酵液中多酚含量最多，為0.921 g·L-1。各因素對多酚溶出的影響排序為接種量>pH值>時間>搖床轉速，結果為金銀花嫩枝葉中多酚提取提供實驗依據。

關鍵詞：金銀花；嫩枝葉；發酵；多酚；乳酸鏈球菌

Abstract： This paper used the tender branches and leaves of honeysuckle as raw materials to determine the effect of fermentation conditions on the dissolution of polyphenols. Through single factor and orthogonal experiments， the optimal fermentation conditions were determined to be pH=6.25， inoculation with 2.75% Streptococcus lactis， fermentation for 5.5 d， and shaking speed of 160 r·min-1. The polyphenol content in the fermentation broth was the highest， at 0.921 g·L-1. The order of influencing factors is inoculation amount>pH value>time>shaking speed， providing experimental basis for extracting polyphenols from the tender branches and leaves of honeysuckle.

Keywords： honeysuckle; tender branches and leaves; fermentation; polyphenols; Streptococcus lactis

金銀花是我國傳統中藥材，在全國各地均有種植[1]，其莖葉及花均含有金銀花黃酮、綠原酸、金銀花多糖和多酚等功能性成分，被廣泛應用于食品、醫藥領域。我國金銀花主要以花入藥，莖葉的利用率很低。近年來，隨著我國金銀花的栽培面積不斷擴大，大量金銀花嫩枝葉作為農產品廢棄物被丟棄，因此研究金銀花嫩枝葉功能性成分的提取，如金銀花鮮葉發酵提取多酚的工藝具有重要意義[2-4]。本文以金銀花嫩枝葉為研究對象，研究發酵工藝條件對金銀花嫩枝葉多酚溶出的影響，為金銀花嫩枝葉功能成分提取提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

金銀花嫩枝葉采自河北長益生物科技有限公司下屬益聯合作社；釀酒酵母Y2、畢赤酵母GS115、乳酸鏈球菌hs-5、乳酸桿菌CECT5716、醋酸菌ATCC 23768由衡水學院發酵工程實驗室保藏。

小型多功能粉碎機YF3-5，瑞安市永歷制藥機械有限公司；紫外可見分光光度儀UV-5500，上海元析儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 金銀花嫩枝葉選擇

去除新鮮金銀花嫩枝葉中的雜質，清洗粉碎，按1∶9比例加水混勻。

1.2.2 發酵菌種及溫度的測定

分別接入1%的釀酒酵母Y2、畢赤酵母GS115、乳酸鏈球菌hs-5、乳酸桿菌CECT5716和醋酸菌ATCC 23768，分別在28 ℃、31 ℃、34 ℃、37 ℃和40 ℃下恒溫培養7 d，確定最適發酵菌種和溫度。

1.2.3 pH值的測定

pH值分別為5.0、5.5、6.0、6.5和7.0發酵7 d，確定發酵最適pH值。

1.2.4 接種量的測定

在最適pH值條件下，微生物接種量分別為1.5%、2.0%、2.5%、3.0%和3.5%，發酵7 d，確定發酵最適接種量。

1.2.5 發酵時間的測定

在最適菌種和最佳接種量條件下，分別發酵4 d、5 d、6 d、7 d和8 d，確定最優發酵時間。

1.2.6 搖床轉速的測定

在其他單因素條件確定下，控制轉速分別為110 r·min-1、130 r·min-1、150 r·min-1、170 r·min-1和190 r·min-1，裝液量150 mL/500 mL，發酵7 d，測定發酵液的多酚量。

1.2.7 正交實驗

在單因素實驗的基礎上，對接種量、時間、pH值和搖床轉速4個因素設計正交實驗（表1）。

1.2.8 多酚含量的測定

多酚含量的測定采用福林酚比色法[5]。

2 結果與分析

2.1 發酵溫度、發酵菌種對金銀花嫩枝葉發酵液多酚溶出的影響

由圖1可知，發酵溫度對金銀花嫩枝葉發酵液中多酚含量的影響較大。乳酸鏈球菌在34 ℃時發酵效果最好，金銀花嫩枝葉發酵液中的多酚含量達到0.468 g·L-1。在溫度大于34 ℃的條件下，乳酸鏈球菌發酵的金銀花嫩枝葉發酵液中的多酚含量明顯下降，可能是溫度過高影響了乳酸鏈球菌菌株的活性。因此確定最佳接種菌種為乳酸鏈球菌，最佳發酵溫度為34 ℃。

2.2 發酵pH值對金銀花嫩枝葉發酵液多酚溶出的影響

pH值也是影響發酵液多酚含量的主要因素。隨著pH值的升高，金銀花嫩枝葉發酵液中多酚含量呈先上升又下降的趨勢。pH值分別為5.0、5.5、6.0、6.5和7.0，測得發酵液中的多酚含量分別為0.582 g·L-1、0.638 g·L-1、0.673 g·L-1、0.632 g·L-1、0.597 g·L-1，在pH為6.0時發酵液中的多酚含量達到最大值0.673 g·L-1，因此確定pH=6.0是金銀花嫩枝葉發酵時乳酸鏈球菌的最佳發酵pH值。

2.3 發酵菌種接種量對金銀花嫩枝葉發酵液多酚溶出的影響

當乳酸鏈球菌接種量為1.5%、2.0%、2.5%時，發酵液中的多酚含量分別為0.659 g·L-1、0.715 g·L-1、0.756 g·L-1。當乳酸鏈球菌的接種量為3.0%和3.5%時，發酵液中的多酚含量分別為0.751 g·L-1和0.746 g·L-1。

因此，本實驗確定金銀花嫩枝葉發酵液的乳酸鏈球菌的最佳接種量應在2.5%。

2.4 發酵時間對金銀花嫩枝葉發酵液多酚溶出的影響

隨著發酵時間的延長，多酚含量隨之增加，發酵時間為4 d、5 d、6 d、7 d和8 d，測得發酵液中的多酚含量分別是0.615 g·L-1、0.723 g·L-1、0.808 g·L-1、0.800 g·L-1和0.798 g·L-1。乳酸鏈球菌發酵時間6 d時，多酚含量達到最大值0.808 g·L-1。因此確定金銀花嫩枝葉發酵液的乳酸鏈球菌的最佳發酵時間為6 d。

2.5 搖床轉速對金銀花嫩枝葉發酵液多酚溶出的影響

設置搖床轉速分別為110 r·min-1、130 r·min-1、150 r·min-1、170 r·min-1和190 r·min-1，測得發酵液中的多酚含量分別是0.621 g·L-1、0.719 g·L-1、0.883 g·L-1、0.733 g·L-1和0.618 g·L-1。乳酸鏈球菌在搖床轉速為150 r·min-1時發酵效果最好，多酚含量達到0.883 g·L-1。再增加搖床轉速金銀花嫩枝葉發酵液中的多酚含量開始有下降趨勢，因此確定150 r·min-1為金銀花嫩枝葉發酵的最佳搖床轉速。

2.6 正交實驗的結果分析

由表2可知，影響金銀花嫩枝葉發酵液中多酚含量的主次因素為接種量>pH值>時間>搖床轉速。由K值得，最優水平為A3B3C3D3，即接種量為2.75%，發酵時間為5.5 d，pH=6.25，搖床轉速160 r·min-1，此時金銀花嫩枝葉發酵液中多酚含量最多，為0.921 g·L-1，高于正交實驗組合的最高結果0.899 g·L-1。

3 結論

本文以金銀花嫩枝葉為研究對象，先通過單因素實驗縮小發酵各條件范圍，接著在單因素實驗的基礎上進行正交實驗確定發酵溫度、發酵菌種、pH值、接種量、發酵時間和搖床轉速，為金銀花嫩枝葉功能成分提取及工業化生產提供理論依據。通過正交實驗確定各因素的最佳水平組合為A3B3C3D3，即接種量為2.75%、發酵時間為5.5 d、pH=6.25、搖床轉速為160 r·min-1，此時在34 ℃下金銀花嫩枝葉中用乳酸鏈球菌發酵得到的多酚含量最多，為0.921 g·L-1。隨著我國金銀花栽培面積的不斷擴大，研究金銀花嫩枝葉功能性成分多酚的溶出與提取有重要的意義。通過優化金銀花嫩枝葉發酵條件來溶出并提取多酚，將為金銀花嫩枝葉功能成分提取及工業化生產提供理論依據。

參考文獻

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