Розробка низькокалорійного цукру та функціональної їжі зизифусу з використанням біологічної трансформації та

Ян Мен

1 Національна інженерна лабораторія промислових ферментів, Тяньцзіньський інститут промислових біотехнологій, Китайська академія наук, Тяньцзінь, Китай,

Пінг Чжу

Юемін Чжу

Ян Цзень

Цзянган Ян

Юансія Сонце

Анотація

1. ВСТУП

Зизифус (Ziziphus jujuba Mill), колюча рослинна рослина, широко відомий як китайський зизифус або червона фініка. Плоди зизифусу містять багато харчових компонентів, таких як полісахариди, тритерпеноїди, флавоноїди, вітаміни, циклічний нуклеотид та фенольні сполуки (Du et al., 2013; Lee, Min, Lee, Kim, & Kho, 2003; Li, Fan, Ding, І Дін, 2007). Особливо, плоди зизифусу містять певну кількість циклічного аденозинмонофосфату (цАМФ), який позитивно впливає на серцевий м’яз, харчовий міокард, діастолічні судини, антиаритмію та агрегацію тромбоцитів (Beavo & Brunton, 2002). Розробка функціональних продуктів харчування, багатих на цАМФ, має великий економічний потенціал та ринкову вартість. Зизифус також використовується як традиційна китайська медицина (ТКМ) протягом тисячоліть з його численними оздоровчими ефектами, такими як протизапальний (Yu et al., 2012), протипухлинний (Plastina et al., 2012), шлунково-кишкові захисні засоби (Huang, Yen, Sheu, & Chau, 2008), антиоксидант (Cheng, Zhu, Cao, & Jiang, 2012), анти-безсоння та нейропротекторні ефекти (Yoo et al., 2010).

Доведено, що технологія бродіння молочнокислих бактерій є ефективним способом збереження або поліпшення смаку, безпеки, харчування, якості та терміну придатності фруктів та овочів. Харчова цінність ферментованих харчових продуктів зростала через накопичення вільних амінокислот (FAA) у процесі бродіння. Як правило, деякі молочнокислі бактерії виробляють γ-аміномасляну кислоту (ГАМК), яка має нейромедіаційну, гіпотонічну, діуретичну та транквілізаторну дію (Wong, Bottiglieri, & Snead, 2003). Розробка збагачених ГАМК напоїв методом бродіння досягла успіху в соку чорної малини (Kim, Lee, Ji, Lee, & Hwang, 2009), молоці (Nejati та ін., 2013) та напої, подібному до темпе (Aoki, Furuya, Endo, & Fujimoto, 2003). Крім того, молочнокислі бактерії як пробіотики все частіше використовуються як харчові добавки. Пробіотичні продукти зазвичай продаються у формі ферментованих молочних продуктів, фруктових або овочевих соків (морквяний сік, томатний сік), які служать середовищем для росту клітин.

У цьому дослідженні ми намагаємось підвищити харчову цінність концентрованого/екстрагованого соку зизифусу, поєднуючи трансформацію ферментів та ферментацію молочнокислих бактерій. Порівнювали вміст глюкози та фруктози в різних видах зизифусу. Два ферменти, GI та DAE, поєднувались для перетворення глюкози та фруктози у низькокалорійну солодшу D-алюлулозу. Крім того, ферментацію соку зизифусу з використанням двох видів молочнокислих бактерій проводили для збільшення вмісту ГАМК та багатьох вільних амінокислот.

2. МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ

2.1. Ферменти, штами та матеріали

3-епімеразу D-аллулози (DAE) готували згідно з позаклітинним продукуванням за допомогою секретної експресійної системи (Chen et al., 2016). D-глюкоза-ізомераза (GI) була придбана у Novozymes ®, Ltd, Китай. Активність DAE досягала 31,0 Од/мл, а GI становив 400 IGIU/г. Молочнокислі бактерії, такі як Pediococcus pentosaceus PC ‐ 5, Lactobacillus plantarum M, Lactobacillus rhamnosus та Lactobacillus acidophilus, зберігались у нашій лабораторії. П’ять видів плодів зизифусу, використані в цій роботі, були зібрані з вересня по жовтень 2016 року в місті Тайюань провінції Шаньсі, Китай.