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研究生:黃寅萊
研究生(外文):YIin-Lai Huang
論文名稱:利用Bacillus subtilis NPU 001 發酵香茹草生產抗氧化和抗真菌活性物質
論文名稱(外文):Use of Bacillus subtilis NPU 001 in the fermentation of Glossogyne tenuifolia (Labill) to produce substances with anti-oxidant and anti-fungal activities.
指導教授:張駿志
指導教授(外文):Chun-Chih Chang
口試委員:胡宏熙林宇平
口試委員(外文):Hung-Hsi HuYeu-Pyng Lin
口試日期:2011-06-28
學位類別:碩士
校院名稱:國立澎湖科技大學
系所名稱:食品科學研究所
學門:農業科學學門
學類:食品科學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:133
中文關鍵詞:香茹草抗氧化活性抗菌Bacillus subtilis
外文關鍵詞:Glossogyne tenuifolia, antioxidant activity,antioxidant activityantifungal activityBacillus subtilis
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本實驗利用Bacillus subtilis NPU 001以香茹草作為營養源,生產抗氧化與抗菌活性物質,並探討不同的培養條件對於抗氧化和酵素活性的影響及抗菌物質的抑制性。結果顯示香茹草經B. subtilis NPU 001發酵培養後有抗氧化和酵素活性。抗氧化活性部分,最適培養條件:培養時間二天、香茹草濃度3%、0.1%Tryptone、體積100 mL 有最高的清除DPPH自由基活性931.97±4.15 (trolox eq mg/g sample);酵素活性部分,最適培養條件:培養時間48小時、香茹草濃度1%、0.1%Tryptone、體積100 mL 之蛋白酶活性為0.34±0.01 U/mL。另外,進一步探討後續抗菌實驗,在發酵液加熱前後發現第48小時的抗菌活性最佳,而水解的最佳抗真菌活性和蛋白質含量,皆以水解反應3分鐘為最佳;這是第一篇有關於利用B. subtilis NPU 001發酵香茹草來產生抗氧化及抗真菌活性物質的論文,並可取代有機溶劑萃取香茹草的方式;此外,本研究發現菌株B. subtilis NPU 001能分泌蛋白酶,具有增強抗氧化和抗真菌的效果。綜合以上結果,香茹草發酵液具有開發保健食品的潛力。

關鍵字: 香茹草、抗氧化活性、抗菌、Bacillus subtilis

This experiment uses Bacillus subtilis NPU 001 to take Glossogyne tenuifolia as nutrient source, which can produce active ingredients of antioxidant and antifungal, and also discuss different cultivating conditions affecting antioxidant and enzyme activities and the inhibition of antiseptic substance. The result shows that after being fermented and cultivated by B.subtilis NPU 001, G. tenuifolia has antioxidant and enzyme activity. In the aspect of antioxidant activity, the best cultivating condition is:two days of cultivating, G. tenuifolia concentration 3%, 0.1% Tryptone, 100 mL volume, and free radical activity with highest DPPH 931.97±4.15 (trolox eq mg/g sample);In the aspect of enzyme activity, the best cultivating condition is:48 hours of cultivating, G. tenuifolia concentration 1%, 0.1%Tryptone, and 100 mL of protease enzyme activity 0.34±0.01 U/mL. In addition, we furthermore discuss following antifungal activity, and find out that before and after heating fermentation broth, the best antiseptic activity is in the forty-eighth hour, plus the best antifungal activity of hydrolysis and protein content are 3 minutes;this is the first report about using B. subtilis NPU 001 to ferment G. tenuifolia for producing active ingredients of antioxidant and antifungal, and this can replace the method of using organic solvent to extract G. tenuifolia; in addition, this research finds out that the strain B. subtilis NPU 001 can secrete protease, and it has the effect of strengthening antioxidant and antifungal. Summing up these results above, G. tenuifolia fermentation broth has the potential of developing dietary supplements.

Key words:Glossogyne tenuifolia, antioxidant activity,
antifungal activity, Bacillus subtilis

目錄
謝誌…………….………………………………...………………………I
目錄……………………………………………………………………...II
圖目錄……………………………………………...…………...……....VI
表目錄………………………………………………………..….……....X
中文摘要……………………………………………………….……….XI
英文摘要……………………………………………………………….XII
壹、前言………………………………………………………………….1
貳、文獻探討…………………………………………………………….3
一、Bacillus subtilis之特性與應用……………………………………..3
(一) 特性……………………………………………………….…...3
(二) 應用…………………………………………………………....5
二、香茹草………………………………………………………….……8
(一) 香茹草的型態與介紹…………………………………….…...8
(二) 香茹草對人體的影響及其保健功效………………...…….…8
(三) 香茹草的成分………………………………………………....8
三、蛋白酶 (Protease) 之介紹………………………………………...22
四、自由基、抗氧化物與疾病…....……………………….…………..23
(一) 自由基與抗氧化物質的關係………...……………………...23
(二) 油脂自氧化反應……………………………………………..27
(三) 常見抗氧化劑種類…….…………………….…..…...............28
(四) 抗氧化活性之測定..................................................................31
1. DPPH自由基清除能力測定………………………….……….31
2. 螯合亞鐵離子能力測定……………………………………....32
3. 還原力測定…………………………………………………....33
參、研究目的與實驗架構……………………………………..………..34
肆、材料與方法………………………………………….………….…..37
一、材料………………………………………………………..…..…….37
(一) 香茹草…………………………………………...…………...37
(二) 菌種……………………………………………...………..….37
(三) 培養基……………………………………………...………...37
(四) 藥品………………………………………………...………...38
(五) 儀器設備…………………………………………..…………39
二、實驗方法…………………………………………………….…....…41
(一) 樣品製備與菌種篩選…………………………...…………...41
(二) 最適培養條件之探討…………………………….……...…..42
(三) 抗氧化活性分析……………………………...…….………..45
DPPH自由基清除能力測定…………………………………..45
(四) 酵素活性分析………………...……………….……………..46
1. 蛋白酶 (Protease) 活性測定…………………………………..46
2. 幾丁聚醣酶 (Chitosanase) 活性測定………………………...47
3. 幾丁質酶 (Chitinase) 活性測定………………………...…....47
4. 纖維素酶 (Cellulose) 活性測定…………………...………....48
(五) 蛋白質定量…………………………….……………….….....50
(六) B. subtilis NPU 001發酵香茹草之上清液測定…………...…51
1. 生物分析法……………………………………………………..51
2. 發酵液對A. niger BCRC 31883之抑制菌絲測定…..…52
(七) 統計分析…………………………………….………….….....53
伍、結果與討論…………………………………………………………54
ㄧ、菌種鑑定……………………………………………………………54
二、最適培養條件之探討………………………………………………59
(一) 培養時間之探討…………………………………………......59
(二) 發酵液酵素活性測試……………………………...………...61
(三) 最適培養額外碳源………………………………………......62
(四) 最適培養額外氮源………………………………………......65
(五) 最適培養濃度………………………………………...……...69
(六) 最適培養體積………………………………………...……...72
(七) 最適培養時間…………………………………………...…...75
三、B. subtilis NPU 001發酵香茹草之上清液測定…………………...79
(一) 生物分析法………………………………………………......79
(二) 發酵液對A. niger BCRC 31883之抑制菌絲測定….....91
陸、結論…………………………………………………………..……..92
柒、參考文獻………………………………………………….…..……101

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