4、酵对姜油R.oryraeMG1發酵薑油樹脂條件的树脂響應麵分析

（1）響應麵模型建立及方差分析

依據單因素實驗的結果，選擇薑油樹脂添加量、抗氧發酵溫度和發酵時間用BBD程序設計三因素三水的化活平響應麵優化方案，共17次試驗，影响結果見表1。酵对姜油多元回歸擬合得到的树脂二階多項回歸方程模型為：

Y=-4917.80206+50.60680X₁+248.91550X₂+462.95900X₃+0.077975X₁X₂+0.38

830X₁X₃-3.54325X₂X₃-0.37321X₁²-3.60654X₂²-44.66781X₃²，可表示經R.oryzaeMGI發酵後薑油樹脂總抗氧化活性(Y)與薑油添加量(X₁)、抗氧發酵溫度(X₂)、化活發酵時間(X₃)的影响聯係。

方差分析見表2，酵对姜油回歸效應顯著(p＜0.05)，树脂說明方程模型置信度高於95%；失擬項不顯著(p＞0.05)，抗氧說明方程模型自然誤差不顯著，化活擬合度好；複相關係數R²=0.9917，影响說明方程模型與實驗數據的符合度可達99.17%；調整性決定係數AdjR²=0.9811，說明方程模型可信度高。基於上述分析，回歸方程模型可以用來預測因素(X₁、X₂和X₃)與響應值(Y)的關係。

每個因素以及各因素互交作用對試驗結果的線性效應的影響是否顯著以p值表示，p值越小影響越顯著(p＜0.05)。由表2可見，X₁、X₂對發酵後薑油樹脂的TAC影響顯著，X₃對發酵後薑油樹脂的TAC影響不顯著；X₁²、X₂²、X₃²對發酵後薑油樹脂的TAC影響極顯著；X₁X₂、X₁X₃、X₂X₃互交對發酵後薑油樹脂的TAC影響均不顯著。由此可知，試驗各因素對MG1發酵後薑油樹脂的總抗氧化活性影響的顯著程度為:薑油樹脂添加量＞發酵溫度＞發酵時間。

由圖8可見，薑油樹脂添加量與發酵時間、發酵溫度與時間之間交互作用顯著，薑油樹脂添加量與發酵溫度之間交互作用不顯著，與響應麵方差分析(表2)結果吻合。響應麵3D模型見圖8，隨薑油樹脂添加量增加，發酵後薑油樹脂的TAC先增加後降低；隨溫度的升高，TAC同樣先增加後降低；隨發酵時間延長，TAC先緩慢增加，然後趨於平緩，與單因素試驗結果相吻合。等高線的形狀反映了各因素交互效應的強弱，橢圓形的離心率越接近1表示兩因素交互作用越顯著。由圖8可見，薑油樹脂添加量與發酵時間、薑油樹脂添加量與發酵溫度、發酵溫度與時間之間交互作用均不顯著，與響應麵方差分析(表2)結果吻合。

經軟件分析計，R.oryzae算MG1發酵薑油樹脂的最佳模擬條件為:在20mLPDA液體培養基中添加薑油樹脂73.47μL，33.25C震蕩(150r/min)培養4.18d，在此條件下總抗氧化活性預測值可達2046.94umol/g。

（2）模型的驗證

為了驗證R.oryzaeMG1發酵薑油樹脂抗氧化性能條件的可靠性，在模擬預測條件的基礎上，根據實際情況，為方便控製實驗操作條件以減少誤差，最終確定的R.oryzaeMG1發酵薑油樹脂條件為70μL的薑油樹脂添加量，33℃下震蕩(150r/min)培養4d。三次重複實驗的總抗氧化活性平均為2025.44土5.01μmolg，實驗值與理論預測值無顯著性差異，擬合性較好，表明此模型是有效的，可用於預測MGI發酵薑油樹脂的實際實驗情況，具有一定的實踐參考價值。在此條件下MG1發酵薑油樹脂培養物的總抗氧化活性比對照組提高了69.15士1.01%，比優化前提高了7.17+0.91%，如圖9所示。

5、薑油樹脂活性成分高效液相色譜分析

發酵完成後，將培養基真空幹燥後用甲醇超聲萃取，取適量用0.22μm的尼龍膜過濾進樣，進樣體積10μL，檢測波長280nm，流動相為乙腈和1%的冰醋酸，流速1.0mL/min，柱溫48℃，運行時間62min，進行梯度洗脫。

積分結果如圖10所示，薑油樹脂中約有14種物質，經R.oryzaeMG1發酵後，以1號物質(6-薑酚)為參照，假設在其峰麵積相等的情況下，2號物質(8-薑酚)的峰麵積比發酵前減少了0.17倍，3號物質(6-薑烯酚)的峰麵積比發酵前減少了0.37倍，4號物質(10-薑酚)的峰麵積比發酵前減少了0.22倍，15號物質峰麵積比發酵前減少了0.69倍；11、12、14號物質缺失；6號物質(10-薑烯酚)峰麵積幾乎不變；7號物質峰麵積比發酵前提高了4.60倍，8號物質峰麵積比發酵前提高了1.03倍，9號物質峰麵積比發酵前提高了3.34倍、10號物質峰麵積比發酵前提高了5.56倍，13號物質峰麵積比發酵前提高了3.10倍；出現了5號(8-薑烯酚)16、17、18號物質。

說明經過R.oryzaeMG1的發酵，薑油樹脂發酵提取物中的成分部分發生了轉化，已知的五種物質相對含量降低，不僅使其他物質含量升高，還生成了新物質，總抗氧化活性較高隨之提高。後續實驗需進一步將新檢測出的物質分離純化，進行結構鑒定。

三、結論

本文通過對5株根黴發酵薑油樹脂的抗氧化活性進行比較，R.oryzaeMG1表現出較強的發酵能力，抗氧化活性最高，且發酵液氣味更清新，辛辣的氣味減弱，有淡淡的檸檬香味。再以單因素及響應麵方法優化得到了R.oryzaeMGI的最佳發酵條件，即在20mLPDA液體培養基中接種1%的MG1孢子懸液，薑油樹脂添加量70uL，33℃下震蕩(150r/min)培養4d，發酵後薑油樹脂的抗氧化活性比發酵前提高了69.15士1.01%；經高效液相色譜分析，薑油樹脂的R.oryzaeMG1發酵提取物中的成分發生了轉化，且生成了4種新物質。由此可說明，R.oryzaeMG1的發酵對薑油樹脂的抗氧化活性的提升及風味改善有一定的效果，可以據此研究開發高附加值的生薑風味發酵食品。

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