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纳豆芽孢杆菌固态发酵小米糠产抗氧化物的研究的开题报告
一、选题背景
随着人们对健康食品的需求不断增加，抗氧化物质成为了备受关注的研究领域。抗氧化物质能够清除自由基，维持机体内的氧化还原平衡，从而对预防和治疗各种疾病有着积极的作用。同时，小米是一种常见的粮食，而小米糠则是小米的副产品，不仅产量大，而且含有丰富的营养成分，如膳食纤维、维生素和矿物质等。因此，如何利用小米糠开发出更多的高附加值产品，成为了研究的热点之一。
纳豆芽孢杆菌(NattoBacillus)是一种重要的微生物，其在发酵过程中能够产生一系列具有抗氧化、抗肿瘤、抗病毒等生物活性的代谢产物，如纳豆菌素(Nattokinase)、蛋白酶、多肽等。其中，纳豆菌素是一种具有独特的抗血栓和降血脂作用的蛋白酶，已经被广泛应用于预防动脉粥样硬化、冠心病和脑卒中等心脑血管疾病的治疗中。因此，利用纳豆芽孢杆菌固态发酵小米糠，不仅可以提高小米糠的附加值，而且还能够产生高附加值的抗氧化物质和生物活性物质，具有很好的应用前景。
二、研究目的和意义
本研究旨在利用纳豆芽孢杆菌固态发酵小米糠，生产具有抗氧化作用的产物，并对其进行分析和评价。研究内容包括：
1.优选纳豆芽孢杆菌的菌株和培养条件，寻找最适合小米糠发酵的条件。
2.分析和评价纳豆芽孢杆菌固态发酵小米糠产生的产物，包括抗氧化活性、总多酚含量和纳豆菌素的含量等。
3.探讨纳豆芽孢杆菌固态发酵小米糠的反应机理，从微观角度分析抗氧化物质的生成机制和生物活性物质的作用机理。
本研究既有理论上的意义，也有实际应用上的意义。理论上，该研究可以为小米糠的深加工和利用提供新的思路和方法，同时也可以为纳豆芽孢杆菌的发酵利用提供借鉴和参考。实际应用上，抗氧化物质和生物活性物质具有广泛的应用前景，包括医药、保健品、食品畜牧和饲料等领域。
三、研究方法
本研究采用固态发酵的方法，通过优选纳豆芽孢杆菌菌株和培养条件，对小米糠进行发酵试验。具体步骤如下：
1.筛选纳豆芽孢杆菌菌株：从已有菌株库中筛选出产生纳豆菌素和其他生物活性物质的菌株。
2.培养纳豆芽孢杆菌菌株：选取适宜的基质和适宜的培养条件，例如温度、pH值、适宜氧气含量等。
3.发酵小米糠：将经过干燥、消毒和调节pH值的小米糠按照一定比例与纳豆芽孢杆菌接种培养基混合，加入到发酵罐中进行发酵。
4.收集发酵产物：在发酵结束后，将发酵产物进行采集和处理，包括抗氧化活性、总多酚含量和纳豆菌素的测定等。
5.分析和评估产物质量：通过化学分析、色谱分析和质谱分析等方法，对产物进行分析和评估，探究其性质和机制。
四、预期结果
本研究预期可以通过纳豆芽孢杆菌固态发酵小米糠，产生具有抗氧化活性和生物活性物质的产物。并且，该方法具有简便、易操作、成本低等特点，具有良好的工业化应用前景。同时，通过分析和评估产物，可以探究其机理和性质，为类似研究提供借鉴和参考。
五、研究方案和进度安排
1.前期调研和文献查阅(1个月)：了解小米糠的产业现状和抗氧化物质的研究进展，为后续研究做好准备。
2.菌株筛选和培养条件优选(2个月)：从已有菌株库中筛选产生纳豆菌素和其他生物活性物质的优良菌株，同时优化培养条件。
3.实验设计和发酵试验(6个月)：设计合理的试验方案和参数，进行固态发酵试验，保证产物质量和试验效果。
4.产物分析和评估(2个月)：对发酵产物进行抗氧化活性、总多酚含量和纳豆菌素的测定和分析，对产物进行评估。
5.研究成果撰写和发表(1个月)：整理研究数据和分析结果，撰写开题报告、论文和发表相关成果。
六、参考文献
[1]袁大同,唐建华.小米糠生产应用及其发展机遇[J].粮食与饲料工业,2018,39(3):77-79.
[2]赵倩,江海涛.小米糠抗氧化及抗糖尿病作用研究[J].食品科学与技术,2016,41(4):225-228.
[3]陈众,李鹏程,刘家好.纳豆芽孢杆菌的发酵及其产物的生物活性研究进展[J].食品科学,2016,37(3):192-198.
[4]杨彦锋,胡金财.植物多酚对抗氧化的作用及其研究进展[J].食品科技,2017,42(7):209-212.
[5]杨文雄,张帆.纳豆菌素的生产及其在医药中的应用[J].国外医学:临床学分册,2016,43(8):482-484.