玉米淀粉及黄浆发酵产小核菌多糖抗氧化活性

◎ 高洪增

（秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司，河北 秦皇岛 066300）

小核菌多糖又被称为硬葡聚糖，而小核菌胶则是由丝状真菌齐整小核菌产生的非离子水溶性多糖，在试验中发现其分子中含有β-D（1,6）-葡萄糖残基侧链线性β-D-（1,3）-葡糖残基链构成，小核菌多糖所具有的显著特征是稳定性和流变性。在矿化度和广泛pH（1～12）、温度（130 ℃）环境下都具有良好的稳定性。小核菌多糖在石油工业中有着较大的应用价值，对于提升原油采收率有着积极的作用。所以，将小核菌发酵培养和玉米淀粉当成主要碳源，玉米黄浆则是碳源，经过发酵之后得到小核菌粗多糖。再对其体外抗氧化能力进行分析，从而为抗氧化功能性食品中的应用提供更多的参考和指导。

1 试验方法

1.1 小核菌粗多糖制备

控制在4 ℃环境下对小核菌菌种在PDA斜面培养基上进行接种，并且在温度为29 ℃的环境下恒温培养2 d，选择培养液3 mL注入到培养后斜面培养基中，然后轻刮几次菌丝，将其混匀，并倒入种子培养基中，摇匀处理[1]。选择培养后的种子发酵液直接种在玉米淀粉、黄浆发酵培养基中进行发酵，发酵液轻微过滤掉菌丝，利用等电法去除醇沉、蛋白、旋转蒸发掉乙醇，冻干蒸发后得到相应的小核菌粗多糖。

1.2 体外抗氧化活性

利用双蒸水来配制ABTS自由基储备液，控制在4 ℃环境下对其进行保存，使用已经稀释40倍的液体作为工作液，工作液吸光度控制为0.7±0.001，准确量选择0.1 mL不同浓度的粗多糖溶液，并且将其加入10 mL试管中，融入ABTS自由基液体中，控制剂量为1.9 mL，在6 min进行反应后在700 nm波长处对溶液混合物的吸光度进行测定。将其标注为A（混合物），同样方法进行操作，使用等体积的双蒸水来替代小核菌多糖溶液，并且对溶液吸光度进行测定，将其记录为B（双蒸水）。ABTS自由基清除率按照公式（1）计算。

ABTS自由基清除率=（A-B）/A×100% （1）

1.3 小核菌粗多糖对超氧阴离子自由基清除率测定

和邻苯三酚自氧化法相似，选择剂量为2.25 mL pH为8.34磷酸盐缓冲液PBS，然后加入2 mL蒸馏水，控制体积为4.5 mL，并且混匀之后在25 ℃环境下保温；4 min后加入10 mol/L滴反应终止。并且在325 nm对空白管的吸光度进行测量，将其记作C，还要对样品清除能力进行测量，选择试剂之前还需要加入邻苯三酚，并在此之前加入剂量为2 mL样液替代蒸馏水，并在终止反应后测量吸光度，超氧阴离子自由基清除率则按照公式（2）计算。

超氧阴离子自由基清除率=（C-A）/C×100% （2）

1.4 小核菌粗多糖对亚硝基自由基清除率测定过程

选取0.5 mL亚硝酸钠溶液，控制浓度为5 μg/mL，融入小核菌粗多糖溶液，在其反应10 min之后，加入浓度为0.4%多糖的溶液，摇匀反应5 min后加入浓度为0.2%的N-1-苯基乙二胺盐酸盐1 mL后摇匀15 min，并在波长5540 nm处对吸光度进行测量，将其记作A，同样方法来操作，并利用双蒸水来替代小核菌多糖溶液，并且对溶液吸光度进行测定，将其记为A0。小核菌多糖对于NO2清除率按照公式（3）计算。

小核菌多糖对于NO2清除率=（A-A0）/A0×100% （3）

1.5 小核菌粗糖对亚油酸过氧化的作用

选择剂量为10 mL的试管，加入剂量为2 mL的粗多糖溶液、亚油酸溶液、蒸馏水、磷酸盐缓冲液；对照管则使用剂量为各2 mL的乙醇来替代样品进行试验。要保证所有试管避光，并且在40 ℃的水浴锅中加速进行氧化试验。1 d后选择剂量为0.1 mL的培养液，加入硫氰酸铵溶液和乙醇以及氯化铁溶液，准确进行3 min反应。在500 nm处对红色化合物的吸光度进行测量。

2 结果分析

2.1 碳源对于发酵产小核菌多糖的作用

选择马铃薯淀粉、玉米淀粉、蔗糖、木薯淀粉、葡萄糖以及果糖作为碳源，控制具体的添加剂量为30 g/L，控制发酵时间为3 d，对不同碳源对发酵产小核菌多糖的影响见表1。

表1 不同碳源对发酵产小核菌多糖的影响表

从表1中可发现，将马铃薯淀粉、玉米淀粉和葡萄糖当成碳源时，小核菌多糖的产量相对较高，木薯和蔗糖次之，其他碳源则对于多糖的合成产生不利影响。葡萄糖和蔗糖作为碳源时，1%的小核菌多糖溶液有着较高的年度，综合考虑小核菌多糖产品品质和产量，可以选择玉米淀粉作为菌株SCL2010发酵生产小核菌多糖的碳源。

2.2 葡萄糖添加量对发酵产小核菌多糖的影响

具体如图1所示。

图1 葡萄糖碳源转化率分析图

通过图1结果发现，在葡萄糖添加量逐渐增加的影响下，小核菌多糖产量开始上升；葡萄糖添加量为45 g/L时，小核菌多糖产量为29.8 g/L，生物量为15.04 g/L，则碳源转化率超过60%。葡萄糖添加剂超过45 g/L，则多糖产量增加速度受到影响，碳源转化率也下降，餐糖量增加。所以，生产小核菌多糖适宜的葡萄糖添加剂量为45 g/L。

3 讨论

根据相关研究不难发现多糖对ABTS自由基清除能力和与其所涵盖的官能团数量以及种类息息相关，包括羟基、羧基等官能团的存在类可能加多糖对ABTS自由基的实际清除能力。小核菌多糖红外扫描结果充分显示，小核菌多糖含有羟基，不难推测这类官能团的存在能够让小核菌多糖产生显著的ABTS自由基清除能力[3]。

亚硝酸盐作为防腐剂，将其添加到肉制品中，而蔬菜中硝酸盐在细菌影响下出现亚硝酸盐，在一定环境下亚硝酸盐会转变成亚硝胺，该种物质会产生致癌的功效。有专家学者提出亚硝酸盐进入到人体之后，在抗氧化剂摄入的影响下，胃内综合作用后无法形成亚硝胺。

当前多糖抗氧化机理还比较模糊，根据研究发现在对硫酸化进行修饰之后，能够让糖环上游离羟数量减少，让红枣多糖的自由基清除活性提升[4]。在今后的研究过程中需要进一步提升小核菌多糖的空间构象和抗氧化能力的关系，找到关键作用的空间结构和官能团，立足于本质角度来探讨小核菌多糖清除自由基的机理和作用[5]。

小核菌多糖能够在一定程度上清除ABTS自由基，对于超氧阴离子的亚硝基自由基有着积极的作用，这就充分表明小核菌多糖是一种天然、良好的自由基清除剂。

[1]张永刚，王 伟，张艳敏，等.齐整小核菌SCL2010产小核菌多糖培养基优化的研究[J].中国酿造，2017，36（11）：49-53.

[2]张永刚，董学前，王 伟，等.一株小核菌多糖高产菌及其发酵特征[J].化学与生物工程，2017，34（11）：19-22.

[3]王立东，肖志刚.气流粉碎对玉米淀粉结构及理化性质的影响[J].农业工程学报，2016，32（24）：276-281.

[4]张雅媛，洪 雁，顾正彪，等.玉米淀粉与黄原胶复配体系流变和凝胶特性分析[J].农业工程学报，2011，27（9）：357-362.

[5]李 娜，张英华.用RVA仪分析玉米淀粉的糊化特性[J].中国粮油学报，2011，26（6）：20-24.